0引言 土壤微生物是森林生态系统中的重要分解者，它分解动植物残体，促进土壤腐殖质的形成以及有机质的分解和转化，加快土壤团粒结构的形成，改善土壤健康状况，利于植物生长和发育[1-3]。土壤微生物数量和生物量是研究和评价土壤微生物调控功能的重要参数[4-6]。土壤微生物数量直接影响土壤的生物化学过程及土壤养分的组成与转化，同时体现土壤中的生物活性，也是恢复和维持林地生产力的主要因素之一[2,7-8]。土壤微生物量可反映土壤同化和矿化能力的大小，是土壤活性大小的标志[5]，其参与生态系统养分循环、有机质分解等生态过程，影响土壤有机质的转化，因而在陆地生态系统碳氮循环中发挥着重要作用[9-10]。土壤微生物数量和生物量受气候、土壤和植被因子的显著影响，即使在相同的气候条件和土壤类型下，不同植被下的土壤微生物仍然存在较大差异[11]。在森林生态系统中，土壤的理化性质受凋落物、根活性和相关微气象因子的影响，其中树种组成起着决定性作用[12]。 以往有关植被对于土壤微生物影响的研究主要针对生态系统不同演替阶段[13]、生态恢复和退化过程[14-15]，但对同一条件下不同植被类型，尤其是混交林的土壤微生物生物量的研究还比较少。马尾松(Pinusmassoniana)和樟树(Cinnamomumcamphora)是亚热带最常见的针叶林和阔叶林，在森林资源上占有重要地位。本试验在湖南省长沙市天际岭国家森林植物园分别对樟树林、马尾松林、樟树-马尾松混交林土壤微生物数量和微生物碳氮生物量进行研究，比较同一气候条件下不同林型土壤微生物数量和生物量的差异，旨在揭示3种森林类型微生物数量和碳、氮生物量特征，以期为森林生态系统的碳氮循环机理、有机质分解等提供基础数据。 1试验地概况 研究样地位于湖南省长沙市天际岭国家森林植物园(113°03'—113°04'E，28°06'—28°08'N)。属典型的亚热带湿润季风气候，年均气温17.1℃，1月最冷，平均为5.0℃，极端最低温度为-11.3℃；7月最热，平均气温为29.0℃，极端最高气温41.0℃；全年无霜期270~300天，年均日照时数1677.2h；雨量充沛，年均降水量1425mm。地层主要是第4纪更新世的冲积性网纹红土和砂砾，属于典型红壤丘陵区。 研究样地坡度为13°~20°，海拔55~100m；樟树、马尾松和混交林均为24年生的人工林，混交林为樟树和马尾松混交，其混交比例为4:6，3种群落基本情况见表1。林下植被有毛叶木姜子Litseamollis、油茶Camelliaoleifera、枸骨Ilexcornuta、山苍子Litseacubeba、栀子Gardeniajasminoides、满树星Ilexaculcolata、狗脊蕨Woodwardiaprolifera、杜荆Vitexagnuscastus、大青Clerodendroncyrtophyllum、紫金牛Ardisiajaponica、黄檀Dalbergiabalansae、苔草Carextristachya、山麦冬RadixLiriopes、乌桕Sapiumsebiferum、喜树Camptothecaacuminate、鳞毛蕨Dryopterischinensis、野柿Diospyroslotus、一枝黄花Solidagocanadensis、华山矾Symplocoschinensis、盐肤木Rhuschinensis、白栎Quercusfabri、小叶女贞Ligustrumquihoui、淡竹叶Lophatherumgracile、鸡矢藤Paederiascandens、青桐Firmianasimplex、芒萁Dicranopterisampla、铁线蕨Adiantumcapillusveneris、井栏边草Pterismultifida、蛇葡萄Ampelopsissinica等。 2研究方法 2.1样品采集 2009年7月初，在湖南省长沙市天际岭国家森林植物园的马尾松、樟树、樟树马尾松混交林3种群落中，每种森林类型设置6块3m×4m的固定样地，每块样地间相隔10m以上。本次试验采样时间是2011年7月初，采样时，先去除地表面凋落物，用自制直径5cm、长10cm的钢管打入到地下0~10cm土层，取500g左右的土样，3种林型共采集24个样，然后将每种林型采集的6个样进行两两混和后，及时装入自封袋带回实验室放入冰箱4℃下保存，供土壤微生物数量和微生物生物量的测定。 2.2土壤微生物的分离与鉴定 土壤微生物数量的测定采用稀释平板培养计数法，稀释倍数为细菌10-4~10-6、真菌10-2~10-4、放线菌10-3~10-5，每个稀释浓度做3个重复，选择长出菌落数10~200的培养皿计数[16]。细菌分离采用牛肉膏蛋白胨培养基，鉴定通过菌体形态结构观察和生理生化指标测定，具体参照文献[17]。真菌分离采用孟加拉红培养基，鉴定参照文献[18-19]。放线菌分离采用高氏一号培养基，鉴定参照文献[20]。 2.3土壤微生物生物量碳和氮的测定 土壤微生物量C、N采用氯仿熏蒸浸提方法测定[21]。提取液中C的测定用重铬酸钾-硫酸消煮，硫酸亚铁滴定法，N的测定采用凯氏消煮法。微生物量C、N的计算，见公式(1)、(2)。Cmic=EC/KEC(1)Nmic=EN/KEN(2)式中：EC、EN分别表示熏蒸与未熏蒸土壤提取液中所测C、N含量之差，KEC、KEN分别表示微生物量C、N浸提测定的比例，数值分别为0.38、0.54。 2.4试验仪器 全自动凯氏定氮仪（产地：山东；滴定精度：1μL/步）；石墨消解仪（产地：山东；精度：±1.0℃）；真空干燥器（产地：巩义）；微生物培养箱（产地：宁波；精度：±1）；无菌操作台（产地：天津；洁净等级：100级）；高温灭菌锅（产地：山东）。 2.5统计分析 试验数据的处理和运算采用Excel2003软件，用统计软件SPSS18.0进行单因素方差分析和相关性分析，检验相同条件下土壤微生物数量、碳氮生物量的显著差异性和相关性。 3结果与分析 3.13种林型土壤理化性质及养分比较 由表2可知，3种林型土壤养分中含水量和土壤平均温度差异都达到显著水平(P<0.05)，其特征均为：樟树>马尾松>混交林。土壤中有机碳为：樟树林>混交林>马尾松林，其中樟树林和马尾松林之间差异性达到显著水平(P<0.05)；土壤全氮为：樟树林>混交林>马尾松，其中樟树林与马尾松林、马尾松林与混交林的差异性达到显著水平(P<0.05)；pH值为：樟树林>马尾松林>混交林；凋落物量为：樟树林>混交林>马尾松林，3种林型之间差异性均达到显著水平(P<0.05)。#p#分页标题#e# 3.2土壤微生物总数特征比较 对3种不同林型土壤微生物的总数量进行统计，其微生物总数量分别为：樟树林751.6×103个/g干土、混交林298.2×103个/g干土、马尾松林174.3×103个/g干土，特征为樟树林>混交林>马尾松林（见图1）。进行单因素方差分析，结果表明3种森林类型的土壤微生物总数量存在显著差异(P<0.05)，进行组间两两比较，发现3种林型两两之间的微生物总数的差异性均显著(P<0.05)；其差异特征说明3种不同森林类型的土壤微生物在其分布上存在明显的非均匀性。 3.3森林类型与土壤中微生物的关系 由表3可知，3种林型微生物中细菌比例特征为樟树林>马尾松林>混交林，其比例分别为：樟树林82.63%，马尾松林78.39%，混交林64.46%；真菌比例特征为混交林>马尾松>樟树林，比例分别为：混交林18.55%，马尾松林12.62%，樟树林10.44%；放线菌比例特征为混交林>马尾松>樟树林，比例分别为：混交林18.55%，马尾松林8.99%，樟树林6.93%。可见，3种林型对土壤微生物数量的影响有差异，这与不同的林型的凋落物量有一定关系[22]，从而影响其分解速率[23]。有研究[24]发现，不同林型混交林的土壤微生物数量组成比例也因林地不同而发生变化，不同林型的根际环境对细菌、真菌和放线菌也有不同影响[25]。 3.4土壤微生物生物量碳氮特征 由图2可知，3种林型土壤微生物生物量碳的平均含量分别为543.01、421.48、370.95mg/kg，其特征为马尾松林>混交林>樟树林；微生物生物量氮平均含量为37.28、23.20、15.12mg/kg，特征则为：樟树林>马尾松林>混交林。进行单因素方差分析，其结果表明3种森林类型的土壤微生物生物量碳、氮均不存在显著差异(P>0.05)。进行相关关系分析表明（见表4）：土壤微生物生物量碳和氮与土壤有机碳、全氮、碳氮比呈显著线性相关，微生物生物量碳、氮均与土壤中水分相关性不显著，微生物生物量碳氮之间也存在显著线性相关。因此说明水分不是影响土壤中微生物生物量碳、氮的主要因素，土壤中的有机碳和全氮才是影响微生物生物量碳、氮的主要因素，而且微生物生物量碳与氮之间还会相互影响。 4结论 （1）3种林型下的土壤微生物总数量有显著差异性(P<0.05)，总的特征是：微生物总数最大的是樟树林，混交林次之，马尾松林的数量最小。这种微生物数量的差异与林型存在密切关系，这在一定程度上反映了不同林型土壤有机质转化程度和肥力水平。 （2）林型对土壤微生物数量和比例有显著的影响。不同林型生境为微生物提供了异质性的生境条件，小生境理化因素的差异对3大类异养微生物的组成和比例有显著的影响。研究结果表明，不同林型土壤微生物中细菌、放线菌、真菌的数量和比例都不尽相同。 （3）3种林型的土壤微生物生物量碳、氮无显著差异性(P>0.05)。与土壤有机碳、全氮、碳氮比呈显著线性相关，与土壤水分无明显著的相关关系，表明土壤有机质是影响土壤微生物生物量的重要因素。 5讨论 不同凋落叶分解的土壤微生物效应[26]研究结果表明，阔叶林凋落物分解速度影响土壤微生物的数量，其凋落物分解速度越快，其土壤微生物数量越多，而针叶林凋落物的土壤微生物效应就较差。5种不同人工林型下土壤微生物类群数量特性[27]的研究结果表明，混交林群落中的土壤微生物总数比单一林型中的数量多，其原因可能是在混交条件下，合理布局空间，根系发达，加速有机物分解和养分的积累，加速土壤微生物的活动，从而改善土壤的理化性状，因此比单一林型更有利于微生物的生长。但是，本研究结果与众多结论不同，经过对比分析3种林型的基本条件发现，混交林林地密度大，郁闭度大，所以在相同关照条件下，地面温度相对较低，光照条件比较差，地被植物少，凋落物多，导致土壤微生物数量减少[28]。 有研究[29-30]发现，土壤微生物中以细菌所占的比例最多，真菌次之，放线菌最少，土壤微生物的组成以细菌为主，占微生物总数的71.4%~87.7%，放线菌次之，占总数的9.2%~22.7%，真菌最少，占1.1%~9.6%。可见，不同林型对土壤微生物数量的影响效果有差异。其原因可能与不同的林型的凋落物量有一定关系[31]，从而影响其分解速率[32]。在不同混交林地土壤养分、微生物和酶活性的研究[33]中发现，不同林型的混交林的土壤微生物数量组成比例也因林地不同而发生变化，不同林型的根际环境对细菌、真菌和放线菌也有不同的影响[34]。 细菌的数量很大程度上与土壤有机质含量呈正相关[35]。土壤细菌主要营养来源是植物残体，在肥沃土壤和有机质丰富的土壤中，细菌数量相应偏多，而在缺乏有机质的土壤中其数量较少[30]，本试验3种林型中以樟树林的有机质含量最高，因此樟树林更有利于细菌的生长。而真菌则是以混交林最多，马尾松林次之，樟树林最少，这是因为真菌相比放线菌和细菌更适合于pH较低的土壤条件下发育[36]，3种林型中混交林的pH相对较低，而真菌数量最多，这也与表2中的数据相印证。放线菌比例则是混交林所占比例最大，马尾松次之，樟树林最少。众多研究[35,37]结论得出，放线菌具有喜热耐旱以及适合在碱性的土壤环境中生存，本试验3种林型中虽然混交林放线菌所占比例最大，但放线菌总数以阔叶林最高，放线菌特征也与众研究结论相符。 土壤微生物生物量与温度、湿度、土壤理化性质等环境因素有关[38-39]。本研究结果表明，土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮与土壤水分无显著相关关系，说明在本研究的3种林型中土壤湿度不是影响土壤微生物生物量的限制性因子。关于微生物生物量碳氮与土壤水分关系的研究报道较多[40-42]，但至今都对其相关性没有定论。另外，相关分析表明，土壤微生物生物量碳和氮与土壤有机碳、全氮呈显著正相关，这表明土壤有机质是影响土壤微生物量的重要因素[43]，有机质含量高，就能够为微生物在进行自身合成与代谢过程中提供足够的碳、氮物质来源以及能量来源[44]。此结果与以往研究结论相符，如金发会等石灰性土壤微生物量碳、氮与土壤颗粒组成和氮矿化势的关系[45]研究结果表明，土壤微生物量碳和微生物量氮与土壤养分高度正相关。除有机碳、全氮与微生物生物量碳氮相关之外，杉木人工林土壤微生物生物量碳氮特征及其与土壤养分的关系[46]的研究结果揭示，土壤微生物量碳氮含量与铵态氮、全钾和速效钾含量之间存在显著正相关；刘占锋等[47]研究揭示，土壤微生物量碳与土壤全磷呈显著正相关。#p#分页标题#e#
