不同林分密度侧柏人工林土壤微生物碳和水溶性碳特性研究

王玥侍继梅

（宿豫区林果技术指导站，江苏宿豫223800）

不同林分密度侧柏人工林土壤微生物碳和水溶性碳特性研究

王玥侍继梅

（宿豫区林果技术指导站，江苏宿豫223800）

在林业生产中林分密度是林业工作者所能控制的主要因子，也是形成一定林分水平结构的基础。密度是否合适直接影响到人工林生产力的提高和功能的最大发挥，所以探索合理密度一向是当今林业生产的中心课题之一。多年来，人们通过对人工林分生长、结构、蓄积量等方面的研究来评价间伐措施的效果，然而土壤作为参与森林内物质循环的一部分，其理化性质及生物学特性直接受到林内光、热、水以及林木根系对土壤营养物质的吸收利用等方面的影响，这些因素和林分密度密切相关。土壤质量在受到林分密度影响的同时又影响林木生长，所以从土壤质量角度对人工林抚育管理效果进行研究，对维护人工林地力、可持续地经营森林具有重要意义。本研究以宿迁嶂山林场侧柏人工林为研究对象，选择不同林分密度侧柏人工林为典型样地，从土壤活性有机碳的角度研究该地区土壤碳库（主要是快库）的动态变化，了解该地区土壤微生物生物量碳的变化规律，并对该地区不同密度侧柏人工林下土壤的土壤微生物生物量碳和水溶性碳的现状做出科学的解释，以期为指导侧柏林的科学经营提供有力依据。

1　研究地概况和研究方法

1.1研究地概况

嶂山林场是1958年成立的国有林场，该林场位于宿迁市以北7km处的湖滨新城区境内，东西宽2km，南北长4.6km，林场总面积1190hm2，其中国有生态林面积840hm2（国家级生态公益林424hm2，省级生态公益林416hm2），森林覆盖率85.2%以上，活立木蓄积量8.2万m3。主要营造侧柏、槐树、黑松、麻栎、刺槐等乡土树种80余种。

1.2研究方法

在嶂山林场随机选择样地12块，样地大小为20m× 20m。对样方内活立木进行每木检尺，测定其树高、胸径、冠幅、枝下高等林分特征并调查幼树更新情况，另外对样方内的灌木和草本做调查。根据林分密度的大小归纳为4个梯度密度（50～100株/667m2，101～150株/667m2，151～200株/667m2、201～250株/667m2）。

采用Vance和Tate等提出的氯仿熏蒸浸提法（CFE）公式对不同林分密度侧柏人工林土壤微生物生物量碳含量进行测定，公式为：微生物生物量碳（mg/kg）={（A-B）×V}/（M× KEC）。采用Gill等的方法对不同林分密度侧柏人工林土壤水溶性有机碳含量进行测定，公式为：水溶性有机碳（mg/kg）=（A×V/M）/KEC

2　结果与分析

2.1不同密度侧柏人工林土壤微生物生物量碳变化特征

本研究通过各个密度梯度的土壤微生物生物量碳进行方差分析，结果表明，林分密度对土壤微生物生物量碳具有较大的影响。林分密度梯度为101～150株/667m2的土壤微生物生物量碳最高，为3397mg/kg，密度为50～100株/667m2的林分中土壤微生物生物量碳最低，为466mg/kg。这可能是由于密度大的林分产生的凋落物较多，在相似分解速率下能够向林地归还更多的养分，曾有研究表明，凋落物量与土壤微生物生物量关系密切，并呈现显著正相关，但是密度为101～150株/667m2的林分中土壤微生物生物量明显不符合这个规律（P＞0.05）。根据调查，该林分中存较多的阔叶树以及大量天然更新的构树幼树，并且该密度的林分土壤相对湿度明显高于其他密度的林分，这可能是由于阔叶树种入侵带来的凋落物相比于针叶树种更容易分解，并且较高的土壤含水率也有利于微生物的生长发育，故该密度的林分土壤的为生物生物量碳反而较高。

2.2不同密度侧柏人工林土壤水溶性有机碳变化特征

与微生物生物量碳的变化趋势相似，在密度分别为201～250株/667m2、151～200株/667m2、101～150株/667m2、50～100株/667m2的4种林分内土壤水溶性碳的含量分别是143 mg/kg、174 mg/kg、206 mg/kg、105 mg/kg，其差异显著，50～100株/667m2的水溶性有机碳含量最小。

2.3不同密度侧柏人工林土壤微生物量碳与水溶性碳的相关性

相关性分析发现土壤微生物量碳与水溶性碳呈显著的线性相关，相关系数为0.561（p＜0.01），说明土壤微生物量碳和土壤水溶性碳之间具有密切联系，而这均来源于土壤有机质或加入土壤的动植物残体。二者虽然均是土壤有机物中较为活跃的组分，但其在含量、来源及去向等方面又存在差异。土壤可溶性碳既可源自有机物质的直接溶解，也可来源于土壤微生物的生命活动；而土壤微生物量碳的含量是土壤微生物生命活动的直接结果。同时，可溶性有机碳可被土壤微生物直接利用，土壤水溶性碳、氮在土壤中的移动性相对较强，是林地等生态系统养分损失的形式之一，因此，有必要进一步研究土壤微生物量碳与水溶性碳之间的关系，以评价土壤有机质中较为活跃的这些组分在土壤碳循环中的作用。

3　结论

通过对嶂山林场侧柏人工林土壤微生物量碳和水溶性碳特性研究，表明林分密度对土壤微生物量碳和水溶性碳具有很大影响。不同林分密度下侧柏人工林土壤微生物量碳和水溶性碳存在极显著差异。

林分密度梯度在101～150株/667m2的林分中，土壤微生物生物量碳和土壤水溶性有机碳均为最高；林分密度梯度密度为50～100株/667m2的林分土壤微生物生物量碳、水溶性有机碳都为最低；林分密度梯度为151～200株/667m2和201～250株/667m2的林分土壤微生物生物量碳、水溶性有机碳、都处在中等水平；通过对不同林分密度侧柏人工林下土壤微生物量碳和水溶性碳之间的相关性分析发现，两者之间存在显著的线性相关关系，说明土壤微生物量碳和土壤水溶性碳之间具有密切联系。

通过对不同林分密度侧柏人工林土壤活性有机碳的研究，综合分析表明，密度在中等水平（101～150株/667m2）的林分中土壤生物学性质较好，是比较适宜的林分密度，这主要是因为在中等密度的林分中，林内光线充足，枯落物分解较快，提高土壤有机质含量，土壤疏松，通透性强，蓄水保水能力强。因此，建议对密度高的林分要进行适时适量的间伐，使林分始终处于合理的密度状态，增大林内透光度，降低林分郁闭度，促进林下植被的发育，从而达到提高生物活性的目的；对于密度较低的林分，在林下栽植抗干旱、耐瘠薄等适应性较强的树种，如刺槐、构树等地带性植被，提高林分密度，形成稳定性较强的针阔混交林。

（责任编辑荷初）