林业科学

作者：崔朝伟1,2,3,彭丽鸿1,2,马东旭1,2,王佳琪1,2,江祥庆4,江先桂4,马祥庆1,2,林开敏1,2,*

单位：1. 福建农林大学林学院　福州 3500022. 国家林业和草原局杉木工程技术研究中心　福州 3500023. 福建省宁德市国有林场发展中心　宁德 3520004. 福建省沙县官庄国有林场　三明 350803

关键词：间伐,细菌,真菌,微生物残体碳,结构方程模型

基金：“十四五”国家重点研发计划项目“杉木大径级无节良材培育的密度控制技术”(2021YFD2201302)；“十三五”国家重点研发计划项目“杉木大径材高效培育技术研究”（2016YFD0600301）；福建省自然科学基金项目“间伐和施肥耦合对杉木人工林土壤微生物残体的影响及其对有机碳积累的调控机制”(2021J01058)

目的: 分析不同间伐强度下杉木人工林土壤理化性质、酶活性、微生物残体碳及其对土壤有机碳（SOC）贡献的差异，揭示土壤理化性质和酶活性对微生物残体碳积累的调控机制，为杉木人工林可持续经营、缓解全球气候变化和实现我国碳中和目标提供科学依据。方法: 以福建省沙县官庄国有林场杉木人工林为研究对象，采集不同间伐强度（31%、45%、63%）样地0~10、10~20 cm土层样品，以氨基糖为微生物残体的组分标志物，探讨间伐强度和土层深度对土壤微生物残体积累特征的影响。结果: 1） 土壤细菌残体碳（MRCB）、真菌残体碳（MRCF）、微生物总残体碳（MRC）含量均随间伐强度增加显著升高（P<0.05），真菌与细菌残体碳比（MRCF/MRCB）随间伐强度增加而降低；土壤MRCB、MRCF、MRC、MRCF/MRCB均随土层深度增加而降低；2） 土壤MRCB、MRCF、MRC对SOC的贡献率在不同间伐强度下分别为13.20%~18.99%、28.42%~39.72%、41.62%~58.70%，且随土层深度增加呈升高趋势；3） 在0~10、10~20 cm土层，SOC、全磷（TP）、有效磷（AP）、微生物生物量碳（MBC）、可溶性碳（DOC）、硝态氮（NO3?-N）、铵态氮（NH4+-N）含量均为强度间伐>中度间伐>弱度间伐，pH、密度随间伐强度增加而降低；4） 间伐强度和土层深度对土壤酶活性具有显著或极显著影响（P<0.05），随间伐强度增加，土壤酸性磷酸酶（SACP）、过氧化物酶（SPOD）和β-葡萄糖苷酶（β）含量均呈上升趋势，多酚氧化酶（SPPO）含量先降后升；且随土层深度增加，4种酶活性均呈下降趋势；5） 结构方程模型（SEM）分析表明，土壤化学性质和酶活性分别是对0~10、10~20 cm土层土壤微生物残体碳含量影响较大的潜变量，对潜变量土壤微生物残体碳含量影响较大的土壤单因子在0~10 cm土层为可溶性碳（P=0.002）和铵态氮（P=0.066）含量，在10~20 cm土层为过氧化物酶（P=0.002）和硝态氮（P=0.034）含量。结论: 随间伐强度增加，杉木人工林土壤理化性质和酶活性变化明显，土壤各形态碳和微生物残体碳含量不断提高；结构方程模型拟合程度良好，土壤微生物残体碳含量主要受土壤化学性质（可溶性碳、铵态氮和硝态氮）和酶活性（过氧化物酶）潜变量调控，在杉木人工林经营中，可通过适度管理密度提高土壤养分含量和酶活性，并提升微生物残体碳含量及对SOC库的贡献。

来源：2023年第5期

《林业科学》期刊编辑部

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