不同树种生长适应性及其对土壤微生物数量的影响

徐清乾， 许忠坤， 张 勰， 佘朝亮, 林 斌

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.会同林业局， 湖南 会同 418300)

不同树种生长适应性及其对土壤微生物数量的影响

徐清乾1， 许忠坤1， 张 勰1， 佘朝亮2, 林 斌2

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.会同林业局， 湖南 会同 418300)

通过调查不同树种新造林树高生长量、保存率及其土壤细菌、真菌、放线菌数量等，研究其生长、适应性及对土壤微生物数量的影响。结果表明：光皮桦、桤木、楸树、栾树、湿地松5年生树高分别为7.4、6.5、6.3、4.8、4.2m，保存率分别为92%、65%、82%、78%、90%；不同树种造林后对土壤微生物数量的提高有明显差异，5个树种造林后林分土壤微生物数量提高的效果排序为桤木>光皮桦>栾木>楸树>湿地松；新造林均表现为造林当年土壤微生物数量明显下降，一般下降35%～40%，第2年底回升并超过造林前水平，第3～5年逐年增加。

土壤； 微生物数量； 生长； 适应性； 树种

土壤微生物对增加土壤呼吸、土壤保湿、分解土壤有机物、维护地力等具有重要作用。植被恢复将影响其土壤的营养和微生物状况。人们越来越重视植被与土壤微生物之间关系的研究[1-3]。我们针对湖南省部分地区生态退化突出的环境问题[4]，通过选择不同树种造林，采用免耕刀抚、留草梗带等生态方法营林，从而减少水土流失，促进地带性植被恢复，并分析了其林分生长、适应性及土壤微生物的差异性。

1 研究区概况

试验区设在常德市周家店镇姚家冲，其地理坐标为东经111°51′—111°54′，北纬29 °15′—29°18′。该区属典型的中亚热带湿润季风气候区，全年平均光照1570h，平均气温16.3～17.3℃，极端最高气温39℃以上，年平均降水量1255mm。地形为有代表性的低山丘陵，海拔高45～85m，土壤为第四纪红壤。试验区总面积18.0hm2，全部于2007年春造林，其中四川桤木(AlnuscremastogyneBurkill)林4.0hm2，造林密度2.0m×2.2m；光皮桦(BetulaluminiferaWinkl)林5.0hm2，造林密度2.0m×2.4m；湿地松(PinuselliottiiEngelm)林4.0hm2，造林密度2.0m×2.0m；栾树(KoelreuterpaniculataLaxm)林3.0hm2，造林密度2.0m×2.2m；楸树(CatalpabungeiC.A.Mey)林3.0hm2，造林密度2.0m×2.5m。

2 研究方法

2.1土壤样品采集

2006—2011年，每年12月分别在四川桤木、光皮桦、湿地松、栾树、楸树等5种类型的试验林内各选择3个有代表性的样点采集土壤样品。样点大小均为1m×1m。土壤采集深度为0～30cm，各取1.0kg土样于无菌袋中；要求所取土块大小、厚薄相同，并于袋中贴好标签。

2.2土壤样品分析

土壤细菌、真菌、放线菌数量的测定采用平板接种培养和混和平板计数法测定。样品经过多次无菌水振荡稀释后，制成10-4，10-5，10-6等浓度的稀释液。稀释液与培养基混和均匀。待其凝固后，细菌、真菌、放线菌分别于30℃、28℃、28℃保温培养1d、3d、7d后计数。

2.3生长量与保存率调查

每1个树种设置3块30m×20m标准地，标准地内进行每木树高调查(含死亡株登记)，以算术平均值统计生长量与保存率。

3 结果与分析

3.1试验林生长与保存率

3.1.1 不同树种林分树高生长量 各树种1～5年生(不含苗龄，下同)幼林树高值见图1。

图1 不同树种林分树高生长对比图Fig.1 Comparision of height growth of different tree species

从图1可以看出，光皮桦生长最快，5年生树高达7.4m；其次是楸树和四川桤木，5年生树高分别为6.5m、6.3m；栾树和湿地松前期生长相对较慢，5年生树高分别为4.8m、4.2m；生长最慢的是湿地松，树高仅为光皮桦的56.8%。以连年生长量比较，光皮桦、楸树、四川桤木前3年生长较快，4～5年生长趋缓；而栾树、湿地松前3年生长较慢，4～5年生长有所加速。

3.1.2 不同树种林分保存率 各树种1～5年生幼林保存率见图2。

图2 不同树种林分保存率对比图Fig.2 Comparision of the save rate of different tree species

从图2可以看出，光皮桦、湿地松林的保存率最高，5年生时保存率达90%以上；楸树、栾树林的保存率中等，5年生时保存率为78%～82%；四川桤木由于其抗干旱能力差，5年生时保存率只有65%。

3.2不同树种林分土壤微生物数量差异

3.2.1 不同树种林分土壤细菌数量差异 各树种造林前(2006年底，下同)及1～5年生幼林的土壤细菌数量见图3。

图3 不同树种林分土壤细菌量对比图Fig.3 Comparision of soil bacteria quantity of different tree species

由图3可知，光皮桦、四川桤木、楸树、栾树等阔叶林造林当年土壤细菌数量相对造林前下降幅度接近，在17.6%～27.8%之间；针叶树湿地松林下降较多，幅度达37.9%。阔叶林第2年土壤细菌数量接近造林前，为造林前的103.7%～108.8%，随后逐年增加，第5年为造林前的116.0%～126.7%。树种间比较，光皮桦、四川桤木林对土壤细菌数量提高的效果较好。湿地松林造林后第1～4年土壤细菌量均低于造林前，至第5年，仅高于造林前4.7%。

3.2.2 不同树种林分土壤真菌数量差异 各树种造林前至5年生林分土壤真菌数量见图4。

图4 不同树种林分土壤真菌量对比图Fig.4 Comparision of soil fungi quantity of different tree species

由图4可知，不同树种新造林土壤真菌数量均表现为造林当年较造林前略下降，降幅为6.0%～10.4%；比同期土壤细菌量下降幅度低10%以上。造林第2年均达到造林前水平，其中阔叶林恢复较快，相对造林当年，造林第2年的土壤真菌数量，光皮桦和桤木林上升十分明显，分别上升70.0%和78.8%；楸树和栾树林上升较明显，分别达40.5%和45.6%；湿地松林上升缓慢，仅为17.6%。造林第2年以后土壤真菌数量逐年增加，至第5年，光皮桦、四川桤木、栾树、楸树、湿地松林的土壤真菌数量比造林前分别增长了91.5%、91.2%、80.4%、63.4%、39.8%。

3.2.3 不同树种林分土壤放线菌数量差异 各树种造林前至5年生林分土壤放线菌数量见图5。

图5 不同树种林分土壤放线菌量对比图Fig.5 Comparision of soil actinomyces quantity of different tree species

由图5可知，不同树种新造林土壤放线菌数量均表现为造林当年明显下降，降幅达30.7%～48.6%,相比同期土壤细菌数量下降幅度大20%以上。造林第2年阔叶林恢复较快，略超过造林前水平，上升幅度为6.4%～28.5%，其中以四川桤木林上升最明显；湿地松林上升缓慢，比造林前水平尚低14.3%。造林第2年后土壤放线菌数量逐年增加，至第3年湿地松林的土壤放线菌数量已超过造林前水平，至第5年，光皮桦、四川桤木、栾树、楸树、湿地松等林分的土壤放线菌数量比造林前分别增长25.9%、37.2%、22.4%、15.4%、15.7%。

4 结论与讨论

4.1不同树种生长与适应性

(1) 光皮桦适应范围广，既耐夏秋炎热干燥气候，又能抗冬季严寒，在丘陵、荒山瘠薄坡地生长良好[5]；前期生长迅速，5年生树高达6.5m，保存率达92%以上[6]。

(2) 桤木是一种喜光、喜温、耐水湿的浅根性树种，适宜于水肥条件较好的立地造林[7]；前期生长较快，5年生树高达6.3m，但不宜在干旱地造林[8]，干旱致使其幼林大量死亡，5年生的保存率仅65%。

(3) 湿地松原产美国东南部，现已成为湖南省低山丘陵造林主要树种之一；前期生长速度缓慢，5年生树高4.2m，适应性强，一般红壤造林5年生的保存率在90%以上。

(4) 栾树根深，萌蘖力强，喜光，耐寒，耐干旱瘠薄，对土壤要求不严；前期生长相对较慢，5年生树高4.8m，适应性中等，5年生时保存率78%。

(5) 楸树根系发达，喜光，喜深厚肥沃湿润的土壤，较耐寒，不耐干旱、积水[9]； 前期表现为速生，5年生树高达6.5m，适应性中等，5年生时保存率82%。

4.2不同树种林分土壤微生物数量的差异

不同造林树种，其林分的土壤微生物数量差异明显，阔叶林土壤微生物数量恢复较快，针叶林土壤微生物数量恢复较慢。由于光皮桦、四川桤木生长迅速且富有根瘤菌，造林后土壤微生物数量提高的效果最明显。5个树种造林后林分土壤微生物数量提高的效果排序为：桤木>光皮桦>栾木>楸树>湿地松。

4.3不同林龄林分土壤微生物数量的差异

由于整地动土破坏了原有土壤环境，不同树种新造林均表现为造林当年土壤微生物数量明显下降，一般下降35%～40%。阔叶树林分土壤微生物数量于第2年底回升并超过造林前水平，第3～5年逐年增加。针叶树湿地松林分第4年接近造林前，第5年后超过造林前水平。

[1] 宋会兴，苏智先，彭远英.山地土壤肥力与植物群落次生演替关系研究[J].生态学杂志，2005，24(12)：1531-1533.

[2] 黄志红，田大伦，周益光，等.广东南岭不同林分类型土壤营养状况对比分析[J].东北林业大学学报，2009，37(9)：63-67.

[3] 王政权，王庆成.森林土壤理性的空间异质性研究[J].生态学报，2000，20(6)：945-950.

[4] 邹碧，李志安，丁水祯，等.南亚热带4种人工林凋落物动态特征[J].生态学报，2006，26(3)：702-709.

[5] 徐清乾，许忠坤，刘更有，等.光皮桦造林技术规程研究[J].湖北林业科技,2009，37(5)：26-29.

[6] 徐清乾，许忠坤，周文.光皮桦优良遗传材料选择及改良前期效果[J].湖南林业科技,2009，36(4)：9-12.

[7] 徐清乾，许忠坤，蒋玉璋.四川桤木引种湖南适应性及生长调查研究[J].湖南林业科技,2006，33(6)：20-22.

[8] 许忠坤，徐清乾.四川桤木纸浆材耐干旱优良家系选择初探[J].湖南林业科技,2007，34(6)：7-9.

[9] 吴丽华，王军辉，林娟.楸树植物资源的研究概况[J].上海交通大学学报:农业科学版，2010，28(1)：91-95.

(文字编校：唐效蓉)

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《湖南林业科技》杂志社

Thegrowthadaptabilityofdifferenttreespeciesandtheireffectsonsoilmicrobialquantity

XU Qingqian1, XU Zhongkun1, ZHANG Xie1, SHE Chaoliang2, LIN Bin2

(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.Forestry Bureau of Huitong County, Huitong 418300, China)

Through the investigation of different tree species in new forest height growth, survival rate and soil bacteria, fungi and actinomyces quantity, the growth and adaptation of different tree species and their effects on soil microbial quantity were studied. The results showed that, the height ofBetulaluminifera, alder,Catalpabungei,KoelreuteriapaniculataandPinuselliottiiwith 5-year-old were 7.4 m, 6.5 m, 6.3 m, 4.8 m, 4.2m respectively, and the save rate were 92%, 65%, 82%, 78%, 90% respectively. There were significant differences on soil microbial quantity among different tree species of afforestation, the effect on soil microbial quantity increase was in order of alder >Betulaluminifera>Koelreuteriapaniculata>Catalpabungei>Pinuselliottii.The new forest showed soil microbial quantity decreased obviously at the first year of afforestation, generally decreased by 35%～40%, picked up even exceeded the level of before afforestation at the end of the second year, and increased year by year from the third year to the fifth year.

soil; microbial quantity; growth; adaptability; tree species

2012-09-20

2013-02-25

中德财政合作森林可持续经营试验与示范项目；国家林业局科技重点项目(2006BAD03A16-02)。

S 714

A

1003-5710(2013)02-0027-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 02. 007