林下灌木去除后长白山森林土壤性质及微生物的短期变化

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中文摘要：林下灌木层是森林生态系统中不可或缺的组成部分。林业经营管理中，常采用去除林下灌木层的方法来促进森林更新。但林下灌木层的去除不仅影响森林生态系统的物种多样性，还会显著影响生态系统的地上-地下过程。本研究以长白山典型的原始阔叶红松林（针阔混交林）、天然次生的白桦林（阔叶林）和人工补植的落叶松林（针叶林）作为主要的研究对象，对灌木去除5年后土壤理化性质、林下植被的群落特征及土壤微生物群落结构进行调查研究，探讨林下灌木的去除对三种林型土壤性质、林下植被和土壤微生物群落的短期影响，研究结果不仅有助于深化认识森林生态系统植物-土壤性质-土壤微生物之间的关系，也为长白山地区森林可持续经营提供了科学依据。主要结果如下: (1)林下灌木去除对土壤理化性质的影响三种林型的土壤全量养分含量差异显著，白桦林土壤养分含量最高，阔叶红松林次之，落叶松林最低。去除灌木5年后，土壤持水量、铵态氮、硝态氮、速效磷、全磷含量均有增大的趋势，而pH呈下降趋势。 (2)林下灌木去除后林下植被群落特征的短期变化三种林型的林下植被组成不同，灌木层多样性之间无显著差异;草本层多样性之间差异显著，白桦林的多样性指数最高，落叶松林最低。林下灌木去除5年后，阔叶红松林的林下植被多样性无显著变化，但物种组成发生了变化，且林下生物量减小;白桦林灌木层多样性有增大的趋势，草本层多样性有降低的趋势，且林下生物量增大;落叶松林灌木层多样性无显著变化，草本层的多样性和均匀度增大，且林下生物量减小。土壤理化性质与林下植被的多样性关系密切，其中土壤pH、全磷、N/P是影响林下灌/草多样性的主要因素，与灌木层相比，草本层多样性更易受土壤理化性质的影响。 (3)林下灌木去除对土壤微生物群落结构的影响三种林型的土壤中细菌α-多样性有较大差异，真菌α-多样性无显著差异;灌木去除减少了白桦林的细菌多样性，增加了阔叶红松林和落叶松林细菌的多样性，同时整体上降低了真菌的多样性。三种林型的细菌组成、真菌群落组成均相似，但是相对丰度存在一定差异;灌木去除改变了白桦林的细菌群落组成，对真菌群落组成影响较小。细菌的α-多样性与土壤全量养分（全碳、全氮、全磷）显著正相关和碳氮比负相关，真菌的α-多样性与土壤速效磷含量正相关和pH显著负相关;细菌群落组成与土壤持水量、全碳和硝态氮含量显著相关，真菌群落组成与土壤持水量、全碳、全磷和硝态氮显著相关。总体上，长白山林区林下灌木去除后，短期内对灌/草层的多样性影响不大，但土壤养分含量增加，影响了土壤细菌的多样性和组成;三种林型中，林下灌木去除对落叶松林的植被-土壤-微生物有较大影响，其次是白桦林，对阔叶红松林无显著影响。

作者：

袁泉

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关键词：

林下灌木去除植物多样性土壤理化性质土壤微生物

授予学位：

硕士

学科专业：

生态学

导师：

周旺明

学位年度：

2021

学位授予单位：

中国科学院大学

语种：

中文

中图分类号：