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土壤无脊椎动物和真菌对落叶松、水曲柳人工林凋落物分解的影响

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目前我国东北地区人工林存在因凋落物质量差而分解缓慢的问题，特别是针叶人工林地力衰退严重，通过研究人工林凋落物分解的生物机制，了解土壤生物在凋落物分解中的作用以及对凋落物分解的贡献，为目前人工林存在地力衰退严重的现象提供解决思路。本研究以东北地区落叶松(Larix gmelinii)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工林为研究对象，采用不同孔径（0.01 mm小孔径、2.00 mm中孔径、4.00 mm大孔径）凋落物分解袋法，于2020年10月 至2021年10月进行为期1年的凋落物分解试验，期间在土壤冻结前、融化期、生长季期、落叶期各采集一次样品。结合土壤无脊椎动物和真菌群落特征，探讨了土壤生物在针、阔叶人工林凋落物分解中的作用。研究结果表明： （1）凋落物分解率在不同凋落物类型、孔径之间存在显著差异。水曲柳林大孔径、中孔径和小孔径凋落物袋内水曲柳林凋落物的分解率分别为 70.1%、71.8%和73.1%，落叶松林凋落物的分解率分别为 40.5%、39.7%和 41.1%，表现为水曲柳林凋落物分解率＞落叶松林，大孔径分解率＞中孔径＞小孔径。全氮含量随分解时间呈现出先上升后下降的趋势，且在生长季期和落叶期在不同孔径间差异显著（plt;0.05），有机碳含量动态变化没有一致的规律，因凋落物类型和孔径的不同而存在差异，碳氮比总体上呈现出下降趋势，且落叶松林碳氮比高于水曲柳林，2 种凋落物分解率均与养分含量显著相关（plt;0.05）。 （2）土壤无脊椎动物群落特征随凋落物类型和分解进程的表现出显著差异。整个凋落物分解期间，水曲柳林凋落物袋中共收集到土壤无脊椎动物 8652 只，落叶松林凋落物袋中共收集到 6899 只，且不同孔径凋落物袋中土壤无脊椎动物数量存在差异，表现为中孔径＞大孔径。水曲柳林优势类群为甲螨亚目（ Oribatida ）、线蚓科（Enchytraeidae）、棘?科（Onychiuriclae）、前气门亚目（Prostigmata），落叶松林优势类群为甲螨亚目、球角?科（Hypogastruridae）、前气门亚目。水曲柳林凋落物中土壤无脊椎动物的丰富度指数和多样性指数明显高于落叶松林凋落物，土壤无脊椎动物功能类群随凋落物类型和分解进程发生变化。 （3）水曲柳、落叶松林不同孔径凋落物分解过程中土壤无脊椎动物个体数、类群数与分解率及养分元素含量显著相关。土壤无脊椎动物功能类群与凋落物分解率显著相关，11月分解初期，即土壤冻结之前，杂食性和捕食性与凋落物分解表现出显著的相关性（Plt;0.05），分解至 7 月生长季，菌食性和腐食性土壤无脊椎动物与凋落物分解表现出极显著负相关（Plt;0.01）。土壤无脊椎动物对水曲柳林凋落物的总贡献率为18.0%，对落叶松林贡献率为 34.5%，土壤无脊椎动物对落叶松林的贡献率＞水曲柳林，且 2 种凋落物中中小型土壤无脊椎动物的贡献＞大型土壤无脊椎动物。 （4）凋落物分解过程中真菌群落特征随凋落物类型和分解时间存在差异。真菌群落组成在门水平下涉及到子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、隐真菌门（Rozellomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）、毛霉门（Mucoromycete）和一些未定门的真菌，主要优势群落是子囊菌门，属水平上，2 种孔径中真菌群落在不同分解时期、不同凋落物类型中差异较大。凋落物分解过程中真菌丰度均随凋落物类型和取样时间有较大差异，在分解试验后期相对丰度最高，且水曲柳林相对丰度＞落叶松林。凋落物分解后期真菌群落多样性和丰富度明显高于初期，水曲柳林真菌多样性和丰富度高于落叶松林。 （5）2 种凋落物分解率与真菌丰富度指数(Chao1 指数和 Ace 指数)显著正相关（plt;0.05）。落叶松林凋落物分解率与真菌群落多样性指数(Shannon 指数)呈极显著正相关（plt;0.01），水曲柳林凋落物有机 C 含量、C/N 比与真菌 Chao1 指数极显著正相关（plt;0.01），与Ace指数显著正相关（plt;0.05）； 综上所述，土壤无脊椎动物群落特征和真菌群落特征随凋落物类型和分解时间存在显著差异。土壤无脊椎动物对针叶人工林凋落物分解的贡献＞阔叶林，中小型土壤无脊椎动物对凋落物分解的贡献＞大型土壤无脊椎动物。阔叶人工林凋落物微生物群落丰度和多样性较高，分解试验后期真菌丰富度和多样性显著增大，进而促进凋落物更快分解。

何瑞雪

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落叶松人工林 水曲柳人工林 凋落物 分解机制 无脊椎动物 真菌物种 群落特征

硕士

林学

王庆成

2022

东北林业大学

中文

S7