间伐对杉木人工林根际土壤微生物生物量的影响文献综述

 2022-07-21 03:07

文献综述

森林在长期的经营之中,将地上部分的经营技术和地下部分的根系营养环境条件联系起来,寻找其结构和功能的关系是十分重要的。

间伐是一种人为调控林分密度的森林经营技术,对改善林内环境有很大的帮助,能够以影响土壤养分转化、控制酶活性等方式改善森林生态系统的结构和功能。在过去的研究中,各种森林经营措施在适度的范围内都有或多或少的增加土壤中微生物生物量碳和微生物生物量氮的迹象,如Ilyas Bolat(BOLAT I et al., 2014)发现,间伐可以提升土壤温度、土壤有机碳含量、土壤微生物生物量碳氮,同时会降低土壤湿度,而且土壤有机碳含量也会影响土壤微生物生物量碳氮的含量,间伐措施会作用于土壤微生物以及改善土层环境;再者,如陈信力(陈信力等,2014)则表示,间伐显著影响了土壤过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶、脱氢酶、多酚氧化酶、蔗糖酶和纤维素酶活性,而这些酶在作用的过程中或多或少地影响土壤中的微生物生物量氮,能够促进氮素的循环和转化;同时,对于间伐作用过程,不同学者有着不同的观点,如李瑞霞(李瑞霞等,2014)[1]认为,间伐的作用效果和间伐措施的强度有直接关联,弱度间伐在对马尾松细根生物量的影响在春夏两季有显著效果,中度间伐能够在四季都起到显著作用,然而强度间伐却只能在春季起到明显效果。

根际是植物根系与微生物活性相关性最强烈影响最直接的区域,植物根系的分泌物和掉落物能够向根际环境输出土壤微生物生命活动所需、易于其转化的含碳氮的有机物,改变土壤的根际环境,提高根际微生物数量及活性。所以,根际土壤在森林生态系统的生态化学循环方面具有重要意义。已有研究,如詹媛媛(詹媛媛等,2029)就得出,荒漠区灌木周围根际对全氮、硝态氮、铵态氮和有机碳表现出很强烈的富集作用,根际土壤表现出强烈的根际效应,根际与非根际间,土壤全氮和土壤有机碳之间呈显著线性相关,而土壤全氮与土壤铵态氮在根际与非根际之间均无相关性,全氮和硝态氮之间却呈显性线性相关。

然而,已有的对于间伐的研究多集中于地上地区,而对地下部分的不够予以重视,间伐降低了各植物之间对于养分的竞争,增加了各植物之间的光照获取,改善了土壤水气状况,同时也为微生物提供了更加适合的环境,但同时又有相关研究表明,如徐建峰(徐建峰等,2018)得出,不同土地利用方式和树种下的微生物生物量碳氮含量存在一定差异,其中微生物生物量氮随树种及土地利用方式差异显著,所以,对于某一树种在某一土地利用方式下的微生物状况的研究是有必要的。

杉木是一种常绿树种,具有很大的商业价值和生态价值,进一个世纪内的许多原生的阔叶林被杉木人工林而取代,占据了中国所有人工林总面积的三分之一。然而在如此大面积的种植和采伐下,已造成土地肥力流失、土地退化地力衰退等严重现象,造成这种现象的原因,既有开发商的过度采伐,又有在森林经营手段方面的不合理行为。在过去的研究中,郑宪志(郑宪志等,2018)就研究得出,在实验的四种树种:马尾松、米槠、火力楠、杉木中,杉木周围的可溶性有机碳和微生物生物量碳都是最低的。杉木作为在中国种植与利用量最大的树种之一,需要被确实地研究杉木和其根际土地环境相互作用的关系。

而根际土壤微生物生物量是一个很好的用于描述土壤状况的指标,即可以表现土壤肥力等土壤为植物服务指标大小,又可以表现植物反作用于土壤的状况,对其进行相关研究,既可以保证土地利用过程的可持续性和生产力,也可以确保与提升杉木人工林的土壤质量和健康,也可以避免杉木人工林间伐过程中成本损耗,为杉木人工林的科学经营提供重要依据,我认为,研究间伐对根际土壤微生物生物量的影响来了解森林土壤养分状态和健康状态是十分必要的。

还存在如下国内外研究,间伐对侧柏人工林微生物生物量碳 氮的影响一文(邱雷等,2013)中指出,通过对不同深度和不同间伐度的侧柏人工林中土壤微生物生物碳氮量及微生物熵的测定,得到了合适的间伐强度和轮伐期,能够提高林地的光照和温度,促进土壤微生物的活动,提高土壤有机物含量,增加土壤氮汇碳汇的稳定性。

长江上游马尾松人工林采伐林窗对土壤磷含量的初期影响(瓯江等,2014),土壤微生物磷含量与土壤全磷有极显著正相关,与土壤温度呈负相关,土壤微生物磷含量与土壤全磷和水量呈极显著正相关,所以土壤温度和含水量是林窗形成初期影响土壤磷含水量的重要环境因子。

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