湖南会同杉木林站在杉木人工林土壤质量随林龄变化及其与真菌群落关联的研究中取得进展

作者：会同杉木林站   更新时间：2020-10-15

人工林是国家发展的一种重要战略资源，在提供木材减缓全球气候变暖等方面发挥了重要功能作用。因此，如何维持杉木人工林高生产力，走可持续经营发展道路是林业研究的一个重要课题。树木的生长依赖土壤，土壤质量的维持是杉木人工林持续生产力的关键。每个轮伐期的砍伐、炼山整地、新一代杉木生长等过程对土壤及其生物多样性具有重要影响。那么，如何评估土壤质量进而为杉木的可持续经营提供指导？

土壤质量监测一直是林业管理的重要内容，以前常选择某一个指标如soc等作为评价土壤质量的标准。后来发展了一些综合评价方法，如主要有指数法、模型法以及基于GIS的一些方法，而指数法是最常用的一种方法。它主要是基于PCA降维的方法建立最小数据集，即将最重要的最能代表土壤质量的指标筛选出来，然后再将每个指标的权重和标准化得分相乘值相加就得到土壤质量指数。土壤微生物在有机质分解，养分转化等过程中具有重要作用，而其中真菌在森林生态系统中又处于核心作用。本研究旨在探明随林龄增加土壤质量如何变化及其与土壤真菌群落的关联？依托会同杉木林站，本研究以杉木林年龄序列为对象，选取了其中5个林龄分别代表杉木生长的幼林、中林、近熟林、成熟林和过熟林阶段。每个林龄平行设置4块20m×20m的小样方。 在野外通过5点混合法采取了表层0-5和下层5-15cm两层土样，室内分析测定了物理化学生物等19个指标。同时采用高通量测序分析了土壤真菌群落结构多样性。结果发现随林龄增加，表层土壤质量变化较大，随着杉木生长SQI升高，至成熟期稳定，而下层土壤SQI变化不大。另外，与真菌群落多样性及组成的相关分析结果表明，共生菌根真菌丰度随林龄先增加后降低，而腐生菌丰度逐渐增加，且真菌群落组成的变化与土壤质量关键指标密切相关。此研究结果的意义在于可为杉木林可持续经营的土壤质量的提升提供对策。研究建议皆伐整地后间作草本植物以减少养分流失且可维持土壤微生物群落多样性，而在幼林时适当施磷和氮肥，同时延长轮伐期至30年左右，有利于土壤肥力的恢复（图1）。

上述研究结果近期以“Tight coupling of fungal community composition with soil quality in a Chinese fir plantation chronosequence”为题发表与国际林学期刊《Land Degradation & Development》上，本站研究人员陈亮副教授为第一作者，项文化教授为通讯作者。该研究得到了十三五国家重点研发计划（2016YFD0600202）等项目的资助。

文章链接：Liang Chen, Wenhua Xiang*, Shuai Ouyang, Huili Wu, Qi Xia, Jiani Ma, Yelin Zeng, Pifeng Lei, Wenfa Xiao, Shenggong Li, Yakov Kuzyakov, 2020. Tight coupling of fungal community composition with soil quality in a Chinese fir plantation chronosequence. Land Degradation & Development, https://doi.org/10.1002/ldr.3771