李文周，趙盼盼，徐建國，賴雅芬，陳亞婷，林開淼，3

（1.福建戴云山國家級自然保護區(qū)管理局，福建 德化 362500 2.福建師范大學地理科學學院，福建 福州 350007 3.武夷學院旅游學院，福建 武夷山 354300）

黃山松（Pinus taiwanensis）為中國特有針葉樹種，是亞熱帶中山地區(qū)的主要建群種之一[1]，對中高海拔地區(qū)綠化、造林和生態(tài)恢復具有重要的作用，是研究亞熱帶地區(qū)中山植物對氣候變化響應的熱點物種之一[2]。戴云山山脈保存有面積超過6000 hm2的原生性黃山松林群落，主要分布在海拔1000 ～1800 m[3]。隨著氣候變化、人為干擾和自然演替的進行，黃山松群落具有逐步被闊葉林和毛竹林替代的趨勢[4]，因此，開展黃山松林生態(tài)系統(tǒng)定位研究具有重要科學意義。海拔梯度變化改變森林生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境因子以及植被密度，從而影響到土壤養(yǎng)分組成和數(shù)量變化[5]，進而直接或間接影響微生物生物量、微生物群落結(jié)構(gòu)以及土壤酶活性[6～8]。土壤養(yǎng)分是影響植物個體和種群繁衍、群落動態(tài)與物種共存乃至生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的關鍵因素[9～10]。土壤養(yǎng)分、微生物分布規(guī)律隨環(huán)境條件的變化而改變，戴云山不同海拔梯度對森林土壤養(yǎng)分和微生物生物量的影響仍未知。因此，研究中亞熱帶地區(qū)戴云山黃山松林土壤速效養(yǎng)分和微生物生物量的隨海拔梯度變化規(guī)律，為戴云山黃山松群落應對未來氣候變化影響提供保護和管理理論依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地位于福建省戴云山國家級自然保護區(qū)北緯25°38′～25°43′N，118°05′～118°05′東經(jīng)，該保護區(qū)地處福建中部，為中亞熱帶向南亞熱帶的過渡地帶。氣候類型為亞熱帶海洋性季風氣候，具有冬冷夏熱，水熱同期，濕潤多雨等特點。年平均氣溫20°C，年降水量達1700 ～2000 mm，年平均相對濕度80%[11]。不同海拔梯度的黃山松林的主要優(yōu)勢樹種均為黃山松，林內(nèi)其他喬木較少，林下植被相似，1450 m、1300 m 海拔林下灌木層灌木密度比1600 m 海拔多[12]，以腫節(jié)少穗竹（Oligostachyum oedogonatum）為主，草本層以里白（Hicriopteris glauca）為主，土壤均為花崗巖發(fā)育的黃壤。樣地基本情況詳見表1。

表1 不同海拔土壤樣地基本情況

2 試驗方法

2017年12月，選取戴云山1300、1450、1600 m 三個海拔高度的黃山松林，分別設置20 m×20 m 的標準樣地，并于樣地內(nèi)布設5 個2 m×2 m 小樣方用于土壤取樣，去除表面凋落物，每個小樣方采用“S”型混合采樣方法設置5 個點混合取樣，按土壤的發(fā)生層劃分為淋溶層（A 層），取土深度約為10 cm；淀積層（B 層），取土深度約為10 ～25 cm。將采集的土壤樣品迅速帶回實驗室保鮮。去除可見根系、石粒等及動植物殘體后，將土壤過2 mm 篩。然后將土樣用四分法分為兩部分，用于土壤速效養(yǎng)分、含水率、土壤微生物生物量的測定方法[12～13]。

采用SPSS21.0 軟件分析不同海拔土壤各項指標的差異性（用LSD 法進行多重比較，α=0.05），用Origin 9.0軟件完成繪圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同海拔對土壤速效養(yǎng)分的影響

圖1 不同海拔對土壤速效養(yǎng)分的影響

從圖1可以看出，不同海拔對A 層和B 層速效養(yǎng)分影響一致的，即隨著海拔的升高，有效磷（AP）顯著增加（P＜0.05），可溶性有機氮（DON）、硝態(tài)氮（NO3--N）和銨態(tài)氮（NH4+-N）隨海拔梯度呈駝峰型，1450 m 海拔含量均高于1300 m 和 1600 m 海拔，其中 DON 和 NO3--N 達到顯著差異（P＜0.05）。隨著海拔的升高，在 A 層土壤中可溶性有機氮（DOC）在1450 m 海拔含量最高，但未達到顯著水平，而B 層土壤土壤中，1450 m 海拔顯著低于1300 m 和1600 m 海拔（P＜ 0.05）。

3.2 不同海拔對微生物生物量的影響

不同海拔高度微生物生物量見圖2。從圖2可以看出，在A 層土壤中，微生物生物量在1450 m 海拔含量均顯著高與1300 m 和1450 m 海拔（P＜0.05），在1300 m 海拔其含量最低。在B 層土壤中，海拔對微生物生物量的影響不一致，微生物生物量碳（MBC）在1450 m 海拔最高，而微生物生物量氮（MBN）隨海拔升高而顯著增加（P＜0.05），微生物生物量磷（MBP）隨海拔升高顯著下降（P＜0.05）。

圖2 不同海拔對微生物生物量的影響

4 討論與結(jié)論

土壤養(yǎng)分是森林生態(tài)系統(tǒng)中植物生長發(fā)育所必需的養(yǎng)分來源。研究發(fā)現(xiàn)與碳氮相關的有效養(yǎng)分（如：DOC、DON、NO3--N 和NH4+- N）均隨海拔梯度呈駝峰型，DOC 和DON 作為土壤中可以被直接利用的養(yǎng)分，NO3--N 和NH4+- N 是土壤中的有效氮，它們在1450 m 海拔含量均高于1300m 和1600m 海拔，這是因為該地區(qū)植被郁閉度高，凋落物偏多，被分解后有利于增加土壤有機質(zhì)，這種環(huán)境更適合微生物的生長，因此加快了微生物分解過程，影響了養(yǎng)分循環(huán)，使得速效養(yǎng)分含量較多。但隨海拔升高，AP 顯著增加，本地區(qū)之前研究表明ACP 酶的活性隨海拔升高而增強[12]，可能使更多的有機磷礦化為無機磷，釋放到土壤中，因此AP 含量隨海拔升高顯著增加。

土壤微生物是生態(tài)系統(tǒng)中分解過程和養(yǎng)分循環(huán)的重要參與者，起著主要推動作用[13]。土壤微生物生物量是土壤微生物發(fā)揮作用的重要基礎，由于其周轉(zhuǎn)快、靈敏度高，可以反映土壤肥力和土壤環(huán)境質(zhì)量的微小變化[14]。有研究表明 MBC、MBN 與 SOC 和 TN 含量間存在良好的正相關關系[15～16]。研究發(fā)現(xiàn) TC、TN 和 TP 在 1450 m 海拔地區(qū)含量最高[12]，同樣MBC、MBN、MBP 在1450m 海拔地區(qū)含量也最高，這意味著土壤有機質(zhì)含量可能是影響土壤微生物量的重要因素[17～18]，這與趙盼盼在同一區(qū)域的研究結(jié)果一致[12]。此外本研究還發(fā)現(xiàn)含水量在1300m 和1600m海拔較低，水分是影響土壤微生物量的重要生態(tài)因素，一般缺水情況下微生物的繁殖會受到抑制，因此這也可以解釋L 和H 海拔微生物生物量較低的原因?？偠灾?，不同海拔梯度的土壤養(yǎng)分和微生物生物量具有一定的海拔梯度特征，受凋落物和溫度的影響使它們得含量隨海拔升高均呈駝峰型。同時應進一步剖析土壤酶活性的差異，進一步分析微生物的功能性對土壤養(yǎng)分的影響，建立微生物群落結(jié)構(gòu)、微生物功能性和土壤養(yǎng)分三者的關系，為黃山松林土壤管理提供依據(jù)。