茂兰喀斯特森林（精选3篇）
茂兰喀斯特森林 篇1
土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分之一, 土壤动物在土壤形成发育、土壤结构和肥力保持, 促进与保护植物群落的次生演替以及维持动植物物种多样性方面发挥着重要作用[1,2]。中国对土壤动物深入研究始于20世纪中后末期, 尹文英等学者首先在东北长白山地区展开土壤动物调查研究[3]。森林土壤动物在森林生态系统中的作用也引起了学者们的广泛关注, 殷秀琴系统研究了东北森林土壤动物群落结构[4], 其后也开展了很多关于土壤动物的研究, 为我国土壤动物的研究垫定了基础。关于土壤动物分布与海拔关系的研究还很少, 当前, 部分学者[5,6,7]对金华双龙洞景区、百山祖自然保护区、天童太白山的不同海拔土壤动物群落结构进行了研究, 而对喀斯特地区土壤动物的研究报道相对较少[8,9,10,11,12,13], 尤其是对喀斯特漏斗森林大型土壤动物研究尚属空白。因此, 对茂兰喀斯特漏斗森林大型土壤动物群落进行了初步研究, 目的在于调查喀斯特漏斗森林大型土壤动物的多样性, 了解大型土壤动物群落的现状及分布, 为生物多样性保护及森林可持续发展提供科学依据。
1 区域概况与研究方法
1.1 研究区概况
茂兰喀斯特森林位于贵州省荔波县南部, 与广西木论国家级自然保护区毗邻, 地理位置为东经107°52′10″~108°45′40″, 北纬25°9′20″~25°20′50″, 面积212.85 km2, 森林覆盖率达87.3%, 处于贵州高原向广西丘陵平原过渡的斜坡地带, 地势是西北高东南低。平均海拔为550~850 m, 年平均气温为15.3℃, 年气温差18.3℃, 全年降水量1 750~1 950 mm, 年平均湿度为83%左右, 年日照时数平均为1 272.8 h左右;属于中亚热带季风湿润气候。区内土壤以黑色石灰土为主, 持水量较低, 地表水缺乏。土壤富钙和富盐基化, p H值为6.5~8.0[8,9,10,11,12,13]。
1.2 样地设定
根据不同海拔在凉水井石上森林景区典型漏斗森林内设置4个样地, 对土壤大型动物进行收集取样。各个样地的地理位置、海拔、主要植被见表1。
1.3 标本采集与处理
2013年7—10月进行采样, 每月采集2次;采用陷阱法收集, 利用一次性塑料水杯 (直径7 cm, 高10 cm) 在每种植被类型处随机选取5个取样点, 每个取样点埋20个塑料杯, 每隔50 cm埋杯1个, 杯口与地面齐平, 在杯内放入少量酒精溶液, 每次埋杯之后2 d收集;若埋杯时发现土壤动物, 用手拣法采集, 并用70%的酒精杀死固定, 带回实验室分类鉴定。
大型土壤动物分类主要采用青木淳一的大类别分类法, 参照《中国亚热带土壤动物》《中国土壤动物检索图鉴》《昆虫分类学》等工具书进行鉴定, 一般鉴定到目, 同时统计个体数量;不针对土壤动物中的昆虫成虫与幼虫进行分别统计。
1.4 数据处理
土壤动物的多度按以下标准划分:个体数量占总捕获量10%以上为优势类群, 1%~10%为常见类群, 1%以下为稀有类群。采用以下公式测定土壤动物群落结构的指标:Shannon-Wiener物种多样性指数 (H′) 公式, ;Pielou均匀度指数 (E) 公式, ;Simpson优势度指数 (C) 公式:。式中, S为类群数, N为个体总数, 其中pi为土壤动物第i类的个体数占总个体数的比例。
2 结果与分析
2.1 种类与数量
在4种不同生境中, 共获得大型土壤动物15 808只, 隶属于3门, 7纲, 20目。其中, 优势类群为膜翅目 (Hymenoptera) 、鞘翅目 (Coleoptera) , 占总捕捉量高达57.69%之多;常见种群为蜘蛛目 (Araneae) 、盲蛛目 (Opiliones) 、唇足亚纲 (Chilopoda) 、倍足类 (Diplopoda) 、等足目 (Isopoda) 、直翅目 (Orthoptera) 、半翅目 (Hemiptera) 、蜚蠊目 (Blattaria) 、同翅目 (Homoptera) 、弹尾目 (Collembola) 、腹足纲 (Castopoda) 等, 占总铺量的38.42%;稀有种类为寡毛类 (Oligochaeta) 、缨翅目 (Thysanaptera) 、等翅目 (Isopoda) 、石蛃目 (Microcoryphia) 、鳞翅目 (lepidoptera) 、革翅目 (Dermaptera) , 占总捕量的3.90% (表2) 。
在4种不同海拔生境中, 大型土壤动物类群和个体数量都具有一定的差异, 其中样地Ⅰ中蜘蛛目、膜翅目为优势种群, 样地Ⅱ中鞘翅目、膜翅目为优势种群, 样地Ⅲ中膜翅目为优势种群, 样地Ⅳ中蜘蛛目、膜翅目、鞘翅目为优势种群。膜翅目是4种生境中共同的优势种群, 综合分析4个样地的情况, 该环境中膜翅目、鞘翅目为优势种群。鳞翅目和寡毛类 (Oligochaeta) 仅发现在海拔最低的样地Ⅰ (表2) 。
注:+++为优势类群 (>10%) , ++为常见类群 (1%~10%) , +为稀有类群 (<1%) 。
2.2 多样性
各生境大型土壤动物群落多样性指数都有一定的差异, 各生境大型土壤动物多样性、丰富性和均匀性指数均随海拔的升高而降低, 即样地Ⅰ>样地Ⅱ>样地Ⅲ>样地Ⅳ。而优势度恰恰与海拔成正比, 优势度随海拔的上升而增加, 即样地Ⅰ<样地Ⅱ<样地Ⅲ<样地Ⅳ (表3) 。
3 结论与讨论
在本次研究区内共捕获大型土壤动物15 808只, 隶属3门, 7纲, 20目, 各生境大型土壤动物群落多样性指数存在一定的差异, 各生境大型土壤动物多样性、丰富性和均匀性指数均随海拔的升高而降低, 优势度随海拔的上升而增加。优势类群为膜翅目、鞘翅目, 占总捕捉量高达57.9%之多;常见种群为蜘蛛目、盲蛛目、唇足亚纲、倍足类、等足目、直翅目、半翅目、蜚蠊目、同翅目、弹尾目、腹足纲等, 占总铺量的38.42%;鳞翅目和寡毛类仅发现在海拔最低的样地Ⅰ。它们构成了茂兰喀斯特典型漏斗森林大型土壤动物的基本成分。
本研究所调查研究的4种不同海拔生境中, 捕获的类群和个体数量都不同。各多样性指标也不同, 其中丰富度指数、均匀度指数和多样性指数随海拔的升高而降低, 优势度随海拔的升高而降低。这与Begon等人的研究基本一致[5], 海拔是影响物种丰富度格局的决定性因素之一[6,7,14]。本次的研究结果与之基本一致, 物种丰富度也随海拔升高而降低。
摘要：2013年7—10月, 对茂兰喀斯特漏斗森林的大型土壤动物进行研究, 共获15 808只, 隶属于3门, 7纲, 20类。选用类群数、个体数及多样性、均匀性、优势度指标来分析土壤动物群落结构。结果表明:茂兰喀斯特漏斗森林生态系统中, 优势类群为膜翅目 (蚁科) 和鞘翅目2类, 稀有类群为寡毛类、缨翅目、等翅目、石蛃目、鳞翅目、革翅目6类;优势度方面, 海拔最高的样地最大, 海拔最低的样地最小;各样地均匀性指数差异不大。
关键词：大型土壤动物,海拔,多样性,茂兰喀斯特漏斗森林
茂兰喀斯特森林 篇2
关键词：董倒寨,传统文化,生态环境保护
茂兰国家级自然保护区是“中国南方喀斯特”世界自然遗产地的核心地带。境内森林保存完好, 气势壮观, 少数民族占该区总人口的90%以上, 主要有水族、布依族、瑶族等。水族是区内的主要民族之一, 水族人民在长期适应环境、改造环境中形成了很多传统习俗, 这些习俗中处处显示出自然环境保护的意识, 使得该区内水族聚居地人与自然能够和谐发展, 喀斯特森林生态系统得到长期有效的保护。
一、董倒寨基本情况
董倒寨 (实为一个村民组) 属荔波县永康水族乡尧古村, 地处高原喀斯特地形的峰丛槽谷地带, 全寨共有25户128人, 其中, 小学文化的人偏多, 其次初中文化, 少数高中文化, 有耕地101.86亩。人均耕地少, 产出低, 种植业是村民获取粮食及生活所需农产品的主要途径。该寨由于受喀斯特地貌的影响, 可供耕作的土地很少, 主要农作物有水稻、玉米、黄豆等, 主要经济作物为蓝靛。一些村民农闲时会到省外, 县城或邻近的地方打工, 赚取少量的钱补贴家用。
种蓝靛在董倒寨已有上百年的历史, 起初村民种植蓝靛只是为了自家染布, 后来随着市场需求量的增加, 种蓝靛在该寨已经逐渐规模化、市场化, 每逢赶场, 村民都将蓝靛带到洞塘、荔波、翁昂等地销售, 甚至有收购商到当地进行大量收购。蓝靛已成为该寨主要的经济作物, 是村民经济来源的一部分。通过对村民蒙XK进行访谈, 笔者对其2012年种植蓝靛和年均纯收入有所了解:3月10日-20日, 翻地并开始种蓝靛, 株距1.2尺;4月28日-6月23日, 共锄地及施肥三次, 总共花费100元;7月18日-10月5日, 摘四批蓝靛叶共得蓝靛310斤, 期间买石灰、化肥及除草剂花费150元。经计算, 蓝靛市场价每斤7元, 减掉成本后, 2012年蒙XK家的蓝靛收入为1920元。
二、董倒寨生态文化与自然资源的保护
1、村民自然崇拜与自然资源的保护
古代, 生产力水平的低下, 人们对许多自然现象无法解释, 他们认为万物都有灵, 从而导致了对自然物的崇拜, 土地爷、山神、树木等都是人们自然崇拜的对象。民间信仰中, 对树木、森林的崇拜比较常见。少数民族对自然环境有很大的依赖性, 他们十分注意不能只向自然界索取, 还要对其加以保护, 而保护则是通过原始信仰和祭祀活动的方式来实现。该寨村民对生长在路旁、井边及寨口高大挺拔、粗壮雄伟的古树, 如银杏、杉木、古松等, 常常敬如神明, 禁忌较多, 不能随意触动、损坏这些神树, 并常常烧香敬供, 祈求树神护佑。
2、董倒寨风水观念与生态环境的保护
该寨水族居民, 长期深入自然环境中, 对环境充分调动本能认识, 观察和感受自然。他们对村寨的基地选择、建筑风格、方位朝向等, 都会综合考虑水源、地势、林木、土地等因素。从董倒寨可以看出, 该寨依山傍水, 地势缓和, 有充足的水源, 有利于动植物的生长, 也有利于人类自身的生存和繁衍。因耕地少, 该寨的规模不大, 只有几十户。这种以耕地大小建造村寨的方法, 在一定程度上减轻了土地的人口承载力, 起到维持自然生态平衡和保护生态环境的积极作用。村民对居住位置的选择, 虽带有一些迷信色彩, 但从侧面也反映出了他们在自然界中谨慎持重的生存心态。
3、董倒寨聚落文化与生态环境的保护
该寨水族居民住房多为木质结构的“干栏式”建筑, 一般较为高大, 上部是木板, 下部是石块。生态建筑理念表现在该寨传统民居中, 村民尽量利用原始地貌环境中的坡、沟等地貌形态修建房屋, 达到方便取水、耕种, 减少对耕地的占用, 维持寨内的生态平衡, 协调人类在适应和改造自然过程中的人与自然的关系。
4、董倒寨村规民约与生态环境的保护
村规民约在我国具有悠久的历史, 在历代的推崇下, 村规民约不断发展并完善。近年来, 村规民约在实践及发展过程中对社区法治建设和农村村民自治具有重大的作用。现代少数民族村规民约是村民结合本民族的实际情况, 充分考虑传统, 介于道德与法律之间, 由村民自己制定的一种行为规范。该寨村民由于长期居住在偏远地区, 与外界缺乏沟通, 他们一直延续着用村规民约来规范和约束其行为的传统。以下是几条该寨有关保护生态环境的村规民约:
第二条:严禁野外用火, 因管理不当引起火灾者, 村里罚款一百斤米、一百斤肉、一百斤酒。
第三条:对盗砍林木或到他人自留山内砍柴者, 按盗砍数量的十倍进行罚款。
第十一条:对放牛不看管, 毁坏他人庄稼的, 每株水稻赔偿干稻谷半市斤。
第十四条:严禁炸鱼、电鱼、毒鱼, 违者将按相关法律法规处罚。
通过与村民的交谈, 笔者了解到由于人们过量施肥, 以致地力下降, 严重影响寨内农业的长远发展。农民在买化肥时不管他们自家的地是不是缺这种养料, 听说什么化肥好就盲目地去用。用传统的农具来除草、杀虫的农户已经不多见了, 大多都用农药来代替。虽然农药和化肥能增加粮食产量, 给村民的农业生产带来方便, 但是我们也看到对农用化学品的大量使用, 会造成土地板结, 水体和土壤污染, 农产品污染及质量下降。现今许多昆虫、鸟类、花草、两栖动物都没了踪影, 而且食品安全事故也时有发生。
三、结语和建议
董倒寨水族村民的传统文化使寨内的自然资源和生存环境得到了有效的保护, 使人与自然能够和谐的发展, 对该寨生态环境的保护和生物多样性的发展做出了巨大的贡献。通过调查我们了解到, 虽然董倒寨生态资源丰富, 自然环境优美, 但由于现代科学技术的发达, 人们长期大量地使用农用化学物品, 给生态环境带来了一些危害。因此, 要在村民中加强环保宣传教育, 提高全民环保意识, 倡导绿色耕种。同时, 要更深层次的发掘村民传统文化中所蕴涵的生态环境保护意识, 继承他们的生态保护思想, 树立人与自然和谐相处的生态观。
参考文献
[1]弗雷泽.金枝[M].北京:中国民间文艺出版社, 1987.
茂兰喀斯特森林 篇3
目前, 关于喀斯特地区土壤养分的研究已有一些报道[10], 但是对喀斯特峰丛洼地不同森林微生物量碳在土壤团聚体中分布的研究还鲜见报道。通过本研究分析喀斯特团聚体与微生物量碳的关系, 并探讨不同森林类型对土壤团聚体中有机碳及微生物量的影响, 探索喀斯特地区森林固碳规律。既能为估算喀斯特地区的固碳潜力提供依据, 又能为喀斯特地区生态恢复与重建优化设计提供参考。
1研究地区与研究方法
1.1研究区概况
研究区选择地处云贵高原南部边缘斜坡地带的典型喀斯特峰丛洼地—广西壮族自治区环江毛南族自治县 (24°44′-25°33′N, 107°51′-108°43′E) , 峰丛洼地的最高峰为1028.0 m, 属中亚热带湿润气候, 雨热同季, 年均气温16.5℃-19.9℃, 1月平均气温10.1℃, 7月平均气温28℃, 历年最低气温-5.2℃, 无霜期长, 约290 d, 年平均日照时数1451 h, 年均降雨量1389 mm, 多集中在4-9月, 占全年降雨量的70%。平均蒸发量为1571 mm, 相对湿度平均为70%。土壤为石灰岩母质发育形成的棕色或黑色石灰土。5种典型森林相应的研究区域选择在该县西南部岩溶峰丛洼地集中分布地带, 5种森林的气候、母质、地形、地貌、植物区系等自然背景基本一致, 相互距离≤80 km, 以便于比较。各研究样地的基本情况见表1。
1.2研究方法
1.2.1样品采集与处理在样地调查基础上, 根据典型性和代表性的原则, 2010年12月分别选择坡向、坡度、坡位和海拔高度基本一致的香椿、桉树、枫香、菜豆和侧柏林设置20 m×20 m样地, 每种森林设3个重复。用硬质保鲜盒采集表层10 cm原状土样, 每个样地采集五个点, 混合成一个样品。采集的土样小心运回室内, 运输时要避免震动和翻倒。在室内适当风干后沿自然裂隙掰成约1 cm的小土块, 并剔除粗根和小石块, 再在室温下风干备用。
1.2.2测定与分析采用干筛法[11]分离出<0.25 mm、0.25 mm~0.5 mm、0.5 mm~1 mm、1 mm~2 mm、2 mm~5 mm、5 mm~8 mm和>8 mm, 共7级土壤团聚体;用重铬酸钾外加热法[12]测定有机碳含量。取适宜重量 (约200g) 的各级土壤团聚体, 研磨过20目筛, 调节其湿度至田间持水量的50%, 25℃下预培养7d后, 迅速测定微生物量碳。
微生物量碳用熏蒸提取-仪器分析法测定, 方法原理和详细步骤见吴金水等[13]。根据下式计算微生物量碳含量:
微生物量碳MBC (mg/kg) =Ec/kEC
式中, Ec为熏蒸和未熏蒸土壤K2SO4提取液的碳含量的差值;kEC为转换系数, 由于仪器分析法的测定结果比容量分析法高18%左右, 所以kEc值取0.45[14]。
1.3数据处理与分析
所有数据采用Excel 2003和SPSS 16.0软件进行分析。采用单因素方差分析 (one-way ANOVA) 和最小显著差异法 (LSD) 比较不同数据组间的差异, 用Pearson相关系数评价不同因子间的相关关系, 显著性水平设定为α=0.05。
2 结果与分析
2.1 不同森林土壤团聚体组成
由表2可以看出, 研究区的香椿、桉树、枫香、菜豆树、侧柏这5种森林下, 土壤团聚体均以>2 mm的大粒径团聚体为主, 平均含量分别高达73.96%、61.89%、79.54%、82.95%和78.41%, 桉树林2 mm粒径团聚体含量显著低于其他森林 (P<0.05) 。5种森林0.5mm~1mm、0.25mm~0.5mm和<0.25mm粒径团聚体含量均较少, 仅占2.34%~11.66%, 桉树林<1 mm小粒径团聚体含量显著高于其他类型。5种森林0.25 mm~0.5 mm粒径团聚体含量均最少且显著低于>2 mm粒径团聚体 (P<0.05) 。就不同森林发展阶段而言, 原生林和次生林土壤>2 mm大粒径团聚体含量高于人工林, 而<1 mm小粒径团聚体含量低于人工林。
(单位:%) (mean±SD, n=3)
注:表中不同大、小写字母代表相同森林不同粒径团聚体间和不同森林相同粒径团聚体间有机碳含量差异显著 (P<0.05) 。下同。
2.2 不同森林土壤团聚体有机碳含量
如表3所示, 香椿和侧柏林下, 同一粒径团聚体有机碳含量差异显著 (P<0.05) , 香椿林各粒径团聚体有机碳含量均最低, 平均为14.72 g/kg, 侧柏林土壤各粒径团聚体有机碳含量均最高, 平均为74.75 g/kg, 是香椿林的5倍。桉树林、枫香林和菜豆林土壤各粒径团聚体中有机碳含量差异不显著, 均介于24.11g/kg~36.93 g/kg之间。从森林发展阶段看, 除枫香2mm~5 mm团聚体外, 土壤各粒径团聚体有机碳含量均随着森林发展阶段的递进而增加, 各粒径团聚体有机碳含量人工林<次生林<原生林, 原生林土壤各粒径团聚体平均有机碳含量较次生林、人工林分别高出48.11%和61.24%, 次生林较人工林高出25.29%。总体而言, 各粒径土壤团聚体中有机碳含量差异不显著 (P>0.05) , 各森林0.50mm~1.00 mm、0.25mm~0.50 mm及<0.25 mm 3个粒径土壤团聚体中的有机碳含量相对高于>1 mm土壤团聚体。侧柏林各粒径团聚体有机碳含量均高于其他类型, 且其0.50mm~1.00 mm土壤团聚体中有机碳含量最高, 达91.47 g/kg。相同森林内, 除侧柏林<1.00 mm粒径团聚体中土壤有机碳含量显著高于>2 mm粒径团聚体外, 其他土壤各粒径团聚体有机碳含量差异不显著 (P>0.05) 。
(单位:g/kg) (mean±SD, n=3)
2.3 不同森林土壤团聚体微生物量碳含量
表4表明, 植被类型对团聚体微生物量含量有显著影响, 土壤各粒径团聚体微生物量碳含量均原生林>次生林>人工林。原生林土壤各粒径团聚体平均微生物量碳含量较次生林、人工林分别高出18.13%和42.60%, 次生林较人工林高出29.89%。桉树林各粒径团聚体微生物量碳含量最低, 介于88mg/kg~143 mg/kg之间, 侧柏林各粒径团聚体微生物量碳含量显著高于人工桉树林, 介于230mg/kg~259 mg/kg之间, 约为桉树林的两倍。枫香林和菜豆林>2 mm大粒径团聚体中微生物量碳含量均稍低于其他粒径团聚体, 香椿和桉树人工林<0.25 mm团聚体中微生物量碳含量最低, 其次是>2 mm团聚体。总体而言, 除桉树人工林<0.25 mm团聚体外, 其他森林土壤各粒径团聚体中微生物量碳分布都比较均匀, 差异不显著 (P>0.05) 。
(单位:mg/kg) (mean±SD, n=3)
2.4 不同森林土壤各粒径团聚体微生物熵
由表5可知, 不同森林类型下, 各粒径土壤团聚体微生物熵为0.26%~1.00%, 微生物熵随着森林类型的变化而变化, 除桉树林外, 土壤各粒径团聚体微生物熵随着森林发展阶段的递进而降低。香椿人工林各粒径团聚体微生物熵最高, 平均为0.92%, 侧柏天然林最低, 与香椿林差异显著, 仅为0.35%。这与各粒径土壤团聚体中有机碳分布规律正好相反。桉树人工林各粒径团聚体微生物熵较低, 平均为0.45%。枫香和菜豆各粒径团聚体微生物熵差异不显著, 介于0.6%~0.75%之间。相同森林内, 各粒径团聚体微生物熵均无显著差异 (P>0.05) 。
(单位:%) (mean±SD, n=3)
3 讨论
3.1 不同森林土壤团聚体的分布特征
5种森林内土壤团聚体均以>2 mm的大粒径团聚体为主, 这与高明等[15]的研究结果一致。0.5mm~0.25 mm土壤团聚体均含量最低, 这是因为这一粒径团聚体的机械组成以砂粒为主[16]。有机物质的胶结作用有利于大粒径团聚体的形成[17], 从人工林到次生林再到原生林, 大粒径团聚体比例增加, 小粒径团聚体比例减少, 土壤结构朝着良好的方向发展。大粒径团聚体在土壤改良以及土壤新碳固定[18]方面均发挥重大作用, 因此应该采取措施加强对森林的保护, 提高大团聚体稳定性, 这将对提高土壤固碳能力具有重大意义。
3.2 不同森林土壤团聚体有机碳含量
土壤团聚体是土壤有机碳稳定和保护的载体, 是土壤有机碳储存的场所, 凡能影响土壤团聚体的因素都可影响土壤碳, 土壤碳的数量和质量与团聚体密切相关。本研究表明, 植被覆盖类型显著影响土壤各粒径团聚体中有机碳含量, 侧柏各粒径团聚体有机碳含量显著高于其他森林。由人工林-次生林-原生林, 人为干扰强度下降, 植被覆盖度增加, 各粒径土壤团聚体中有机碳含量出现明显递进趋势。植被不同, 其有机物质输入的数量和质量存在很大差异, 而且其根系分布以及根系分泌物性质均不同, 这些都将影响土壤团聚体中有机碳的数量以及稳定性[19]。菜豆虽然是原生林, 但由于菜豆根系肉质膨大, 对土壤养分消耗大[20], 导致其各粒径团聚体有机碳含量显著低于侧柏林。小粒径团聚体有机碳含量较大粒径团聚体稍高, 这与何淑勤[21]等的研究结果一致。不同粒径土壤团聚体具有不同的孔隙特征, 可保护其内部存在的有机碳[22], 因而不同粒径团聚体的有机碳在数量上和稳定性方面均存在一定的差异。团聚体粒径越小, 其表面积越大, 吸附能力越强, 且小粒径团聚体能更好的保护其固定的有机碳不被微生物和酶分解释放[6]。由人工林到原生林, 小粒径团聚体中有机碳增加更明显, 可见, 当森林发展到更高级时, 土壤有机碳更多的储存到小粒径团聚中, Buyanovsky GA等[23]研究表明, 小粒径团聚体中有机碳较大团聚体稳定, 小团聚体中有机碳含量增加将有利于土壤碳的固定。综上所述, 原生林土壤各粒径团聚体有机碳含量最高, 且更多的有机碳储存到小粒径团聚体中, 土壤有机碳稳定性高, 对维持土壤养分和土壤有机碳具有较好的促进作用。因此应该加强森林保护, 避免人为干扰, 提高植被覆盖率, 从而增加喀斯特地区土壤碳储量。
3.3 不同森林土壤团聚体微生物量碳含量
影响微生物量碳含量的因素一是有机质输入量的多少, 二是有机质活性与易矿化程度[24]。土壤微生物量碳与土壤有机碳极显著相关 (R2=0.5414, P<0.01) , 在一定条件下, 有机物质输入越多, 土壤微生物量碳就越高[25]。本研究团聚体各粒径中微生物量碳变化规律与土壤有机碳变化规律一致, 土壤各粒径团聚体平均微生物量碳含量原生林>次生林>人工林。原生林凋落物丰富, 有机质输入量多, 而人工林林分单一, 覆盖率低, 有机质输入量少。香椿人工林土壤各粒径团聚体有机碳含量均低于桉树人工林, 但香椿人工林各粒径团聚体中微生物量碳含量却高于桉树人工林, 这主要是微生物将大量有机碳分解利用的结果[26]。土壤各粒径团聚体微生物量碳含量也受植物根系分布特征的影响, 李国辉等[27]研究表明, 根系庞大的植物, 其土壤中的微生物生物量较小根系植物高, 菜豆根系发达[20], 故虽然菜豆林土壤有机碳含量显著低于侧柏林, 但是两种森林的微生物量碳却无显著差异。与有机碳含量相比, 各森林之间微生物量碳含量差异减小, 这是因为各森林土壤团聚体中有机碳活性不同, 原生林土壤团聚体年龄比其他森林类型土壤团聚体更大, 其中的有机碳惰性更大更稳定, 对微生物入侵不敏感[9]。因此, 加强对原生林的保护, 能有效提高土壤碳储量。各粒径团聚体中微生物量碳含量在本区研究中未表现出显著规律, 其变化不能反映土地利用变化对土壤有机碳的影响。
3.4 不同森林土壤各粒径团聚体微生物熵
微生物熵是指微生物量碳与土壤有机全碳的比值 (MBC/SOC) 。在标示土壤过程或土壤健康变化时, 微生物熵要比微生物量碳或全碳单独应用有效的多, 因为熵是一个比值, 它能够避免在使用绝对量或对不同有机质含量的土壤进行比较时出现的一些问题[3]。本研究结果表明, 除桉树林外, 微生物熵的变化趋势与土壤有机碳变化趋势相反, 随着森林年龄的增加, 微生物熵逐渐减小, 这与薛冬等[28]的研究结果一致。侧柏天然林土壤微生物熵最低, 说明天然林地虽然为微生物的繁殖提供了大量的碳源, 但是天然林土壤各粒径团聚体对土壤有机碳的保护作用较强, 其中较容易被微生物所利用的碳相对较少。侧柏林土壤团聚体中有机碳、微生物量碳较为丰富, 而微生物熵较低, 说明其有利于土壤碳的固定和积累。而桉树林虽然是人工林, 但是其微生物熵却处于较低水平, 长期种植桉树, 会导致土壤微生物数量和种类减少, 土壤肥力下降[29]。在本区研究中, 微生物熵作为土壤评价指标具有较强代表性, 既能反映土壤有机碳活性, 又能反映土壤健康状况, 可以作为表达土地利用变化的敏感性指标, 但是其灵敏程度不及土壤总有机碳, 所以在评价土地利用对土壤的影响时, 应综合考虑土壤总有机碳、微生物量碳和微生物熵这三个指标。
4 小结