不同菌根类型林分土壤养分含量及化学计量特征研究
1植物菌根的含义与作用
菌根是高等植物根系与土壤中菌根真菌共生的一种现象,在自然界中广泛存在。经过研究这类菌根共生体在提高植物吸收和积累土壤矿质营养元素能力、促进植物的抗逆性和重金属胁迫等方面的作用有着重要作用[1]。杨舒婷等[2]以2年生杜鹃苗为研究对象,采用两组组分别接种杜鹃花类菌根真菌混合接菌和杜鹃花类菌根真菌和马尾松外生菌混合接菌以及一组不接菌的杜鹃花作为对照组,结果表明,接菌处理的杜鹃幼苗生长指标明显优于不接菌处理的杜鹃花幼苗。Agely等[3]对凤尾蕨的菌根进行研究,在砷浓度为100 mg kg -1时,与非菌根对照组相比,含菌根凤尾蕨叶片平均增加一倍。叶片中砷总含量变化趋势相似,提出在砷污染的土地,可以利用含菌根蕨类植物的修复。
根据菌根菌所寄生的植物种类、入侵方式以及菌根的形态特征,菌根可以分为内生菌根(AM或VAM)、外生菌根(ECM)和内外生菌根三大类[4]。其中丛枝菌根(AM)在自然界的分布最为广泛,90%高等植物的都可与之形成AM共生体,因此在自然界中具有重要地位[5]最早关于杉木的丛枝菌根的研究是谢卿楣等对土壤中AM真菌孢子和杉木根系内生菌根的形态结构进行了显微观测[6]。外生菌根(ECM)真菌在相应的条件下能够结合植物根系形成特殊的菌根结构,在植物的生长发育等方面起着重要的作用[7]。ECM真菌的在人工林中的广泛存在已被证实有助于增加林木的成活率和生产力以及维持生态系统稳定性[8]。
2 不同菌根类型林分土壤养分含量的相关研究
土壤作为林地生态系统的组成部分之一,决定了森林生产力。在长时间下保持和提高土壤肥力对森林生态系统的有效运行和林业稳定发展的有着重要的意义。黄志宏等[9]对广东南岭的常绿阔叶林、针阔混交林、杉木林、毛竹林和马尾松林5种林型的土壤肥力进行分析测定,其中常绿阔叶林的综合土壤肥力相较于其他林分最高。薛建辉等[10]对喀斯特山地五种人工林的土壤有效微量元素和有机质含量进行分析,刺槐林土壤中的微量元素有效性综合指数最大,其次为恺木林、杜仲林和冰脆李林,滇柏林则最小。Cardoso等[11]认为植物的混合群体,特别是农林复合系统中农作物和树木的混合群体,可能会使植物深入生根,导致菌根在整个根区更均匀地出现。这增加了根与土壤的接触面积体积,可以有助于植物更高效的吸收土壤养分养分。
3麻栎、杉木及麻栎杉木混交林的研究现状
森林生态系统的结构复杂、功能多样,在生态环境保持和改善气候等方面有着不可替代的作用[12]。麻栎、杉木及麻栎杉木混交林作为森林的一种形式,具有同样重要的作用,麻栎喜好阳光、耐干旱瘠薄等环境。因此我国亚热带和暖温带地区山区、丘陵和岗地均有分布,麻栎的萌发能力旺盛,是生产优质木炭等的重要原料[13]。苑海静等对麻栎不同种源幼林进行分析,表明不同种源间的麻栎存活率存在较大差异,造林当年麻栎成活率较高,但随着林龄增加存活率不断降低,且种源间的差异增大。生长量和生物量总体上随麻栎林的年龄的增加而不同麻栎种源间生长差异不断减小[14]。杉木是一种优良树种,在经济、生态、社会效益都有着重要作用。杉木广泛分布在热带和亚热带区域,可以为其产区人民提供重要的经济来源[15]。在中国南部缺乏磷的杉木人工林中,有机磷化合物被用作磷源,有机磷肥的施用在树木周围和土壤表层均会被利用[16]。杉木在轮作过程中,土壤碳的含量,平均而言,从第一轮到第二轮,林分生物量增量减少了24%,从第二轮到第三轮,生物量增量又减少了40%。在第一轮和第二轮,第二轮和第三轮之间,土壤有机碳分别减少了10%和15%。在潜在造林或再造林项目可能还需要考虑到人工林轮作后可能的单产下降和土壤退化[17]。混交林通常在水土保持、土壤养分利用和生物多样性等方面要优于纯种林。不同混交林在土壤化学性质等多个方面也存在着明显差异[18]。Dong等[19]对麻栎混交林、刺槐林和麻栎林进行研究。分析了凋落物分解过程中土壤细菌和真菌群落的组成及其影响因素。结果显示,在凋落物分解过程中,刺槐林的凋落物分解速率高于麻栎林。混交林相比于纯种刺槐林和麻栎林具有较稳定的微生物多样性指数,因此,在生态恢复中应优先考虑混交林。
4国内外对生态化学计量学的研究现状
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