Page 173 - 《广西植物》2025年第10期

１０ 期 王婷等: 马尾松与格木混交林及其纯林土壤碳水化合物活性酶基因分布特征 １ ９ ０ ３

是在幼龄林和中龄林阶段ꎬ其生物量积累较快ꎬ但 热林中心大青山试验场(１０６°４２′ Ｅꎬ２２°１０′ Ｎ)ꎬ属
对该树种进行单种多栽会导致林分生产力逐渐下 南亚热带季风气候ꎬ干湿季分明ꎬ４—９ 月为雨季ꎬ
降(朱教君和张金鑫ꎬ２０１６ꎻ韩畅等ꎬ２０１７)ꎮ 格木 １０ 月至次年 ３ 月为旱季ꎬ年均气温 ２１.２ ℃ ꎬ年降

(Ｅｒｙｔｈｒｏｐｈｌｅｕｍ ｆｏｒｄｉｉꎬＥＦ)是我国珍贵的阔叶树种ꎬ 水量 １ ３５０ ｍｍꎬ相对湿度 ８０％ ~ ８４％ꎻ地貌以低山
具有较高的碳储存潜力ꎬ尤其是其根系发达、木质 丘陵为主ꎬ土壤为花岗岩发育的砖红壤ꎮ
部密度大ꎬ长期固碳能力优于许多速生树种( 罗达 ２０２２ 年 １ 月选取该区域具代表性的马尾松、
等ꎬ２０１５)ꎮ 乡土针阔树种混交是近年来亚热带地 格木纯林及混交林为研究对象ꎮ ３ 个人工林均于
区趋向人工林的经营模式ꎬ混交林相较于单一树 ２００６ 年在马尾松林皆伐迹地上种植ꎬ种植密度为
种人工林ꎬ往往能提高森林生态系统的稳定性和 ２ ５００ ｉｎｄ.ｈｍ ꎬ混交林中马尾松与格木株数比
￣２
生 产 力 ( 朱 豪 等ꎬ ２０２２ )ꎮ 马 尾 松 － 格 木 混 交 为 ３ ∶ １ꎬ具体情况如表 １ 所示ꎮ
(ＰＭ / ＥＦ)结合了马尾松的速生特性与格木的高碳
储能力ꎬ在固碳、土壤改良及生态稳定性方面表现 表 １ ３ 个林分的立地条件和林分特征
Ｔａｂｌｅ １ Ｓｉｔｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｔａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
优越ꎬ是未来人工林管理的重要方向( 李金凤等ꎬ
２０２４)ꎮ 目前ꎬ围绕这 ３ 种人工林的研究重点ꎬ包 ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｎｄｓ
林分密度
括碳储存潜力评估、土壤碳动态、最佳经营模式ꎬ 林分 海拔 坡向 坡度 胸径 树高 Ｓｔａｎｄ
以及通过合理混交提升人工林的生态效益和经济 类型 Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｓｌｏｐｅ Ｓｌｏｐｅ ＤＢＨ Ｔｒｅｅ ｄｅｎｓｉｔｙ
Ｓｔａｎｄ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔ
效益(谭许脉ꎬ２０２２)ꎮ 陆地生态系统土壤碳储存 ｔｙｐｅ (ｍ) ａｓｐｅｃｔ (°) (ｃｍ) (ｍ) (ｉｎｄ.
￣２
ｈｍ )
潜力可由植物和微生物成分的降解表征ꎬ其降解
ＰＭ １９０~ ２４０ 东北 ＮＥ ２０ １４.７ １１.６ １ ７００
程度反映了 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度( Ｌóｐｅｚ￣Ｍｏｎｄéｊａｒ ｅｔ
ＥＦ １７０~ ２２０ 东北 ＮＥ ２５ １３.７ １３.７ １ １２５
ａｌ.ꎬ ２０２０ )ꎮ 在 ＣＡＺｙｍｅｓ 数 据 库 ( ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.
ＰＭ / ＥＦ １８０~ ２３０ 东北 ＮＥ ２２ １５.６ １３.２ ７５０
ＣＡＺｙ.ｏｒｇ)中ꎬ糖苷水解酶( ＧＨｓ) 与多糖( 纤维素、
几丁质等)降解相关(Ｎｇｕｙｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎬ部分氧 注: ＰＭ. 马尾松ꎻ ＥＦ. 格木ꎮ 下同ꎮ
Ｎｏｔｅ: ＰＭ. Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａꎻ ＥＦ. Ｅｒｙｔｈｒｏｐｈｌｅｕｍ ｆｏｒｄｉｉ. Ｔｈｅ
化还 原 酶 ( ＡＡｓ) 家 族 对 木 质 素 降 解 至 关 重 要 ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ.
(Ｄｒｕｌａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 但是ꎬ目前尚不清楚相关土
壤微生物 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因对针叶林改造成阔叶林或 在上述人工林内各设 ３ 块 ２０ ｍ × ２０ ｍ 样地ꎬ
针阔混交林后的响应ꎮ 间隔至少 ２０ ｍ 以避免空间自相关ꎮ 在每块样地
本研究聚焦南亚热带地区马尾松、格木及马 内ꎬ用 ５ ｃｍ 内径土钻按“ Ｓ” 型 ５ 点法逐层(０ ~ ２０
尾松－格木混交 ３ 个人工林ꎬ基于各林分不同土壤 ｃｍ、２０ ~ ４０ ｃｍ、４０ ~ ６０ ｃｍ) 取样ꎬ并将同层样品混
深度(０ ~ ２０ ｃｍ、２０ ~ ４０ ｃｍ、４０ ~ ６０ ｃｍ) 宏基因组 合成 １ 个土样ꎬ共得 ２７ 个(３ 个林分 × ３ 个样地 ×
测序数据ꎬ从编码 ＣＡＺｙｍｅｓ 功能基因角度分析土 ３ 个土层) 土壤样品ꎬ用无菌袋装存ꎬ并用生物冰
壤植物、微生物成分的降解ꎬ阐明针叶林改造成阔 袋迅速运回实验室ꎮ 在实验室内ꎬ将新鲜混合土
叶林或针阔混交林后不同来源土壤碳的周转过 样均分 ３ 份:１ 份存于－８０ ℃ ꎬ用于宏基因组测序ꎻ
程ꎬ以期为南亚热带人工林树种选择与配置提供 １ 份过 ２ ｍｍ 土壤筛后置于 ４ ℃ 冰箱ꎬ用于测定土
科学依据ꎮ 本研究拟探讨:(１) 不同林分、不同土 壤硝态氮( ＮＯ ￣Ｎ)、铵态氮( ＮＨ ￣Ｎ)、土壤微生
－
＋
３ ４
壤深度中特定微生物 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度的变化趋 物生物量碳( ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｂｉｏｍａｓｓ ｃａｒｂｏｎꎬＭＢＣ) 和可
势及其影响因素ꎻ(２) 分析特定 ＣＡＺｙｍｅｓ 家族表 溶性有机碳( ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎꎬＤＯＣ)ꎻ１ 份
征马尾松与格木人工混交林及其纯林的土壤微生 于室内自然风干后ꎬ用于测定土壤 ｐＨ 值、ＳＯＣ、全

物降解特性ꎬ并评估其碳储存潜力ꎮ 氮( ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎꎬＴＮ)、全磷( ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓꎬＴＰ)
和速效磷(ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓꎬＡＰ)含量ꎮ
１ 研究区概况与研究方法 １.２ 土壤理化性质测定

土壤含水量(ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔꎬＳＷＣ)用１０５ ℃
１.１ 研究区概况与土壤样品采集 烘干法测定( 鲁如坤ꎬ２０００)ꎻＳＯＣ 用重铬酸钾－外
研究区位于广西凭祥市中国林业科学研究院 加热法测定ꎻｐＨ 用玻璃电极计(ＰＨＳ￣３Ｃꎬ上海锦幻