Page 78 - 《广西植物》2026年第6期

６ 期 梁钰莹等: 固氮树种引种对喀斯特区土壤－微生物生态化学计量特征的影响 ９ ９ ３

了重要依据(Ｌｕｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４)ꎮ 土壤微生物是土 不明确ꎮ 本研究以广西凭祥市中国林业科学研究
壤生态系统最活跃的组分ꎬ在土壤养分供给和转 院热带林业实验中心大青山石山树木园中 １２ 种优
化过程中具有至关重要的作用ꎬ其生物量的变化 势树种(包括 ５ 种固氮树种和 ７ 种非固氮树种) 为
不仅表征了土壤有机质周转率和土壤活力大小 研究对象ꎬ测定每个树种根际土壤的有机碳( ｓｏｉｌ
(Ｍａｌｙ ' ｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４)ꎬ而且还通过“ 源－汇” 转化平 ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎꎬＣ )、全氮(ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎꎬＮ )、全磷
ｓｏｉｌ ｓｏｉｌ
衡影响土壤养分库的稳定性( Ｈｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４)ꎮ (ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓꎬ Ｐ )ꎬ 以 及 微 生 物 生 物 量 碳
ｓｏｉｌ
土壤微生物通过动态调节机制( 包括元素矿化、周 (ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｂｉｏｍａｓｓ ｃａｒｂｏｎꎬＭＢＣ)、微生物生物量氮
转速率优化及胞外酶分泌) 维持其化学计量内稳 (ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｂｉｏｍａｓｓ ｎｉｔｒｏｇｅｎꎬＭＢＮ)、微生物生物量磷
态ꎮ 这种稳态特性使微生物生物量化学计量比成 (ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｂｉｏｍａｓｓ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓꎬＭＢＰ)等指标ꎬ分析并
为评估土壤肥力的关键生物标志ꎬ其比值变化可 比较其生态化学计量比以及 ｑＭＢ 的差异ꎬ拟探讨以

诊断出 Ｎ、Ｐ 的限制阈值( 周正虎和王传宽ꎬ２０１６ꎻ 下问题:(１)固氮树种和非固氮树种对土壤－微生物
赵盼盼 等ꎬ２０１９)ꎮ 微 生 物 熵 ( ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｑｕｏｔｉｅｎｔꎬ Ｃ、Ｎ、Ｐ 的含量及其生态化学计量比的影响ꎻ(２)
ｑＭＢ)则表征微生物在生长代谢过程中对土壤养 ｑＭＢ 对固氮和非固氮树种的响应及其与土壤－微
分的利用效率ꎬ其数值变化可预测土壤养分库的 生物化学计量特征之间的耦合关系ꎮ 本研究以期
细微波动ꎬ熵值越大说明养分积累越多ꎬ反之损失 为改善喀斯特地区土壤质量ꎬ缓解养分限制ꎬ以及
越多( Ｓｏｍｏｖａ ＆ Ｐｅｃｈｕｒｋｉｎꎬ２００１)ꎮ 研究表明ꎬ植 为生态修复过程中的树种选择提供参考ꎮ
被类型及土地利用方式等因素均会对喀斯特地区
土壤－微生物生物量及其化学计量比和熵值产生显 １ 材料与方法
著影响(Ｓｏｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９ꎻ俞月凤等ꎬ２０２２)ꎮ 土壤－
微生物化学计量不平衡性通过整合土壤与微生物 １.１ 研究区概况
Ｃ、Ｎ、Ｐ 化学计量比的变异性特征ꎬ能更精确地表征 本研究区设置在广西凭祥市中国林业科学研
植物 土 壤 可 利 用 资 源 在 化 学 组 成 上 的 差 异 究院 热 带 林 业 实 验 中 心 大 青 山 石 山 树 木 园 内
(Ｍｏｏｓｈａｍｍｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４ꎻＭüｌｌｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ 因 ( １０６° ３９′ ５０″—１０６° ５９′ ３０″ Ｅ、 ２１° ５７′ ４７″—
此ꎬ解析土壤－微生物化学计量特征与微生物熵的 ２２°１９′２７″Ｎ)ꎮ 该树木园所处地区属于南亚热带
时空动态ꎬ是揭示养分限制阈值及系统级联效应的 季风气候区ꎮ 年均气温 ２１.５ ℃ ꎬ年降水量 １ ４００
关键路径ꎮ 然而ꎬ目前有关不同功能群树种在物种 ｍｍꎬ雨热同期ꎬ干湿季节明显ꎮ
水平上对土壤－微生物生态化学计量变化的调控机 该树木园由我国著名林学家吴中伦院士主持
２
制仍缺乏深入了解ꎬ这严重制约了喀斯特地区生态 设计ꎬ始建于 １９８０ 年ꎬ总面积达 ３６.８ ｈｍ ꎬ地处典
修复过程中对多养分平衡协同的调控ꎮ 型的石灰岩发育区域ꎬ属于连续突起的岩溶峰丛
固氮树种能与固氮菌共 生 从 而 具 备 固 氮 功 地貌类型ꎮ 建园初期ꎬ区域内生态系统严重退化ꎬ
能ꎮ Ｌｉ 等(２０２２) 和李茂萍等(２０２２) 的研究发现ꎬ 经过四十余年的持续营建与生态修复ꎬ该植物园
固氮树种能在不同程度上改变喀斯特地区的土壤 已经逐步演替为物种丰富的喀斯特山地森林群
理化性质和微生物群落结构ꎬ从而提高土壤 Ｎ 和 落ꎮ 目前ꎬ园区共引种和保存植物 １１８ 科 ３９３ 属
Ｐ 的有效性ꎮ 此外ꎬ固氮树种还能通过影响酶化学 ６８０ 种ꎬ涵盖了多个功能类型的物种ꎮ 各树种均采
计量比在一定程度上缓解土壤 Ｃ、Ｎ 和 Ｐ 的限制 用随机块状分布模式种植ꎬ每个单一种群面积为
(Ｓｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２ꎻ莫雪青等ꎬ２０２２)ꎮ 目前ꎬ尽管已 １００ ~ ９００ ｍ 不等ꎮ 经过长期的中试观测及推广
２
有许多国内外学者采用多种方法ꎬ探讨了不同植 实验ꎬ已筛选出一批在喀斯特环境中表现优良的
被类型和土地利用方式等对喀斯特地区土壤和土 树 种ꎬ 包 括 任 豆 ( Ｚｅｎｉａ ｉｎｓｉｇｎｉｓ )、 降 香 黄 檀
壤微生物生物量 Ｃ、Ｎ 和 Ｐ 含量的影响( 裴广廷 ( Ｄａｌｂｅｒｇｉａ ｏｄｏｒｉｆｅｒａ )、 顶 果 木 ( Ａｃｒｏｃａｒｐｕｓ
等ꎬ２０２４ꎻ肖霜霜等ꎬ２０２４ꎻＪｉａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４)ꎬ但有 ｆｒａｘｉｎｉｆｏｌｉｕｓ)、海南椴( Ｈａｉｎａｎｉａ ｔｒｉｃｈｏｓｐｅｒｍａ)、云南
关喀斯特地区固氮与非固氮树种的土壤－微生物 石 梓 ( Ｇｍｅｌｉｎａ ａｒｂｏｒｅａ) 和 东 京 桐 ( Ｄｅｕｔｚｉａｎｔｈｕｓ
化学计量特征、土壤微生物熵和土壤－微生物化学 ｔｏｎｋｉｎｅｎｓｉｓ)等 ５０ 多种ꎬ为喀斯特区生态恢复与人
计量不平衡性的差异及各特征之间的相互关系仍 工林建设提供了重要的树种资源与模式基础ꎮ