兴安落叶松林不同强度火烧迹地土壤微生物群落特性研究

彭 瑶 曹凤艳 曲来叶

(1.牡丹江师范学院生命科学与技术学院，牡丹江 157000； 2.东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，哈尔滨 150040； 3.中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085； 4.中国科学院大学，北京 100049)

兴安落叶松林不同强度火烧迹地土壤微生物群落特性研究

彭 瑶1曹凤艳2曲来叶3,4*

(1.牡丹江师范学院生命科学与技术学院，牡丹江 157000；2.东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，哈尔滨 150040；3.中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085；4.中国科学院大学，北京 100049)

通过选取大兴安岭岭北部的兴安落叶松林重度、轻度火烧迹地以及为过火样地，运用磷脂脂肪酸分析方法(PLFAs)，研究了火烧对0～5和5～10 cm土层的土壤理化性质和土壤微生物群落的结构特征的影响，并探讨了火烧当年土壤微生物群落生物量和群落结构的变化规律与影响因素。研究结果表明：0～5和5～10 cm土层的土壤pH、全钾、有效磷、黏砂比等土壤理化指标受到了火烧的显著性影响；不同火烧程度对微生物类群的生物量有影响，但不显著；重度火烧迹地的土壤微生物的群落结构指标革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G+/G-)以及真菌/细菌(F/B)与轻度和未过火样地具有显著差异。RDA分析指出，G+/G-受土壤含水量影响最大，F/B受pH影响最大。说明在火烧迹地的当年，土壤水分和pH是影响土壤微生物群落结构的最重要因素。

火烧强度；火烧迹地；磷脂肪酸；土壤理化性质；土壤微生物群落结构

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，直接或间接地参与所有的土壤生态过程，在生态系统物质循环、能量转换以及生态环境与人类健康中发挥着重要作用[1～2]。森林生态系统是陆地生态系统中多样性最高的生态系统，对于调节全球生态系统的平衡发挥着重要作用[3]。火烧是森林生态系统中最为常见及重要的的扰动因子，严重的森林火灾会影响森林生态系统的结构和演替过程[4]。森林火烧会引起森林环境的剧烈改变，使土壤的物理化学以及生物学特性发生显著改变，对土壤微生物群落产生影响[5]。森林火烧造成的这些改变也会随着时间的推移，继续发生相关的变化，因此森林火烧对土壤理化性质和土壤微生物的影响具有不可预见性[6]。目前，火烧对森林生态系统结构和功能作用的研究已有大量研究主要在对土壤微生物、土壤理化性质、植物群落演替等[7～8]。张敏等人发现低、中、高强度火烧迹地土壤微生物的数量变化不相同，高强度火烧对土壤微生物有致死作用，中强度火烧后，土壤中细菌、真菌、放线菌数量有增加的趋势，低强度火烧后细菌、真菌、放线菌数量变化规律不明显[9]。赵彬等人采用氯仿熏蒸浸提法测定了不同强度火烧后土壤的微生物生物量碳和微生物生物量氮，结果表明兴安落叶松林重度火烧区的微生物生物量碳显著高于中度、轻度和未火烧区，微生物生物量氮在不同强度火烧样地间差异不显著，但在重度火烧区出现最高值[10]。

大兴安岭地区是我国的重要林区和木材供应基地，由于森林火灾的发生及不可预测性，给人类的生命和财产安全带来巨大的威胁性[11]。而火烧迹地的植被如何快速恢复是大兴安岭林区重要的生态问题。目前在大兴安岭林火烧迹地森林恢复的研究中，主要是针对地上植被生长、群落类型、土壤理化性质的变化研究较多，而对于土壤生态系统中重要的土壤微生物的研究相对匮乏。然而，土壤微生物相比较土壤理化性质，对于环境的改变的响应更为灵敏，能够快速地反映外界条件变化以及指示土壤状况的变化，可以作为监测土壤质量变化的重要指标[12～13]。白爱芹等通过对比大兴安岭恢复6年的过火与未过火林地土壤，发现火烧是导致土壤微生物碳源利用差异的主要原因，但重度和中度火烧迹地的土壤养分、水分、土壤微生物群落多样性虽然存在差异但已不显著[14]。由此可见，研究火烧迹地土壤及土壤微生物的群落特征的变化规律受到时间尺度的影响。

为了探讨不同火烧程度对土壤微生物群落的影响，本文选取大兴安岭根河林区当年过火的兴安落叶松林火烧迹地，研究重度、轻度以及未过火样地土壤微生物群落结构特征，以期阐明火烧迹地土壤微生物群落特征及影响因素，为火烧迹地的植被恢复和管理提供理论依据。

1 实验方法

1.1 研究地概况

研究区(120°12′～122°55′E，50°20′～52°30′N)位于内蒙古自治区呼伦贝尔北部，是内蒙古自治区最北部的旗市之一，地处大兴安岭北段西坡。该区海拔700～1 300 m，气候寒温带气候，气候变化显著，年均大气温度为-5.4℃。年降水量450～550 mm，主要集中在7、8月份，无霜期80 d，年均日照2 594 h，研究区土壤特点是多年冻土，处于连续多年冻土带，冻层深度为3 m，冻结期时长达8个月。大兴安岭根河森林保护区为丘陵地形，森林覆盖率90%以上，本区主要森林类型为兴安落叶松构成的明亮针叶林。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置与样品采集

在研究区内选取重度、中轻度火烧迹地及其相邻的未过火样地(作为对照样地)进行考察，样地选取的标准是过火前优势乔木为兴安落叶松林并且火后没有或人为干预较少、自然更新的火烧迹地。分别随机选取3块20 m×20 m的不同火烧程度的样地，用直径为3.5 cm的土钻在每块样地的分别随机采集0～5和5～10 cm的土样，每份土样分成两部分，一部分放到4℃冰箱保存，用于土壤微生物生物量和多样性等指标的测定，一部分土样风干用于土壤理化性质的测定。

1.2.2 实验方法

土壤含水量(SWC)经105℃连续烘干恒重后计算得出，pH值用酸度计测定，土壤有机质用重铬酸钾氧化外加热法，全氮用半微量凯式法，全磷用硫酸—高氯酸消煮法，全钾用NaOH熔融火焰光度法测定，土壤有效氮(AN)采用碱解扩散法，其它土壤指标的测定采用土壤农化常规分析方法[15]。

磷脂脂肪酸分析方法参照Frostegard[16]，取冻干土样4 g，加入3.6 mL磷酸缓冲液，4 mL氯仿，8 mL甲醇，室温下振荡1 h后2 500 r·min-1离心10 min。取上清液，加3.6 mL磷酸缓冲液，4 mL氯仿，摇匀过夜分离。第二天转移氯仿相，N2气吹干，过硅胶柱，收集甲醇相，N2吹干备用。1 mL甲醇—甲苯溶液溶解吹干的脂类物质，加1 mL 0.2 mol·L-1KOH,35℃培养15 min，冷却至室温，加入2 mL氯仿和正己烷混合液，1 mL 1 mol·L-1的醋酸，2 mL超纯水，2 000 r·min-1离心5 min。取上层正己烷，再加2 mL氯仿和正己烷，2 000 r·min-1离心5 min，取上层正己烷，合并两次的正己烷溶液，N2气吹干，提取样品在-20℃暗处保存，准备上机检测。上机前用1 mL含内标物19∶0的正己烷溶解吹干的脂肪酸甲酯，进行GC-MS测试。GC-MS条件：HP6890/MSD5973，HP-5毛细管柱，不分流进样。进样口温度230℃，检测器温度270℃。PLFA的命名采用以下原则：总碳原子数：双键数，随后是从分子甲基末端数的双键位置，c表示顺式，t表示反式，a和i分别表示支链的反异构和异构，br表示不知道甲基的位置，10Me表示一个甲基团在距分子末端第10个碳原子上，环丙烷脂肪酸用cy表示[16～17]。

1.3 数据分析

本研究采用SPSS13.0(SPSS Institute Inc2002)进行单因素方差分析(One-way ANOVA)检验不同样地，不同土层下土壤理化性质、土壤微生物量及土壤微生物群落PLFAs差异的显著性。采用CANOCO软件(Canoco for Windows 4.5)对土壤理化性质、土壤微生物各类群PLFAs比例及土壤微生物量之间的关系进行进行冗余分析(Redundancy Analysis，RDA)。

2 结果与分析

2.1 土壤理化性质

3种样地的比较发现，在0～5 cm土层中SWC、AN、土壤砂粒含量均是未过火样地高于火烧迹地，但只有土壤砂粒含量差异显著，而SWC、AN 3种样地间差异不显著。土壤pH、TN、TC、SOC、TK、TP、AP、土壤粉砂、土壤黏粒均是火烧迹地高于未过火样地，其中土壤pH、TN是重度火烧迹地>未过火样地>中轻度火烧迹地，土壤TC、TK、SOC、土壤黏粒含量均为重度火烧迹地>中轻度火烧迹地>未过火样地，土壤TP、AP、土壤粉砂含量为中轻度火烧迹地>重度火烧迹地>未过火样地。统计分析表明土壤pH、TK、AP、土壤黏粒含量在3种样地间差异显著，土壤TN、TC、TP、SOC、土壤粉砂在3种样地间差异不显著(表1)。

表1 3种样地土壤物理化学性质

注：同一行数据后不同小写字母a，b，c分别代表不同火烧强度对土壤理化性质有显著性差异(P<0.05)，“±”后的值为标准差 下同。

Note:The different letters a,b,c besides the same row of datas indicate the significant differences of the effect on different burn degrees to the soil physicochemical property(P<0.05)and the figure besides the “±” is standard deviation.The same as below.

在5～10 cm土层，SWC、AN、pH、SOC、土壤砂粒含量均是未过火样地高于火烧迹地，其中pH、土壤砂粒含量在3种样地间含量差异显著，SWC、AN、SOC指标在3种样地间含量差异均不显著。TN、TC、TP、TK、AP、土壤黏粒、土壤粉砂含量火烧迹地高于未过火样地，其中土壤TN是重度火烧迹地>未过火样地>中轻度火烧迹地，TN在3种样地间差异不显著。土壤TC、TP、TK、土壤黏粒是重度火烧迹地>中轻度火烧迹地>未过火样地，TC和TP指标在3种样地间差异不显著，TK和土壤黏粒含量有差异显著。土壤AP、土壤粉砂含量在中轻度火烧迹地>重度火烧迹地>未过火样地，AP和土壤粉砂含量在3种样地间差异显著(表1)。

对0～5和5～10 cm两种土层比较发现，土壤理化指标SWC、TC、TN、TK、AP、SOC，随着土层的加深而减小。

2.2 土壤微生物量

土壤各类群生物量在0～5 cm土层变化如表2，结果表明土壤生物量，包括总生物量，细菌，真菌，放线菌生物量没有显著性差异。虽然总生物量、革兰氏阴性菌(G-)和真菌生物量在中轻度火烧迹地最高，在重度火烧迹地最小。细菌、革兰氏阳性菌(G+)、放线菌生物量是生物量在重度火烧迹地最高，细菌、革兰氏阳性菌(G+)在中轻度火烧迹地最小，而放线菌生物量是在未过火样地最小。

表2 3种样地土壤微生物各类群生物量

在土层5～10 cm变化如表2所示，土壤各类群生物量在3种样地均差异不显著。土壤各类群生物量均是火烧迹地大于未过火样地，总生物量、细菌、G-和真菌生物量在中轻度火烧迹地最高，G+和放线菌生物量是重度火烧迹地最高。

对比两种土层中土壤各类群生物量发现，G-和真菌生物量在3种样地下的变化趋势相同。总生物量、细菌、真菌在重度火烧迹地和未过火样地都是随着土层的加深，生物量在变小，土壤各类群生物量在中轻度火烧迹地，随着土层的加深，生物量在变大。

2.3 土壤微生物群落结构

在3种不同样地，土层0～5 cm中，真菌/细菌(F/B)比例数值在中轻度火烧迹地最大，重度火烧迹地下最小。革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G+/G-)比例数值在重度火烧迹地下最大，在中轻度火烧迹地最小。F/B和G+/G-在3种样地下均差异显著。在3种不同样地，土层5～10 cm中，F/B比例数值在中轻度火烧迹地最大，在重度火烧迹地下最小。G+/G-比例数值在重度火烧迹地下最大，在中轻度火烧迹地最小。F/B和G+/G-在3种样地下均差异不显著(图1～2)。在3种样地，两种不同土层下，F/B在重度火烧迹地下随着土层的加深比值在变大，在中轻度火烧迹地和未过火样地下随着土层的加深比值在变小。G+/G-在重度火烧迹地下随着土层的加深比值在变小，G+/G-在中轻度火烧迹地和未过火样地下随着土层的加深比值在变大。

图1 3种样地5～10 cm土层G+/G-与F/B比较Fig.1 Comparison of G+/G- and F/B in 0～5 cm soil depth of three study sites

图2 3种样地5～10 cm土层G+/G-与F/B比较Fig.2 Comparison of G+/G- and F/B in 5～10 cm soil depthof three soil study sites

2.4 相关性分析

将土壤理化性质数据与微生物PLFAs结果进行RDA分析(图3)，结果表明，RDA分析对土壤微生物群落组成前两排序轴的解释量分别为39.39%和33.32%。图中2条射线之间的夹角代表相关性大小，夹角越小，代表相关性越大，呈直角的时候二者无相关关系。箭头方向一致代表呈正相关关系，否之则呈负相关关系。由图3可以看出土壤理化因子中pH、SWC、TK、土壤黏粒对土壤微生物影响很大，土壤粉砂、TC、TP、SOC对土壤微生物影响很小，土壤生物各类群PLFAs浓度均与个理化性质呈正相关关系，F/B与SWC、土壤砂粒、AP呈正相关关系，与其他理化性质呈负相关关系，与pH呈负相关关系最显著，G+/G-与SWC、土壤砂粒、AP呈负相关关系，与SWC负相关关系最显著，与其他理化性质成呈正相关关系。

图3 土壤微生物群落结构与土壤理化指标的RDA分析Fig.3 RDA analysis for soil microbial community composition and soil physiochemical properties

3 讨论

火烧强度改变了土壤环境，对土壤的物理和化学性质有着显著的影响。我们的研究亦发现火烧可导致火烧迹地土壤黏粒含量显著增加，砂粒含量显著减少，但重度火烧和中轻度火烧对土壤黏粒和砂粒的影响没有显著性差异。火烧可引起土壤砂粒破碎，使其减少，变为更小的颗粒粉粒和土壤黏粒[18]，从而使得小颗粒含量增加，在有堆积物的样地，堆积物在阴燃时所产生的高温可融化土壤矿质颗粒，使其变成粘粒和粉砂[19]。有研究表明，中轻度火烧和重度火烧都可提高了土壤的pH，有机物质燃烧时阴离子的损失量要比阳离子大，火烧残留的灰分含有大量可容性碱土金属的氧化物，能很快合成碳酸盐。这些盐类具有碱系反应能中和土壤的酸性[20]。本研究中强度火烧却是降低了土壤的pH，原因可能是火烧后土壤水、热、气等微气候条件改变，光照增强，加速了表层腐殖质的分解，产生的矿质元素离子与土壤胶体表面吸附的氢离子发生交换后进入土壤溶液中，从而使土壤pH值降低[21]，并且林火发生后会迅速提高土壤的pH值，在经过几月、几年甚至几十年的时间后逐渐下降[22]。大兴安岭落叶松林下有较厚的凋落物层，由于受到温度等因素的限制，分解相对缓慢。而火烧产生大量的无机养分，归还到土壤中，由此一般来讲林火后土壤养分含量有所增加。我们的研究也证明了这一点，TK与AP都显著增加。王鼎等人研究高中轻度火烧和强度火烧森林土壤均使AP显著的增加，这可能是由于火烧使其他形态的磷转化为AP[23]。但孙毓鑫关于火烧迹地的研究表明，火烧后AP含量显著降低[24]，与本研究结果相反，这可能是因为他们研究样地植物群落类型及取样时间长短不同造成的差异。

火烧强度影响了微生物群落，主要受土壤理化性质的影响。通过RDA分析表明pH、SWC、TK、土壤黏粒对土壤微生物群落影响最强烈。pH能够显著影响土壤微生物群落特性[25～26]。土壤pH是影响微生物生长和活性的一个重要因素，火烧改变了土壤pH，其既可以直接影响土壤微生物群落，英国洛桑试验站将农田土壤pH从8.3～4.5范围内设置不同梯度试验发现土壤pH对磷脂脂肪酸的总浓度并没有显著影响，但磷脂脂肪酸的组成却随土壤pH梯度的变化发生明显改变，如单不饱和脂肪酸的PLFAs 16∶1ω5、16∶1ω7c及18∶1ω7的相对丰富度会随pH的增大而增加，而i16∶0和cy19∶0会随pH增大而减小[27]。土壤含水量的增加会增加土壤微生物活性，有利于土壤微生物群落数量的增长[28]。虽然本研究的三个样地土壤含水量没有显著性差异，可能表明大兴安林区火烧迹地土壤含水量并不是土壤微生物生长限制性因子。很多研究结果都没有说明TK对微生物群落有很大影响，而与本研究中TK却对微生物群落起到了很大作用，原因可能是，本研究样地土壤火烧后TK含量明显增高，TK可以提高土壤的基础呼吸，从而提高土壤肥力，土壤肥力的提高有助于提高土壤微生物群落活性[29]。但是火烧迹地土壤结构，比如黏粒和砂粒含量的改变，对土壤微生物的群落组成有显著性影响。Sessitsch用TRFLP技术研究了长期不同施肥条件下的土壤颗粒中的微生物群落结构变化，结果表明，土壤颗粒越细对，土壤微生物群落结构影响越大，并且群落结构越复杂[30]。

本文中讨论的主要是这种间接影响。我们发现火烧并没有改变土壤微生物的生物量，而是通过影响pH，土壤含水量，土壤黏砂比等指标影响土壤微生物的群落结构，即通过改变土壤微生物的土壤环境，间接影响微生物的活性和群落结构。而不同的微生物类群对火干扰反应的差异及对火后环境变化的适应能力的不同，导致火干扰后森林土壤生物群落结构发生变化[31]，这种改变将进一步影响未来火烧迹地植被的更新和演替。

1.张其水,俞新妥.杉木连栽林地营造混交林后土壤微生物的季节性动态研究[J].生态学报,1990,10(2):121-126.

Zhang Q S,Yu X T.The study on seasonal dynamics of edaphon after continuously planting cedar to build the mixed forest[J].Acta Ecologica Sinica,1990,10(2):121-126.

2.Jan Dirk,Van Elsasj D,Smallak.Extraction of microbial community DNA from soils[M].//Akkermans A D L,Van Elsas J D,De Bruijnf J.Molecular Microbial Ecology Manual.Neherlands:Springer,1995:61-71.

3.Horton T R,Bruns T D.The molecular revolution in ectomycorrhizal ecology:Peeking into the black-box[J].Molecular Ecology,2001,10(8):1855-1871.

4.宋启亮,董希斌,李勇,等.大兴安岭火烧迹地植被天然恢复效果的评价[J].森林工程,2010,26(4):14-18.

Song Q L,Dong X B,Li Y,et al.Evaluation on effect of natural vegetation recovery in the Great Khingan Range burned blank[J].Forest Engineering,2010,26(4):14-18.

5.Certini G.Effects of fire on properties of forest soils:a review[J].Oecologia,2005,143(1):1-10.

6.Neary D G,Klopatek C C,Debano L F,et al.Fire effects on belowground sustainability:a review and synthesis[J].Forest Ecology & Management,1999,122(1-2):51-71.

7.Belsky A J.Effects of grazing,competition,disturbance and fire on species composition and diversity in grassland communities[J].Journal of Vegetation Science,1992,3(2):187-200.

8.Pereira P,Cerda A,Jordan A,et al.Spatio-temporal vegetation recuperation after a grassland fire inLithuania[J].Procedia Environmental Sciences,2013,19:856-864.

9.张敏,胡海清.林火对土壤微生物的影响[J].东北林业大学学报,2002,30(4):44-46.

Zhang M,Hu H Q.The effect of forest fire on edaphon[J].Journal of Northeast Forestry University,2002,30(4):44-46.

10.赵彬,孙龙,胡海清,等.兴安落叶松林火后对土壤养分和土壤微生物生物量的影响[J].自然资源学报,2011,26(3):450-459.

Zhao B,Sun L,Hu H Q,et al.The effect on soil nutrient and edaphon after the fire of larch forest in Khingan[J].Journal of Natural Resouses,2011,26(3):450-459.

11.刘斌.大兴安岭林火动态变化[D].北京:中国林业科学研究院,2011.

Liu B.Dynamic change of forest fire in the Great Khingan Range[D].Beijing:Chinese Forestry Science Research Institute,2011.

12.Steenwerth K L,Jackson L E,Calderónbf J,et al.Erratum:Soil community composition and land use history in cultivated and grassland ecosytems of coastal California[J].Soil Biology and Biochemistry,2003,35:489-500.

13.Bucher A E,Lanyon L E.Evaluating soil management with microbial community-level physiological profiles[J].Applied Soil Ecology,2005,29(1):59-71.

14.白爱芹,傅伯杰,曲来叶,等.大兴安岭火烧迹地恢复初期土壤微生物群落特征[J].生态学报,2012,32(15):4762-4771.

Bai A Q,Fu B J,Qu L Y,et al.Edaphon Community characteristics on initial stage of burned blank recovery in the Great Khingan Range[J].Acta Ecologica Sinica,2012,32(15):4762-4771.

15.鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,2000.

Lu R K.Chemistry analysis method on soil agricultural[M].Beijing:China Agriculture Science and Technique Press,2000.

16.Frostegård A,Tunlid A,Bååth E.Phospholipid Fatty Acid composition,biomass,and activity of microbial communities from two soil types experimentally exposed to different heavy metals[J].Applied and Environmental Microbiology,1993,59(11):3605-3617.

17.Frostegård A,Bååth E.The use of phospholipid fatty acid analysisto estimate bacterial and fungal biomass in soil[J].Biology and Sfertilityof Soils,1996,22(1):59-65.

18.许鹏波,屈明,薛立.火对森林土壤的影响[J].生态学杂志,2013,32(6):1596-1606.

Xu P B,Qu M,Xue L.The effect of fire on forest soil[J].Chinese Journal of Ecology,2013,32(6):1596-1606.

19.Hart S C,Deluca T H,Newman G S,et al.Post-fire vegetative dynamics as drivers of microbial community structure and function in forest soils[J].Forest Ecology and Management,2005,93(1-3):166-184.

20.郭爱雪.大兴安岭高寒区重度火烧对森林土壤生境质量的影响[D].哈尔滨:东北林业大学,2011.

Guo A X.The effect of severe fire in cold region of the Great Khingan Range on forest soil habitat quality[D].Harbin:Northeast Forestry University,2011.

21.薛立,陈红跃,杨振意,等.火灾对马尾松林地土壤特性的影响[J].生态学报,2011,31(22):6824-6831.

Xue L,Chen H Y,Yang Z Y,et al.The effect of fire on soil characteristics of pinus massoniana forest[J].Acta Ecologica Sinica,2011,31(22):6824-6831.

22.Fisher R F,Binkley D.Ecology and Management of Forest Soils Fourth Edition[M].//Ecology and management of forest soils:John Wiley,2000:73-74.

23.田昆.火烧迹地土壤磷含量变化的研究[J].西南林业大学学报,1997,10(1):21-25.

Tian K.The study on changes of soil Phosphorus content in burned blank[J].Journal of Southwest Forestry College,1997,10(1):21-25.

24.孙毓鑫,吴建平,周丽霞,等.广东鹤山火烧迹地植被恢复后土壤养分含量变化[J].应用生态学报,2009,20(3):513-517.

Sun Y X,Wu J P,Zhou L X,et al.The changes of soil nutrient content after burned blank forest recovery in Heshan,Guangdong[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2009,20(3):513-517.

25.Wakelin S A,Macdonald L M,Rogers S L,et al.Habitat selective factors influencing the structural composition and functional capacity of microbial communities in agricultural soils[J].Soil Biology and Biochemistry,2008,40(3):803-813.

26.Bååth E,Frostegård A,Pennanen T,et al.Microbial community structure and pH response in relation to soil organicmatter quality in wood-ash fertilized,clear-cut or burned coniferous forest soils[J].Soil Biology and Biochemistry,1995,27(2):229-240.

27.Strickland M S,Rousk J.Considering fungal:bacterial dominance in soils-methods,controls,andecosystem implications[J].SoilBiologyandBiochemistry,2010,42(9):1385-1395.

28.Royer-tardif S,Bradley R L,Parsons W F J.Evidence that plant diversity and site productivity confer stability to forest floor microbial biomass[J].Soil Biology and Biochemistry,2010,42(5):813-821.

29.黎宁,李华兴,朱凤娇,等.菜园土壤微生物生态特征与土壤理化性质的关系[J].应用生态学报,2006,17(2):285-290.

Li N,Li H X,Zhu F J,et al.The relationship of ecological characteristics of garden edaphon and soil's physical and chemical properties[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2006,17(2):285-290.

30.Sessitsch A,Weilharter A,Gerzabek M H,et al.Microbial population structures in soil particle size fractions of a long-term fertilizer field experiment[J].Applied and Environmental Microbiology,2001,67(9):4215-4224.

31.Stephen.Nomenclature and structure-function relationships of voltage-gated sodium channels[J].Soil Biology & Biochemistry,2005,57(2):411-425.

National Natural Foundation of China(30700639)

introduction：PENG Yao(1992—),female,master,Major in ecology research.

date:2017-01-03

EffectsofFireIntensityontheSoilMicrobialCommunityofLarchgmeliniiForests

PENG Yao1CAO Feng-Yan2QU Lai-Ye3,4*

(1.Mudanjiang Normal university,Mudanjiang 157000；2.Northeast Forestry University,Harbin 150040；3.State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology,Research Center for Eco-environmental Science,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100085；4.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049)

We studied theeffects of fire intensity on the soil microbial community of larch forests by selecting three kinds of sites including high intensity burned site, light intensity burned site and unburned site in the current year burning in the Daxing’an Mountain. Soils were sampled from 0-5 and 5-10 cm, separately in each site, and the soil microbial characteristics were analyzed by phospholipid fatty acid(PLFAs). The pH, total potassium, available phosphorus and clay and sand content were significantly compared with burned and unburned sites. The total soil microbial biomass, bacteria biomass, fungus biomass and Frankia biomass were influenced by fire, there was no significant difference in three sites. However, the structure of soil microbial community indictors, such as G+/G- and F/B, were significantly different compared high intensity burned site and other two sites. By RDA analysis, G+/G- was influenced by soil water content, and F/B was influenced by soil pH.Therefore, the current year of burning, soil water content and pH are critical factors in affecting the structure of soil microbial community.

fire intensity;burned site;phospholipid fatty acid;soil physiochemical properties;structure of soil microbial community

国家自然科学基金(30700639)

彭瑶(1992—)，女，硕士研究生，主要从事植物学研究。

* 通信作者：E-mail:lyqu@rcees.ac.cn

2017-01-03

* Corresponding author：E-mail:lyqu@rcees.ac.cn

S791.222

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2017.04.010