阔叶树引入对退化松林土壤生物多样性和功能的积极影响

《Plant and Soil》：Positive effects of broadleaf tree introduction on soil biodiversity and function in degraded pine forests

　　

摘要

背景与目的

恢复退化的森林对于通过增加树木多样性来支持土壤生物多样性和多功能性至关重要，然而其对土壤生物多样性和功能的影响仍知之甚少。

方法

我们的研究比较了中国南部一对退化和恢复后的单一树种及混交树种（Pinus spp）人工林中的土壤微生物群落（16S rRNA/ITS测序）。这两个人工林分别于1981年和2000年开始恢复。这种20年的时间差异使我们能够评估长期恢复如何驱动树种混合的累积互补效应，并研究微生物群落在调节土壤多功能性中的作用。我们分析了它们的多样性模式及其在土壤多功能性中的功能作用，土壤多功能性包括碳（C）、氮（N）和磷（P）循环，以及基质质量——这是微生物可降解性的一个指标，数值越低表示越容易受到微生物分解。

结果

我们发现，混交树种人工林（针叶树和阔叶树）比单一树种人工林具有更高的土壤生物多样性和多功能性。具体来说，混交人工林在土壤氮/磷循环、基质质量和细菌/真菌丰富度之间表现出更强的相关性。微生物多样性似乎通过与不同微生物功能群的互补关联推动了功能恢复（这从病原真菌的香农多样性指数中可以得到体现）。多元回归模型进一步表明，在单一树种人工林中，土壤多功能性主要由凋落物碳氮比（C:N）决定，而在混交人工林中则同时受到土壤碳氮比和微生物多样性的双重调控。综上所述，我们的研究结果强调了混交树种人工林在提高土壤多功能性方面的重要性，这应在未来的可持续森林恢复实践中予以考虑。