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凋落叶中木质素的降解特征及其微生物影响机制——以亚热带山地常绿落叶阔叶混交林优势植物小花木荷和亮叶水青冈为例

来源：花匠小妙招时间：2024-12-21 12:07

凋落叶中木质素的降解特征及其微生物影响机制——以亚热带山地常绿落叶阔叶混交林优势植物小花木荷和亮叶水青冈为例

【摘要】：木质素是地球上含量最丰富的芳香族化合物,是决定凋落物质量好坏及分解快慢的关键指标。凋落物质量及土壤微生物是影响凋落物分解的主要因素,因森林群落植被组成差异而变化,明确它们对凋落叶木质素单体降解的影响对森林生态系统碳代谢与循环有重要意义。选取湖南省八大公山国家自然保护区核心的主要优势群落亮叶水青冈(F.lucida)和小花木荷(S.parviflora),设置F.lucida和S.parviflora凋落叶(初始木质素含量差异显著)分别接种F.lucida和S.parviflora群落表层土壤微生物的4个处理,利用CuO氧化-气相色谱法追踪木质素酚单体香草基(V)、丁香基(S)和肉桂基(C)的变化,磷脂脂肪酸法(PLFAs)分析微生物群落动态。结果表明,经过半年的分解,F.lucida和S.parviflora凋落叶质量平均损失率分别为15.4%和27.9%,无论接种哪个群落微生物,S.parviflora凋落物降解率均显著高于F.lucida(P<0.05);重复测量方差分析表明,凋落物分解受凋落物质量(P<0.0001)和培养时间(P<0.0001)及它们交互的显著影响(P<0.05),土壤微生物对其无显著影响。经过半年降解,F.lucida和S.parviflora木质素平均损失率为22.2%和18.5%;无论接种哪个群落微生物,F.lucida S单体损失率均显著高于S.parviflora(P<0.05),C单体损失率均显著低于S.parviflora(P<0.05);S.parviflora木质素和C单体降解均表现出主场优势效应;木质素及S单体浓度均仅受凋落物质量显著影响(P<0.0001),C单体浓度受凋落物质量(P<0.0001),时间(P<0.0001),凋落物质量与微生物(P<0.0001)及与时间交互(P<0.05)的共同影响。接种S.parviflora群落土壤微生物后,S.parviflora V单体损失率显著高于F.lucida (P<0.05),接种F.lucida群落土壤微生物,二者则无显著差异;与主场优势相反,F.lucida V单体损失率接种外源微生物显著高于接种本土微生物3.8%(P<0.05);V单体浓度受凋落物质量(P<0.0001)和时间(P<0.01)的显著影响。综合各分解时期PCA分析,G+/G-与木质素及各单体含量始终显著相关,真菌,真菌细菌比和真菌放线菌比与S单体和V单体酸醛比均显著相关,表明真菌在木质素单体降解中的重要作用。本研究通过互换凋落叶和土壤接种液的实验初步了解凋落物质量和微生物在木质素降解过程中的相对重要性,发现凋落物质量在决定木质素各单体初期分解速率方面比土壤微生物扮演更加重要的角色。