華北落葉松與闊葉樹種混合凋落葉分解過程中養(yǎng)分和細(xì)菌群落變化

李雪,王淳,王靜,程瑞明,趙金滿,韓馨悅,張志東

(1河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，河北 保定 071000；2河北省林木種質(zhì)資源與森林保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北 保定 071000)

凋落葉是林木生長(zhǎng)發(fā)育過程的代謝產(chǎn)物，是林地有機(jī)質(zhì)的主要來源。凋落葉分解對(duì)于維持土壤肥力、植物生長(zhǎng)和生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)等具有重要作用[1]。凋落葉分解為物理過程和生物化學(xué)過程[2-3]。分解初期，受淋溶作用的影響，氮、磷等元素快速損失，淋溶作用主要是將有機(jī)鹽、蛋白質(zhì)等可溶性物質(zhì)釋放出來，對(duì)于木質(zhì)素等難溶解的物質(zhì)影響不大。微生物能夠直接參與凋落葉的分解過程，如氧化、氨化、固氮等過程。凋落葉的碳、氮、磷等養(yǎng)分元素給微生物提供食物，微生物的代謝活動(dòng)反過來會(huì)影響凋落葉的分解。在微生物參與的分解階段，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素難以滿足微生物的需要，因此，微生物會(huì)固定氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素[4]。微生物的群落結(jié)構(gòu)會(huì)隨著分解時(shí)間的變化而改變[5]。易分解的物質(zhì)在分解初期被大量分解，微生物可利用的物質(zhì)減少，從而引起微生物群落結(jié)構(gòu)的變化[6]。也有研究表明氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的積累也可能與物理吸附有關(guān)[7]。

由于自身“基質(zhì)質(zhì)量”的影響，針葉樹種分解速率較慢。因此，采取有效措施提高凋落葉分解速率對(duì)于養(yǎng)分循環(huán)具有重要意義。研究表明，一種凋落葉的分解會(huì)受另外一種凋落葉的影響，存在混合效應(yīng)[8]。與針葉凋落物相比，針闊混交能夠加快分解速率；也有研究得出針闊混交未起到促進(jìn)作用[9-10]。目前，混合凋落葉對(duì)于分解的影響尚無定論[11]。

華北落葉松(Larixprincips-rupprechtii)是華北地區(qū)主要的速生用材林，在水土保持、涵養(yǎng)水源和防風(fēng)固沙等方面發(fā)揮著極其重要的作用。塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)營(yíng)造了大面積的華北落葉松人工林[12]。白樺和蒙古櫟是華北落葉松人工林的常見混交樹種。本研究以塞罕壩地區(qū)華北落葉松、白樺(Betulaplatyphylla)和蒙古櫟(Quercusmongolica)凋落葉為研究對(duì)象，采用凋落物分解袋法，研究分解過程中凋落葉養(yǎng)分和細(xì)菌群落動(dòng)態(tài)變化及其相關(guān)性，為華北落葉松人工林樹種混交和科學(xué)管理提供理論依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于河北省北部，冀蒙交界地(E 116°51′～117°39′，N 42 °02 ′～42 °36 ′ )，屬于陰山余脈、大興安嶺余脈和內(nèi)蒙草高原交錯(cuò)地區(qū),是冀北地區(qū)森林-草原和干旱-半干旱交錯(cuò)帶。海拔1 010～1 939.9 m，地勢(shì)較平坦，地形以曼甸和丘陵為主。該地區(qū)是典型的半干旱半濕潤(rùn)寒溫帶大陸季風(fēng)氣候，年均溫-1.3 ℃，年均最高氣溫33.4 ℃，年均最低氣溫-43.3 ℃。年均降水量460 mm,年均大風(fēng)日數(shù)53 d，年均無霜期64 d。土壤類型以森林土和棕壤土為主。針葉樹種以華北落葉松、樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)、云杉(Piceaasperata)為主，闊葉樹種以白樺和蒙古櫟為主。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

華北落葉松人工林基本情況，見表1。

表1 華北落葉松人工林基本情況Table 1 Condition of sample plots

由表1可知，本試驗(yàn)選擇的3塊落葉松人工林標(biāo)準(zhǔn)地基本信息，標(biāo)準(zhǔn)地大小為30 m×20 m。2017年10月收集華北落葉松、白樺和蒙古櫟凋落葉，帶回試驗(yàn)基地風(fēng)干，去除雜質(zhì)后備用。凋落葉設(shè)置4個(gè)處理：純?nèi)A北落葉松；華北落葉松×白樺(1∶1)；華北落葉松×蒙古櫟凋落葉(1∶1)；華北落葉松×白樺×蒙古櫟凋落葉(1∶1∶1)。按4個(gè)處理分別稱取24 g凋落葉裝入分解袋(網(wǎng)眼孔徑1 mm，規(guī)格30 cm×20 cm)。在每個(gè)樣地中心位置設(shè)4個(gè)埋放點(diǎn)(分別對(duì)應(yīng)4個(gè)處理)，各埋放點(diǎn)間隔1 m，每個(gè)處理埋放6袋，共計(jì)72袋。埋放時(shí)去除林地上層凋落物，埋放深度與凋落物層齊平，使之與腐殖質(zhì)層充分接觸，之后將少量凋落物覆蓋在擺放好的凋落葉袋上，避免雨水沖刷以及意外丟失。

2017年10月埋袋前每種處理各留3袋用作初始養(yǎng)分分析。2018、2019年的5、7、9月份取回凋落葉袋，每次取樣分別在3塊樣地中收集4種處理的樣品，不同處理的測(cè)量結(jié)果取3塊相同林齡樣地的平均值。取樣時(shí)要注意去除分解袋上附著的雜物，將分解袋帶回實(shí)驗(yàn)室，分為2部分，一部分置于80 ℃烘箱內(nèi)烘干48 h至恒重并記錄，用于養(yǎng)分含量測(cè)定；另外一部分置于-80 ℃超低溫冰箱內(nèi)，用于微生物群落結(jié)構(gòu)測(cè)定。

1.3 凋落葉化學(xué)性質(zhì)測(cè)定

根據(jù)《土壤農(nóng)化分析》，凋落葉全碳含量采用氧化法測(cè)定；全氮含量采用半微量凱式定氮法測(cè)定；全磷含量采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定；全鉀含量采用火焰光度計(jì)測(cè)定；pH采用pH計(jì)測(cè)定。

1.4 細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)測(cè)定

采用CTAB方法對(duì)樣品的DNA進(jìn)行提取，之后使用無菌水將樣本稀釋至1 g/μl。使用帶Barcode的特異引物和高效高保真酶進(jìn)行PCR。采用OTU聚類分析和物種分類學(xué)分析來確定樣本細(xì)菌在門水平上的群落組成。

1.5 數(shù)據(jù)分析

凋落葉養(yǎng)分釋放率計(jì)算式：

Rt=(M0C0-MtCt)/M0C0×100%

(1)

式中：M0表示凋落葉初始干重(g)；Mt表示凋落葉分解t時(shí)間后剩余干重(g)；C0表示凋落葉初始養(yǎng)分含量；Ct表示凋落葉分解t時(shí)間后的養(yǎng)分含量。

Shannon指數(shù)計(jì)算公式：

(2)

式中，Sobs是觀測(cè)的OTU數(shù)，F(xiàn)i是序列數(shù)為i的OTU數(shù)目，N是序列數(shù)目的和。

Simpson指數(shù)計(jì)算公式：

(3)

其中，Sobs是觀測(cè)的OTU數(shù)，F(xiàn)i是序列數(shù)為i的OTU數(shù)目，N是序列數(shù)目的和。

Chao1指數(shù)計(jì)算公式:

(4)

式中，Sobs表示樣本中觀察到物種數(shù)目，即實(shí)際OTU數(shù)；F1表示僅有1條read的OTU數(shù)；F2表示僅有2條read的OTU數(shù)。

ACE指數(shù)計(jì)算公式：

(5)

式中，Srare是小于等于“abound”條序列的OTU數(shù)目，Sabound為大于“abound”條序列的OTU數(shù)目，CACE是樣本豐富度預(yù)測(cè)值，F(xiàn)1是序列數(shù)為1的OTU數(shù)目，γACE是稀有OTU的預(yù)測(cè)變異系數(shù)。

采用SPSS 21.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。凋落葉養(yǎng)分含量顯著性檢驗(yàn)采用單因素方差分析(ANOVA) 和最小顯著差異法(LSD)，顯著性水平設(shè)定為 α = 0.05。

利用 Uparse 軟件對(duì)所有細(xì)菌樣品進(jìn)行聚類。采用Mothur方法進(jìn)行物種注釋分析，獲得分類學(xué)信息并在門分類水平上統(tǒng)計(jì)各樣本的細(xì)菌群落組成。使用Qiime軟件計(jì)算Shannon，Simpson，Chao1和ACE等多樣性指數(shù)，并用Origin軟件作圖。采取R軟件的 Vegan 軟件包中的冗余分析(Redundancy analysis, RDA)解釋凋落葉養(yǎng)分與細(xì)菌群落之間的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 凋落葉養(yǎng)分含量變化

不同混合凋落葉養(yǎng)分含量，見圖1。

圖1 不同混合凋落葉土壤養(yǎng)分變化Figure 1 Changes of soil nutrients in different mixed litters注：L是華北落葉松；LB是華北落葉松+白樺；LQ是華北落葉松+蒙古櫟 ；LBQ是華北落葉松+白樺+蒙古櫟；下同。不同小寫字母代表相同時(shí)間不同處理之間存在顯著性差距(P<0.05)。

由圖1可知，不同處理凋落葉的C含量整體上呈緩慢下降趨勢(shì)；分解300 d時(shí)，LQ的C含量顯著低于LBQ；分解360 d、600 d、660 d和720 d時(shí)，L的C含量高于LB、LQ和LBQ。不同處理的N含量隨分解時(shí)間均呈上升趨勢(shì)；L的初始N含量顯著高于其他處理；分解600 d、660 d和720 d時(shí)，L的N含量低于其他混合凋落物葉。不同處理的P含量隨時(shí)間變化呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，各處理間無顯著差異。各處理的K含量整體呈波動(dòng)下降趨勢(shì)；L和LB的初始K含量顯著高于LQ和LBQ；分解240 d，LB的K含量顯著高于其他處理。其他時(shí)期各處理間K含量無顯著差異。從整體上看，各處理的凋落葉pH呈先降低后上升的趨勢(shì)；不同處理的初始pH有顯著差異,L的初始pH顯著低于其他混合凋落葉。分解240 d，各處理差異不顯著；分解300 d、360 d、600 d、660 d和720 d，L的pH顯著低于其他混合凋落葉。

2.2 養(yǎng)分釋放率

不同混合凋落葉養(yǎng)分釋放率，見圖2。

圖2 不同混合凋落葉養(yǎng)分釋放率隨分解時(shí)間的變化Figure 2 Change of nutrient release rate of different mixed litters during decomposition time

由圖2可知，凋落葉分解過程中，凋落葉C、N、K釋放率為正值，表現(xiàn)為直接釋放狀態(tài)；P釋放率隨分解時(shí)間表現(xiàn)為正-負(fù)-正，表現(xiàn)為淋溶-富集-釋放狀態(tài)。分解720 d時(shí)，凋落葉C釋放率大小順序?yàn)長(zhǎng)BQ>LB>LQ>L；N釋放率為L(zhǎng)>LQ>LB>LBQ；P釋放率為L(zhǎng)>LBQ>LQ>LB；K釋放率為L(zhǎng)BQ>LB>LQ>L。

2.3 細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化

不同混合凋落葉細(xì)菌優(yōu)勢(shì)群落組成隨時(shí)間的變化,見表2。

表2 不同混合凋落葉細(xì)菌優(yōu)勢(shì)群落組成隨時(shí)間的變化Table 2 Changes of bacterial dominant community composition in different mixed litters with decomposition time

由表2可知，在凋落物分解過程中，變形菌門(39.83%～77.16%)、藍(lán)細(xì)菌門(0.17%～25.92%)、擬桿菌門(3.95%～23.88%)和放線菌門(1.64%～15.20%)是優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門。微生物群落結(jié)構(gòu)的變化主要是由優(yōu)勢(shì)菌的變化引起[13]。因此本研究只對(duì)凋落葉優(yōu)勢(shì)細(xì)菌進(jìn)行分析，對(duì)于4種凋落葉來說，不同分解時(shí)間的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門存在顯著差異。在L處理中，隨分解時(shí)間增加，變形菌門相對(duì)豐度呈下降趨勢(shì)，240 d、300 d、360 d的變形菌門相對(duì)豐度顯著高于720 d；藍(lán)細(xì)菌門相對(duì)豐度隨分解時(shí)間增加呈下降趨勢(shì)，240 d的藍(lán)細(xì)菌門相對(duì)豐度顯著高于其他分解時(shí)間；擬桿菌門相對(duì)豐度呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，600 d和720 d擬桿菌門相對(duì)豐度顯著高于240 d；放線菌門相對(duì)豐度呈上升趨勢(shì),600 d、660 d和720 d的放線菌門相對(duì)豐度顯著高于240 d、300 d和360 d。在LB處理中，變形菌門相對(duì)豐度隨林齡的增加波動(dòng)性降低，240 d的變形菌門相對(duì)豐度顯著高于720 d；240 d的藍(lán)細(xì)菌相對(duì)豐度顯著高于720 d；擬桿菌門相對(duì)豐度先升高后降低，分解300 d達(dá)到最大值；放線菌門相對(duì)豐度波動(dòng)性上升，720 d達(dá)到最大值。在LQ處理中，變形菌門相對(duì)豐度呈下降趨勢(shì)；藍(lán)細(xì)菌門相對(duì)豐度波動(dòng)下降，分解240 d相對(duì)豐度最高；擬桿菌門相對(duì)豐度隨分解時(shí)間的增加先升高后降低，分解300 d達(dá)到最大值；放線菌門相對(duì)豐度波動(dòng)性上升，720 d達(dá)到最大值。在LBQ處理中，變形菌門和藍(lán)細(xì)菌門相對(duì)豐度呈下降趨勢(shì)，240 d二者的相對(duì)豐度顯著高于其他分解時(shí)間；隨時(shí)間增加擬桿菌門相對(duì)豐度呈先升后降的趨勢(shì)，600 d達(dá)到最大值。放線菌門相對(duì)豐度隨時(shí)間的增加而上升，720 d達(dá)到最大值。

對(duì)于不同處理的混合凋落葉來說，240 d和600 d不同處理的4種優(yōu)勢(shì)菌沒有顯著差異；300 d和360 d不同處理的變形菌門、藍(lán)細(xì)菌門和放線菌門相對(duì)豐度沒有顯著差異，LB的擬桿菌門相對(duì)豐度顯著高于L；660 d的LQ的擬桿菌門相對(duì)豐度顯著高于L、LB和LBQ；720 d不同處理的藍(lán)細(xì)菌門和放線菌門相對(duì)豐度沒有顯著差異，LQ的變形菌門相對(duì)豐度顯著高于L、LB和LBQ ,L的擬桿菌相對(duì)豐度顯著高于LB和LBQ。

2.4 細(xì)菌多樣性差異

不同混合凋落葉細(xì)菌多樣性指數(shù)，見表3。

表3 不同混合凋落葉細(xì)菌多樣性指數(shù)Table 3 Diversity index of bacteria in different mixed leaf litter

表3(續(xù))

由表3可知，對(duì)于4種處理的凋落葉來說，不同分解時(shí)間的細(xì)菌多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)存在顯著差異。其中Shannon和Simpson指數(shù)均隨分解時(shí)間的增加呈上升趨勢(shì)，在720 d達(dá)到最大值。Chao1和ACE指數(shù)隨分解時(shí)間的增加呈波動(dòng)性增加，L在360 d達(dá)到最大值；LB和LQ在720 d達(dá)到最大值； LBQ在360 d和720 d達(dá)到最大值。分解600 d、660 d、720 d時(shí)，混合凋落物(LB、LQ和LBQ)的Chao1和ACE指數(shù)均大于L，在720 d時(shí)，存在顯著差異。

2.5 細(xì)菌群落與養(yǎng)分的關(guān)系

凋落葉細(xì)菌群落與養(yǎng)分的相關(guān)系數(shù)，見表4。

表4 凋落葉細(xì)菌與養(yǎng)分的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficient between litter bacteria and nutrients

由表4可知，凋落葉C含量與放線菌門呈極顯著負(fù)相關(guān)；凋落葉N含量與變形菌門和藍(lán)細(xì)菌門呈極顯著負(fù)相關(guān)，與放線菌門呈極顯著正相關(guān)；凋落葉P含量與擬桿菌門呈顯著正相關(guān)；K含量與放線菌門呈顯著負(fù)相關(guān)；凋落葉pH與變形菌門和藍(lán)細(xì)菌門呈極顯著負(fù)相關(guān)，與擬桿菌門和放線菌門呈極顯著正相關(guān)。N和pH均與Shannon、Simpson、Chao1和ACE多樣性指數(shù)呈極顯著正相關(guān)；P、Chao1和ACE呈極顯著正相關(guān)；K與Shannon指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。

3 討論

3.1 混合凋落葉對(duì)養(yǎng)分含量和養(yǎng)分釋放的影響

凋落葉分解過程中養(yǎng)分元素會(huì)發(fā)生變化，其元素遷移模式公認(rèn)有3種：(1)淋溶-富集-釋放；(2)富集-釋放；(3)直接釋放[14]。各處理凋落葉中C、N、K呈直接釋放狀態(tài)，P呈淋溶-富集-釋放狀態(tài)，這與已有研究結(jié)果相似[15]。根據(jù)本課題組對(duì)20年華北落葉松人工林凋落葉的養(yǎng)分釋放率發(fā)現(xiàn)，與本試驗(yàn)結(jié)果相比，華北落葉松及其混合凋落葉的C和N釋放率均相對(duì)較高，可能是由于林齡不同導(dǎo)致[16]。凋落葉分解是以C元素為主導(dǎo)的物質(zhì)循環(huán)過程。C組成了植物體內(nèi)大部分的干物質(zhì)，以碳水化合物形式存在，在淋溶作用下，C呈凈釋放[17]。經(jīng)過720 d的分解，C含量整體上呈下降趨勢(shì)。分解360 d后，與混合凋落葉相比，L的C含量維持在相對(duì)較高的水平且C的釋放率較低，說明受混合凋落葉的影響，C含量釋放加快，混和凋落葉對(duì)C的釋放有促進(jìn)作用，與已有研究結(jié)果相似[18]。N是組成蛋白質(zhì)和氨基酸的基本元素，微生物可以通過氨化和硝化作用將凋落葉中的N轉(zhuǎn)化為植物可以吸收的離子狀態(tài)。N含量雖表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，但為直接釋放模式，這與許多研究結(jié)果產(chǎn)生差異；可能存在以下原因，凋落葉分解過程中N元素固定與釋放的模式與凋落葉初始N含量有關(guān)，養(yǎng)分釋放是養(yǎng)分含量和凋落葉干質(zhì)量共同作用的結(jié)果[19-20]。本研究中初始N含量較高，導(dǎo)致N為直接釋放模式；P是組成植物遺傳物質(zhì)的重要元素，P的累積和釋放與P含量密切相關(guān)。分解初期，P呈現(xiàn)淋溶狀態(tài)，P元素含量下降。分解過程中，P作為限制微生物生長(zhǎng)的養(yǎng)分元素而被固定，因此P表現(xiàn)為富集狀態(tài)。當(dāng)P含量升高到不在限制微生物生長(zhǎng)時(shí)會(huì)被微生物礦化，導(dǎo)致P元素被釋放；K在植物體內(nèi)多以離子形式存在，易受到淋溶作用呈釋放狀態(tài)，各處理的K含量整體上呈下降趨勢(shì)；LB、LQ和LBQ的pH呈緩慢增加的趨勢(shì)，L則相反。凋落葉在微生物的分解作用下，產(chǎn)生富里酸水溶液，凋落葉呈酸性[21]。凋落葉含鹽基、灰分較多，對(duì)酸性物質(zhì)起到一定的中和作用，導(dǎo)致土壤pH先降低再緩慢增加。L的pH顯著低于LB、LQ和LBQ，說明凋落葉混合能夠改善凋落葉分解過程中的酸化程度。

3.2 細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化特征

相關(guān)研究表明，在分解過程中，凋落葉營(yíng)養(yǎng)元素和微環(huán)境的變化會(huì)引起微生物群落結(jié)構(gòu)的改變[22]。分解初期，土壤優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門為放線菌門、藍(lán)細(xì)菌門、擬桿菌門和放線菌門。分解中后期,土壤優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門為放線菌門、擬桿菌門和放線菌門，藍(lán)細(xì)菌門相對(duì)豐度顯著降低，說明分解過程中細(xì)菌群落發(fā)生了演替[23]。分解前期，不同處理的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門無顯著差異；從分解300 d開始，不同混合凋落物的變形菌門和擬桿菌門相對(duì)豐度差異顯著。隨著分解時(shí)間增加，不同混合凋落葉的變形菌門和藍(lán)細(xì)菌門相對(duì)豐度均減少；凋落葉的放線菌門相對(duì)豐度均呈上升趨勢(shì)。L的擬桿菌門相對(duì)豐度呈波動(dòng)性上升趨勢(shì)，LB、LQ和LBQ的擬桿菌門相對(duì)豐度呈先升高后降低，產(chǎn)生該差異的原因可能是由于細(xì)菌作為異養(yǎng)生物，擬桿菌門能夠直接參與木質(zhì)纖維素的降解[24]。不同細(xì)菌群落對(duì)養(yǎng)分和環(huán)境的需求不同，從而產(chǎn)生了不同的生長(zhǎng)策略，導(dǎo)致細(xì)菌群落隨分解時(shí)間的變化響應(yīng)不同[25]。分解過程中，不同混合凋落葉的細(xì)菌多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這是因?yàn)殡S著凋落物分解，C、N、K等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量釋放，供給微生物生長(zhǎng)，導(dǎo)致細(xì)菌群落多樣性和豐富度增加[26]。有研究表明，細(xì)菌在凋落葉分解后期起主要作用[27]。分解過程中，LB、LQ和LBQ的細(xì)菌群落豐富度指數(shù)高于L,可能是因?yàn)榛旌系蚵湮餅榧?xì)菌群落提供的分解底物種類也越多，有利于多種不同類型的細(xì)菌群落的生長(zhǎng)，最終使得LB、LQ和LBQ的細(xì)菌豐富度高于L[28]。

3.3 凋落葉微生物與養(yǎng)分的關(guān)系

養(yǎng)分是微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)條件，養(yǎng)分的變化影響微生物的群落結(jié)構(gòu)。有研究表明，pH和全氮對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)有重要影響，與本研究結(jié)果一致[29]。pH與優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門(變形菌門、藍(lán)細(xì)菌門、擬桿菌門和放線菌門)、細(xì)菌多樣性指數(shù)均存在顯著相關(guān)，對(duì)細(xì)菌群落影響較大；凋落葉為細(xì)菌生長(zhǎng)提供氮源，N通常在凋落葉分解過程中成為限制因素，影響微生物的群落變化[30]。在本研究中N與優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門(變形菌門、藍(lán)細(xì)菌門和放線菌門)、細(xì)菌多樣性指數(shù)均存在顯著相關(guān)。pH和N可能是限制細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和凋落葉分解的主要因素。

4 結(jié)論

在凋落葉720 d的分解過程中，不同混合凋落葉養(yǎng)分變化趨勢(shì)一致，N和P含量整體上呈上升趨勢(shì)，C和K含量變化趨勢(shì)則相反，pH呈先下降后上升趨勢(shì)?；旌系蚵淙~(LB、LQ和LBQ)的C和K釋放率均高于華北落葉松凋落葉，N和P釋放率則相反。華北落葉松凋落葉pH顯著低于混合凋落葉(LB、LQ和LBQ)。C、N、K為直接釋放狀態(tài)，P為淋溶-富集-釋放狀態(tài)。華北落葉松、白樺和蒙古櫟凋落葉混合分解可以促進(jìn)華北落葉松凋落葉中C的釋放，但對(duì)N的釋放有一定的抑制作用。凋落葉分解初期，不同處理凋落葉的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門為變形菌門、藍(lán)細(xì)菌門、擬桿菌門和放線菌門；分解300 d后，優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門為變形菌門、擬桿菌門和放線菌門。在凋落物分解過程中，變形菌門和藍(lán)細(xì)菌門相對(duì)豐度降低，擬桿菌門和放線菌門相對(duì)豐度升高。對(duì)于4種處理的凋落葉來說，不同分解時(shí)間的細(xì)菌多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)存在顯著差異。細(xì)菌多樣性指數(shù)和豐富度呈上升趨勢(shì)。凋落葉C含量與放線菌門呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；pH和N含量與細(xì)菌多樣性指數(shù)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，P與Chao1和ACE存在極顯著正相關(guān)(P<0.01)；K與Shannon指數(shù)存在顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。華北落葉松、白樺和蒙古櫟凋落葉混合可以提高部分C釋放率，改善凋落葉酸堿度，提高分解過程中細(xì)菌多樣性。