全 文 ：林业科技开发 2012 年第 26 卷第 5 期 59
doi:10． 3969 / j． issn． 1000－8101． 2012． 05． 015
灰木莲人工林地土壤微生物及酶活性分析
韦善华1，吕成群2，黄宝灵2，王冠玉2，秦武明2，吴敏坤1
(1． 广西国有高峰林场，南宁 530001;2． 广西大学)
摘 要:对广西现代林业科技园优良树种展示区的灰木莲 8 年生(G1)和灰木莲 45 年生(G2)的 0 ～ 20cm土层一
年四季的微生物数量及土壤酶活性进行分析。结果表明:灰木莲幼林(G1)与成熟林(G2)的林地土壤微生物和土
壤酶有明显的差异。微生物总量和细菌数量的季节变化，G1 均为夏 ＞冬 ＞秋 ＞春，而 G2 是秋 ＞冬 ＞夏 ＞春。真
菌数量上无论是 G1 或 G2 均是秋季最多而冬季最少。放线菌数量的季节变化是，G1:春季 ＞冬季 ＞秋季 ＞夏季，
G2:冬季 ＞春季 ＞秋季 ＞夏季。对两种林地不同季节的微生物而言，春秋冬季的细菌 ＞放线菌 ＞真菌，夏季则是细
菌 ＞真菌 ＞放线菌。土壤蛋白酶活性表现为:G1，春 ＞夏 ＞秋 ＞冬;G2，秋 ＞春 ＞夏 ＞冬，而 G1 和 G2 的过氧化氢
酶活性均是冬 ＞夏 ＞秋 ＞春。
关键词:灰木莲;土壤微生物;土壤酶;幼龄林;成熟林
An analysis on amount of soil microbes and enzyme activities under plantation of Manglietia glauca∥
WEI Shan-hua，L Cheng-qun，HUANG Bao-ling，WANG Guan-yu，QIN Wu-ming，WU Min-kun
Abstract:This research aimed to analyze the amount of soil microbes and enzyme activities in 0 ～ 20 cm soil layer of Man-
glietia glauca plantation including a 8-year-old Manglietia glauca forest (G1)and a 45-year-old Manglietia glauca forest
(G2)exhibited in Guangxi modern forest science and technology exhibition area． The results showed that the young stand
(G1)differed obviously from mature stand (G2)in amount of soil microbes and enzyme activities ． The seasonal changing
pattern in amount of soil microbes and bacteria of G1 and G2 was summer ＞ winter ＞ autumn ＞ spring and autumn ＞ winter ＞
summer ＞ spring respectively． Whatever G1 or G2，the fungi amount of G1 and G2 was the highest in autumn and the low-
est in winter． The seasonal changing pattern in amount of actinomycetes of G1 was spring ＞ winter ＞ autumn ＞ summer and
G2 was winter ＞ spring ＞ autumn ＞ summer． The amount of soil microbes in two forests was bacteria ＞ actinomycetes ＞ fungi
in spring，autumn and winter，and bacteria ＞ fungi ＞ actinomycetes in summer． The soil protease activity was spring ＞ sum-
mer ＞ autumn ＞ winter in G1 forest and autumn ＞ spring ＞ summer ＞ winter in G2 forest ． The soil catalase activity was win-
ter ＞ summer ＞ autumn ＞ spring in both G1 and G2 forests．
Key words:Manglietia glauca;soil microbes;soil enzyme;young stand;mature stand
First author’s address:Guangxi Gaofeng Forestry Farm，Nanning 530001，China
收稿日期:2012－04－20 修回日期:2012－05－28
基金项目:广西自然科学基金(编号:2012jjAA30094) ;广西高峰林场
横向课题。
第一作者简介:韦善华(1968 －) ，男，高级工程师，从事森林培育和
林业管理研究。E-mail:luchengqun8@ 126． com
近年来，人们对杉木、桉树、杨树、相思树、以及松
树等人工林的土壤微生物季节动态、不同类型微生物
数量以及种群动态变化等进行了研究［1－5］。在这些
研究结果中，虽然不同的人工林土壤微生物丰富性和
多样性有差异，数量差别也很大，但都反映它们对林
分组成、植物营养的转化、土壤发展趋势、理化性质的
影响十分重要。细菌、放线菌、真菌在土壤中的数量
可以体现土壤肥力，是土壤肥力状况的评价指标之
一。土壤微生物数量不仅影响土壤的生物化学活性
及土壤养分的组成与转化，也是土壤中生物活性的具
体体现，是维持和恢复林地生产力的重要因素。
土壤酶在有机质转化、能量代谢、营养元素循环
等过程中发挥着重要作用。一般而言，微生物三大类
群细菌、真菌和放线菌的数量、分布与土壤酶活性有
密切的关系。土壤酶活性在土壤生态系统的监测和
研究中反映土壤微生物群落的代谢状况。土壤微生
物和土壤酶对林木生长起着重要的作用，是植物营养
元素的活性库。目前关于森林土壤酶活性的研究内
容不仅涉及土壤酶与土壤微生物的关系，而且还包括
了土壤酶与其他肥力因子的关系 、植物多样性对土
壤酶活性的影响、森林不同演替阶段土壤酶活性的变
化和不同林分密度土壤酶活性的研究［6］等方面。
灰木莲 (Manglietia glauca)属木兰科常绿阔叶
大乔木，原产越南、印度尼西亚等地，树干通直，高大
挺拔，树形优美，材质优良，抗性强且生长快。在原产
地优越的立地条件下，20 年生灰木莲，树高可达 25
m，胸径 50 ～ 60 cm，树高年生长量高达 80 ～ 100 cm，
是越南北部山区的主要造林树种。灰木莲在我国无
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 应用研究
60 林业科技开发 2012 年第 26 卷第 5 期
自然分布，广西国有高峰林场于 20 世纪 60 年代引种
栽培，45 年生的灰木莲人工林林分平均树高、胸径、
材积分别为 22. 8 m、23. 13 cm、0. 53 668 m3 /株，为该
场成功引种的外来珍贵优良树种之一。王冠玉等［7］
曾对该引种栽培的灰木莲等 5 种林地春季土壤微生
物数量及酶活性进行了初步分析。本项目将进一步
研究该引种栽培的灰木莲幼林林地与成熟林地土壤
微生物和酶活性一年四季的动态变化，以更好地了解
灰木莲林分土壤中能量和营养元素的流动规律，为制
定相应的营林措施提供参考，同时亦可为探讨森林生
态系统的结构与功能提供科学依据。
1 材料与方法
1． 1 试验地概况
试验地位于广西南宁市高峰林场“广西现代林
业科技园———优良树种展示区”内，该地区属南亚热
带季风气候，夏长冬短，热量丰富，雨量充沛。年平
均温度 21． 8℃，年平均降雨量 1 200 ～ 1 500 mm，降
雨多集中在 5—9 月，海拔高度约 200 m，坡度 25 ～
28°，东南坡，土壤类型为砂页岩发育形成的赤红壤，
土壤厚度在 80 cm 以上。林下草本植物主要有五节
芒、铁芒箕、蔓生莠竹等，灌木以越南悬钩子、毛桐和
杜茎山等为主。
1． 2 采样方法
分别在 8年生灰木莲幼林地(G1)和 45 年生灰木
莲成林地(G2)的 0 ～ 20 cm土层采样，2010 年春季(3
月)、夏季(6 月)、秋季(9 月)和冬季(12 月)各采集 1
次。每种林地分上坡、中坡、下坡各取 5 个样点，混匀
后用四分法留足土样，用于微生物和土壤酶分析。
1． 3 样品测定方法
真菌、细菌、放线菌培养方法参照微生物实验法，
蛋白酶、过氧化氢酶活性测定方法分别参照土壤酶活
性测定方法［8－9］。
1． 4 数据分析
测定结果采用 SPSS软件进行分析。
2 结果与分析
2． 1 灰木莲幼林和成林林地土壤微生物数量比较
对灰木莲幼林(8 年生)林地 G1 和灰木莲成林
(45 年生)林地 G2 一年四季的细菌、真菌、放线菌及
微生物总量测定统计结果见表 1，并对统计结果进行
单因素方差分析。
从表 1 可见，微生物总量和细菌数量有相似的变
化动态，8 年生灰木莲(G1)都是夏季 ＞冬季 ＞秋季
＞春季，45 年生灰木莲(G2)是秋季 ＞冬季 ＞夏季 ＞
春季。真菌数量中，G1:秋季 ＞夏季 ＞春季 ＞冬季;
G2:秋季 ＞ 春季 ＞ 夏季 ＞ 冬季。放线菌数量则是，
G1:春季 ＞冬季 ＞秋季 ＞夏季;G2:冬季 ＞春季 ＞秋
季 ＞夏季。
表 1 灰木莲幼林(8 年生)和成林(45 年生)一年
四季土壤微生物数量统计 /(107 个·g － 1)
季节 林地类型 细菌 真菌 放线菌 微生物总量
春季
G1
G2
5 319． 00
3 040． 00
31． 83
39． 00
255． 00
334． 00
5 605． 83
3 413． 00
夏季
G1
G2
34 154． 67
18 149． 67
64． 18
37． 76
29． 63
10． 40
34 248． 48
18 197． 75
秋季
G1
G2
15 850． 00
50 760． 00
83． 43
111． 50
101． 67
155． 89
16 035． 10
51 027． 39
冬季
G1
G2
21 769． 67
18 640． 00
10． 53
24． 56
113． 17
1 317． 22
21 893． 36
19 981． 78
两种林地微生物总量则是，春、夏和冬季幼林地
G1 ＞成林地 G2，秋季成林地 G2 ＞幼林地 G1。进一
步比较不同季节微生物类群数量的变化，春、秋和冬
季两种林地都是细菌 ＞放线菌 ＞真菌，夏季则是细菌
＞真菌 ＞放线菌。
用 SPSS软件比较分析，春、夏、秋、冬四季的 8 年
生灰木莲(G1)和 45 年生灰木莲(G2)两种林地的细
菌、真菌、放线菌、微生物总量在一年四季里均不存在
显著差异。
2． 2 灰木莲幼林和成林林地土壤酶活性比较
灰木莲幼林(8 年生)林地 G1 和成林(45 年生)
林地 G2 一年四季的土壤蛋白酶和过氧化氢酶活性
动态变化情况见图 1 和图 2。
图 1 灰木莲幼林(G1)和成林(G2)林地一年四季土壤蛋白酶和过氧化氢酶活性比较
应用研究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2012 年第 26 卷第 5 期 61
从图 1 可见，在一年四季里，45 年生灰木莲成林
(G2)林地土壤的蛋白酶活性均比 8 年生灰木莲幼林
(G1)的强，且明显出现春季和秋季两个高峰。而在
图 2 中，45 年生灰木莲成林地(G2)土壤的过氧化氢
酶活性在春、夏、秋季高于 8 年生灰木莲幼林(G1) ，
但在冬季却略低于 8 年生灰木莲幼林(G1)。
由图 1 ～ 2 还可以看出，两林地的过氧化氢酶活
性在一年四季的变化都是冬 ＞夏 ＞秋 ＞春。而两林
地的土壤蛋白酶活性的季节变化则不同，G1 是春 ＞
夏 ＞秋 ＞冬，G2 是秋 ＞春 ＞夏 ＞冬。
对两种林地土壤酶活性进行单因素方差分析可
知，两林地的蛋白酶活性差异在春季达极显著水平，
在秋季达显著水平;而过氧化氢酶活性在夏季差异显
著(表 2)。对上述结果进行多重比较分析，进一步验
证了这种差异的显著性。
表 2 灰木莲幼林地(8年生)和成林地(45年生)
一年四季土壤酶单因素方差分析
季节 土壤酶 平均值 标准差 自由度 T值 P
春季
蛋白酶
G1 26． 65 1． 832 22
4 － 7． 540 0． 002＊＊G2 45． 81 3． 982 55
过氧化 G1 255． 44 92． 618 35
4 － 0． 486 0． 652
氢酶 G2 353． 33 126． 467 07
夏季
蛋白酶
G1 24． 86 4． 758 57
4 － 1． 342 0． 251
G2 28． 83 1． 891 45
过氧化 G1 1 087． 89 196． 930 14
4 － 3． 336 0． 029*
氢酶 G2 1 660． 00 228． 546 13
秋季
蛋白酶
G1 13． 23 4． 0129 0
4 － 3． 467 0． 026*G2 46． 12 11． 383 54
过氧化 G1 673． 33 140． 987 00
4 － 1． 187 0． 301
氢酶 G2 837． 78 194． 276 99
冬季
蛋白酶
G1 6． 92 2． 016 33
4 － 2． 761 0． 051
G2 12． 73 3． 038 03
过氧化 G1 3 093． 33 969． 144 79
4 0． 288 0． 788
氢酶 G2 2 912． 22 496． 456 44
3 讨 论
8 年生灰木莲(G1)和 45 年生灰木莲(G2)两种
林地的细菌、真菌、放线菌、微生物总量在春、夏、秋、
冬四季尽管数量上有差异，但均不显著。在春、夏和
冬季，处于成熟的 45 年生灰木莲林地(G2)的土壤细
菌和微生物总量少于 8 年生的灰木莲林地(G1) ，这
与钟慕尧等［10］、薛立等［11］的研究结果:林龄越大，枯
枝落叶越丰富，有机质积累多，林下微生物数量越多
的规律不相符合。而在秋天，45 年生灰木莲(G2)无
论是细菌、真菌、放线菌，还是微生物总量都远远高于
8 年生灰木莲(G1) ，则与钟慕尧等［10］、薛立等［11］的
研究结果相一致。究其原因，45 年生灰木莲成熟林
地(G2)的土壤腐殖质、土壤养分、土壤有机碳、全氮
含量储存要高于 8 年生灰木莲幼林地(G1) ，这是影
响微生物数量的重要因素。但试验区的土壤湿热条
件也会影响微生物的数量，春冬季温度较低导致微生
物数量降低，而在华南地区的夏季降雨量多，雨季时
间长，长期处于水分饱和状态的土壤缺乏氧气，微生
物生长会受到严重影响，这时，温度和雨水是影响微
生物数量的主导因素。南方的秋季温度仍然较高，虽
然降雨量较少，但 45 年生灰木莲成林地(G2)的枯枝
落叶和腐殖质都比 G1 丰富，使土壤能保持较高的相
对湿度，因此有利于微生物的繁殖和生长。由此表
明，林地的枯枝落叶、腐殖质含量与季节的湿热条件
是影响土壤微生物数量的两个相辅相成的因素。45
年生灰木莲(G2)土壤微生物数量是秋季 ＞冬季 ＞夏
季 ＞春季的明显季节变化结果也佐证了笔者以上的
分析。
土壤中所进行的一切生物和化学过程都要有酶
的参与才能完成，作为土壤的重要组成部分，土壤酶
活性一直是国内外研究的热点和重点［12］。温度、湿
度等因素外，腐殖质累积、有机质分解和林木对养分
储存利用直接影响土壤酶活性。比较春、夏、秋、冬四
季的 8 年生灰木莲(G1)和 45 年生灰木莲(G2)林
地，发现 45 年生灰木莲(G2)林地的两种土壤酶活性
基本都大于 8 年生灰木莲(G1)。这说明成熟林地对
土壤腐殖质，土壤养分，土壤有机碳、全氮含量储存利
用比 8 年生灰木莲林地(G1)强。45 年生灰木莲土
壤表层积累的凋落物和腐殖质比 8 年生灰木莲(G1)
土壤多，有机质含量高，酶活性也大。土壤酶活性和
土壤有机质含量关系密切，土壤酶活性随着土壤有机
质含量的提高而增强。
然而，本研究中两林地的微生物数量和土壤酶活
性的季节变化趋势不一致。8 年生灰木莲(G1)微生
物总量是夏 ＞冬 ＞秋 ＞春，土壤蛋白酶是春 ＞夏 ＞秋
＞冬，过氧化氢酶是冬 ＞夏 ＞秋 ＞春。45 年生灰木
莲(G2)微生物总量是秋 ＞冬 ＞夏 ＞春，土壤蛋白酶
是秋 ＞春 ＞夏 ＞冬，过氧化氢酶是冬 ＞夏 ＞秋 ＞春。
表明灰木莲林地在微生物数量与土壤酶活性之间存
在着复杂的关系，这其中的原因尚有待进一步研究。
两种林地的蛋白酶活性均在冬季最低，而过氧化氢酶
活性则是在春季最低，这种不同的酶活性表现出不同
的季节变化原因也值得进一步探讨。
参考文献
［1］赵萌，方晰，田大伦，等．第 2 代杉木人工林地土壤微生物数量与土
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 应用研究
62 林业科技开发 2012 年第 26 卷第 5 期
壤因子的关系［J］．林业科学，2007，43(6) :7－12．
［2］李永进，汤玉喜，吴敏，等． 洞庭湖滩地杨树人工林土壤微生物的
研究［J］．中南林业科技大学学报:自然科学版，2010，30(2) :79－
82，124．
［3］杨远彪，吕成群，黄宝灵，等． 连栽桉树人工林土壤微生物和酶活
性的分析［J］．东北林业大学学报，2008，36(12) :10－12．
［4］吴庆梅，黄宝灵，吕成群，等． 不同松林根际促生菌的数量研究
［J］．广西农业科学，2009，40(5) :521－526．
［5］Lü C Q，Huang B L． Isolation and characterization of Azotobacteria
from pine rhizosphere［J］． African Journal of Microbiology Research，
2010，4(12) :1299－1306．
［6］张猛，张健．林地土壤微生物、酶活性研究进展［J］．四川农业大学
学报，2003，21(4) :347－351．
［7］王冠玉，黄宝灵，唐天，等．灰木莲等 5 种林地春季土壤微生物数量
和土壤酶活性的分析［J］． 安徽农业科学，2010，38(28) :15696 －
15698，15701．
［8］哈兹耶夫 F X． 土壤酶活性［M］．郑洪元，周礼凯，张德生，等，译．
北京:科学出版社，1980:83－84．
［9］关松荫．土壤酶及其研究法［M］．北京:农业出版社，1986:7－60．
［10］钟慕尧，黄树才，杨民胜，等．尾巨桉、马占相思和马尾松人工林的
土壤肥力比较［J］．桉树科技，2006，23(2) :33－37．
［11］薛立，陈红跃，毕鸿雁，等．马占相思纯林及柚木纯林土壤养分、微
生物和酶活性的研究［J］． 华南农业大学学报:自然科学版，
2002，23(2) :93．
［12］Renella G，Ortiguzab A L，Landi L，et al． Additive effects of copper
and zinc on cadmium toxicity on phosphatase activities and ATP con-
tent of soil as estimated by the ecological dose［J］． Soil Biology and
Biochemistry，2003，35(9) :1203－1210．
(责任编辑 吴祝华
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
)
doi:10． 3969 / j． issn． 1000－8101． 2012． 05． 016
茂兰喀斯特森林主要演替群落枯落物的水文特性
吴鹏，崔迎春，丁访军，朱军，姜霞，魏鲁明
(贵州省林业科学研究院，贵阳 550005)
摘 要:对茂兰喀斯特森林两种主要演替群落———喀斯特原生乔木林和次生林枯落物的储量和水文特性进行了
调查研究，结果表明:两种演替群落枯落物的平均总储量为 4. 77 t /hm2，喀斯特原生乔木林的总储量要高于次生
林;两种演替群落之间，枯落物的最大持水率和最大持水量均为喀斯特原生乔木林高于次生林;枯落物不同层次之
间，两种演替群落枯落物未分解层的最大持水率和最大持水量均高于半分解层;枯落物的持水量和吸水速率与浸
泡时间分别存在明显的函数关系:V = a ln(t)+ b和 S = ktn;在自然状态下，茂兰喀斯特森林两种演替群落枯落物的
平均有效拦蓄量为 8. 31 t /hm2，喀斯特原生乔木林的有效拦蓄量要高于次生林。
关键词:森林枯落物;水文特性;喀斯特地区
收稿日期:2012－05－02 修回日期:2012－06－17
基金项目:贵州省科技厅基金项目(编号:黔科合 J字［2010］2054) ;贵
州省科技厅社会发展项目(编号:黔科合 SY 字［2011］3124) ;贵州省
林业厅重大项目(编号:黔林科合［2010］重大01 号)。
第一作者简介:吴鹏(1983 －) ，男，助理研究员，从事森林培育及喀斯
特森林生态系统定位观测研究。E-mail:zuishaoxu@ 163. com
Study on hydrological characteristics of litter in major successional communities in the Maolan Nature
Reserve of Karst areas ∥WU Peng，CUI Ying-chun，DING Fang-jun，ZHU Jun，JIANG Xia，WEI Lu-ming
Abstract:An investigation and study on the amount of litter and hydrological characteristics of Karst primary forest and sec-
ondary forest were conducted in the Maolan Nature Reserve，and the results were as follows:the average amount of litter
was 4. 77 t /hm2，in two different succession communities，and the amount of karst primary forest was higher than that of
secondary forest． The maximum rate of holding water and maximum retention of primary forest were higher than that of sec-
ondary forest． The maximum rate of holding water and maximum retention of non-decomposed layers were higher than semi-
decomposed layers’in different layers of the two different succession communities． Water holding capacity and water ab-
sorption rate of litter had obvious functional relationships:V = a ln (t)+ b and S = ktn ． The average effective retaining con-
tent was 8. 31 t /hm2 of the two different succession communities in Karst areas in natural state，and the effective retaining
of litter of primary forest was higher than that of secondary forest．
Key words:forest litter;hydrological characteristics;Karst areas
First author’s address:Guizhou Academy of forestry ，Guiyang 550005，China
森林枯落物层是森林结构中重要的组成部
分［1－3］，是森林地表的一个重要覆盖面。作为森林
水文效应的第二个活动层［4－6］，在截持降雨、增加地
表糙率系数、防滞土壤溅蚀、拦蓄地表径流、减少土
应用研究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗