全 文 ： 生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
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Vo】．15．No．1
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东北羊草草原土壤微生物生物量的季节
变化及其与土壤生境的关系 ．
陈 珊 张常钟、／刘东波 张镇瑗 杨靖春
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(空军二 航专)
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囊 要 车艾研究东北羊草草原土壤饿生物生物量的季节变他规律 ．根据霎谢数据 ．利用 MV／6000电于
计算机构造 了趋势方程．井怍了 ，检验．凡 =2．68．Ft=193．g9，效果良好．以此为基础可以进行两叫
疆撮．阿时和用MV／9000电子计算帆绘制三维空间趋势面围形．直理地反驶了衷北革草草原土壤分解微
生物生蜘量的季节变化规律．实验结果证町：土壤温度、水分对土壤敏生物的生物量影响同等置璺．
美t ⋯ 糯／,I 臻 多垅 ————．，—0～ f 7， ’ 移 ‘ J
羊草草原在演替过程中直接依赖于它所获得的能源 土壤有机质是影响羊草草生产 力的
重要因素 土壤有机质的合成和分解之间应该处于相对平衡状态，这种平衡是靠土壤微生物的
生命活动实现的 ，而羊草草原的分解者—— 土壤微生物能矿化有机物也能将植物不能直接吸
收的难溶性无机物变为可溶性的，从而增加土壤肥力，是提高和恢复羊草草原生物生产力的主
要因素之一，同时，土壤微生物量又是研究羊草草原能量流动和物质循环的重要环节。
作者曾对东北羊草草原凋落物的分解速率进行过报道。 ，本文仅就东北羊草草原土壤分
解微生物量的季节变化与生态环境因素的关系进行探讨，为羊草草原土壤增加肥力和复壮羊
草草赋提供理论依据。
1 研究地点与方法
1．1 研究地点
本研 究在吉林 省长岭 县种马场 进行 ，地 处北纬 4 5。I 5 ，东经 I23。45 。海拔 高度 I 4o一
1 60m，年平均气温 4．6—6．4℃，≤IO℃，年积温 2．545—3．374℃，无霜期为 136—1 63d，年平均
降雨量为434mm，主要集中在 6～9月份，年蒸发量为 1 369mm，约为年降雨量的3倍，土壤多
呈复区分布，有关该地 自然条件和生境的描述 ，详见文献[2J
1．2 研究方法
试验样地设在施以围栏保护的天然羊草草原上 ，于 1984年 6月 14日埋掸，1十月以后开
始取样 ，每月 1次 ，并进行l冽定 ，采用网袋直接测定法，如选用尼龙网(网眼为 2ram×2ram)，做
成 20ram×25cm的尼龙网袋 ，用羊草凋落物作为试验材料 ，称取 50g羊草凋落物装袋 ，共计 6o
个样品，分为 3组，每组重复 2O次。样品于 1984年 10月 29日取完 土壤分解微生物量的分
收穑日期 1993 o6 29，睁改稿收到日期 1994 0口04
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生 态 学 报 1 5卷
析，是将网袋中羊草凋落物除去泥砂等污染物质，采用平板释释分离法 ，对样品进行土壤微
生物数量和生物量“ 的冽定。
将测得的数据用计算机进行处理，并对东北羊草草原土壤分解微生物生物量的季节变化
与土壤生境之间的关系进行回归分析 ，绘制出三维空间趋势分析图形。
2 结果与分析
2．1 土壤微生物生物量的季节变化
东北羊草草原分解过程中土壤微生物的生物量有明显的季节变化(见图 1) 结果表明，
5—7月份其逐渐增加，高峰出现在 8月份，而 9月份呈下降趋势 羊草拥落物分解过程中土壤
微生物生物量呈单峰曲线。它与高温多湿的生态环境诸因素的影响有关。土壤馓生物越冬后
进入萌发阶段 ，盛夏季节，是土壤微生物最活跃的阶段．而其中真菌尤为活跃。但真菌的数量比
细菌少得多。就生物量而言，真菌占土壤微生物总生物量的比例相当大 ，细菌占的比例则小得
多，这就意味着真菌与土壤有机质的分解速率密切相关 土壤中还存在着许多丝状放线菌，它
们能分解多数真菌和细菌不能分解的化合物 ．放线菌还参与难于分解的有机质的分 解过
程 。土壤儆生物在所在的生态环境中的土壤温度 、水分等因素也是伴随着季节变化 而变
化。 ，这是影响土壤生物量的主要因素。土壤微生物的一切生命活动都直接依赖于它们分解羊
草稠落物所获得的能源 图，l表明，土壤微生物活跃的生命活动期较短 大约半年左右，集中于
6—9月。积累于土壤中的有机残体分解量有限，这意味着土壤蕴藏着潜在的肥力．只有提高土
壤潜在肥力的有效转化 ．才能维持羊草草原的生态平衡。
图 l 土壤微生物生物 量的季节变化 1984-托嶂)
F l Seasonal variation。h o¨ml ；sm bioma~
(Changling．1984)
2 2 土壤微生物生物量的季节变化与土壤生
态环境的关系
土壤微生物在土壤中的分布和活跃程度对
土壤结构的形成、营养物质的转化都有密切关
系。而土壤的生态环境条件对土壤微生物生物
量也会有重要影响。其中土壤温度、水分等的影
响尤为重要。
土壤湿度与土壤微生物量的关系是正相
关．其趋势呈抛物线状态。根据实测数据，对土
壤温度与土壤分 解微生物生物量进行相关分
折，井建立的回归方程为
V(丁)=no+ J丁+日2丁
其中 日。；一2．5000
“l 0 5946
“2一 一 0．0237
结果如图 2，土壤温度与土壤分解微生物生物量之间呈非线性关系。相关系数为 r(丁)一
0．9452．
土壤水分的变化不仅影响微生物的生命活动．还会影响土壤能流及物流的的动态变化 。
根据实测数据建立一元回归方程。
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1期 陈 珊等 t东北羊草草娘土壤傲生物生物量的季节变化及其与土壤生境的关系
no一 0．6279， l一 0．1837， r 一 0．9926
S 【2 【6 2O 24
工壤 强度 l一 ’_Iurt【℃ )
图 2 土壤世生物生物量与叠虚舶关幕‘1984．长．孥)
Fig 2 Relationship between s I microorganism MomD~
and sol1 temperature(Changllng，1984)
圈 4 土纂教生物生物量与土壤温度、水丹的关秉
Fig．4 Relatio~chiP of Sail M icroorganism Biomas~to
So_I Temperature Hnd Molslure(Changfing·1984)
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圈 3 土壤 截生锚生物 t与术 丹的关 系 (长 峙 ，1984)
Fig．3 RelBtlon~hip between loIl mlcv0organh~m bio瑚 肭
nnd Boil moist．re(Chaagl~ng．1984)
回归分析结果如图 3。图 3显示出土壤分
解微生物生物量与土壤水分存在着在 6 ≤W
≤20 之间呈线性关系。相关系数 r( )一
0．9926，本试验的降雨量最高月份为 2】14ram，
而含水量也处于最高为 22．6 ，土壤分解微生
物生物量相对应为 4．6O×10_‘e／g干土，也是
最 高值，碱 化 草 甸土 壤 的最 适 宜含 水 量 为
22．6 左右．一般在 l2．16 一22．6 间波动。
土壤擞生物的生物量是其生物活性的一种表
现。它不仅受土壤水分的制约，还会受土壤温度
和其他理化因素的影响，因此，这种影响是综合
性的。利用 MV／6000电子计算机进行了二元
回归分析 ，探讨土壤分解微生物生物量与土壤
温度、水分之间的关系，其方程记作，
T ( )= 口D+ ⅡITa2T +如 W + 口 r 十 如
其中 Ⅱ。一一1．74642， Ⅱl一一0．2790506
￡一 4 579]830E 一 03， ： 0．7323878
口．一 1．479454E- 02， 5= 一 2，872822E— O2
图 4表明土壤温度、土壤含水量的综 合作
用对微生物生物量的影响。随着温度的增高，湿度加大，微生物生物量呈现增加趋势，最高峰出
现在 8月中旬，此时，土壤温度和湿度都最适宜微生物的生长。随着季节的变化，9月份以后，
温度和湿度不同步下降，生态环境发生变化，此时，土壤散生物生物量也逐渐下降。因此，图 4
表明了土壤微生物生物量随着季节温度及湿度变化的动态规律。微生物只有在温度、水分等环
境因子适宜的生态环境中，才能保证其正常的生命活动力，才能在 自然界的物质循 环中，充分
发挥其分解者的作用。
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生 态 学 报 15卷
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SEAS0NAL VARIAT10N IN THE B10M ASS 0F S0IL
DEC0M P0SER MICR0BES AND ITS RELAT10NSHIP
T0 THE S0IL HABITAT IN THE Ey fE，S C日，』vE』vSIS
GRASSLANDS IN NORTHEAST CHINA
Chen Shan Zhang Changzhong Liu Dongbo Zhang ZhenyuaB Yang J[ngchun
tDtp⋯rl Biotogy．N t asf N盯 mtt UniverMty⋯Ca h蛐 _130024)
W ang Zhixia
(Seco,*d Avigatioa College—PLA Air Force-Changchun)
This paper deals with the patterns of seasonal variation in the biomass of soil decompos—
er microbes in the Leymus chinensis grasslands in northeast China．The data were collected by
field study and then used on a MV／6000 computer to construct contour equations which were
subject to F tests，giving better results with F 5—2．68 and ；193．99．On this basis，the
prediction and forecast on the blomass of sol decomposer microbes Or even on the degree of
organic matter composed could be m ade by giving a certain factor ，such as soil moisture or
sol1 temperature 。which was found to have a proBunced effect on the b[omass Qf solI decom—
poser microbes．A threedimentional contour diagram was drawn by using the same computer
to visually reflect the seasonal variation patterns of soil decomposer microbes biomass in the
grasslands studied．The results show that both soil moisture and temperatu re were equally
important in affecting the biomass of soil decomposer microbes．In the Leymus chin~lsis
grasslands in northeast China ，there was a best period from M ay to early October during
which the number of soil decomposer microbes were multiplied ，thus improving the decom—
position of organic residues from animal and plant jn soil and keeping the natural ecological
balance ，under the conditions of well maintaining the soil habitat．The highest peak of the
biomass was foOnd to OCCUr in August．
Key words；soil microorganism ，biomass，soil temperature，soil—water．
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