楊寧，楊滿元，雷玉蘭，趙林峰，陳孫華，付美云，林仲桂

湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院園林學(xué)院，湖南 衡陽(yáng)421005

紫色土丘陵坡地土壤微生物群落的季節(jié)變化

楊寧，楊滿元，雷玉蘭，趙林峰，陳孫華，付美云，林仲桂

湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院園林學(xué)院，湖南 衡陽(yáng)421005

采用稀釋平板法和Biolog-ECO微平板技術(shù)，以剌槐（Robinia pseudoacacia）天然次生林為研究對(duì)象，研究湖南省衡陽(yáng)市紫色土丘陵坡地表層（0～10 cm）土壤微生物群落的季節(jié)變化特征。結(jié)果表明：1）夏季，土壤微生物總數(shù)，細(xì)菌數(shù)量、真菌數(shù)量和放線菌數(shù)量最高，分別為 16.34×106、16.09×106、10.43×104和 14.64×104cfu·g-1干土，春季次之：11.61×106、11.45×106、5.00×104和10.65×104cfu·g-1干土，秋季最低：5.87×106、5.78×106、4.67×104和4.08×104cfu·g-1干土，春、夏和秋3季的差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；2）在培養(yǎng)168 h時(shí)，土壤微生物C源平均顏色變化率（Average well color development，AWCD）以夏季最高（1.20），春季次之（0.88），秋季最低（0.83）；3）土壤微生物功能多樣性表現(xiàn)為夏季明顯高于春、秋2季（P<0.05），夏季的Patrick豐富度指數(shù)（R）（28）、Shannon-Wiener指數(shù)（H）（3.22）、Simpson指數(shù)（D）（0.96）和McIntosh指數(shù)（U）（8.20）顯著高于春、秋2季（P<0.05），而春、秋2季的R（23，24）、H（3.06，3.08）、D（0.95，0.95）和U（5.90，5.91）無(wú)顯著差異（P>0.05）；4）氨基酸類、聚合物類和羧酸C源類是衡陽(yáng)紫色土丘陵坡地土壤微生物偏好且利用率較高的C源類型；5）主成分分析表明，土壤微生物群落的C源利用可分為2類，一類在夏季，另一類在春、秋2季，其得分系數(shù)的分布范圍分別為（2.59～6.00，2.43～5.09）和（-7.65～-1.90，-6.38～-3.43）。研究結(jié)果為科學(xué)評(píng)價(jià)湖南省衡陽(yáng)市紫色土丘陵坡地土壤生境質(zhì)量退化和恢復(fù)過(guò)程中微生物特征的變化提供了本底值參考。

土壤微生物群落；C源利用率；群落多樣性；季節(jié)變化；Biolog-ECO；紫色土；湖南省衡陽(yáng)市

土壤微生物參與了土壤中發(fā)生的重要過(guò)程，如土壤結(jié)構(gòu)的形成、有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化及C、N、P、S的循環(huán)，在維持土壤功能方面至關(guān)重要（于青等，2008；孔濱等，2009）。土壤微生物也是維持土壤質(zhì)量的重要因素，微生物學(xué)指標(biāo)能敏感地反映土壤質(zhì)量的變化，是土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中不可缺少的組成部分（楊寧等，2013c，2014a，2014b）。土壤微生物群落功能多樣性（Biolog）是描述土壤微生物群落狀態(tài)與功能的指標(biāo)，可以反映土壤中微生物的生態(tài)特征（鄭華等，2004；楊滿元等，2013）。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和底物利用能力的變化主要受自然環(huán)境溫度、濕度以及植物殘?bào)w等周而復(fù)始的季節(jié)波動(dòng)的影響（Schutter等，2001；Spedding等，2004；胡嬋娟等，2011）。已有研究表明，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與活力因季節(jié)更替引起的變化，要比因養(yǎng)分施用和土地利用方式引起的變化大得多（Bardgett等，1999；Bossio等，1998）。

湖南省衡陽(yáng)市紫色土丘陵坡地面積 1.625×105hm2，是湖南省生態(tài)環(huán)境最為惡劣的地區(qū)之一，也是中國(guó)南方極具代表性的生態(tài)災(zāi)難易發(fā)地區(qū)，由于紫色土極易水蝕，發(fā)育期短，地力差，常處于幼年階段，加上顏色深、吸熱性強(qiáng)，夏季地面溫度極高（據(jù)記載，極端最高溫度可高達(dá) 75.2 ℃），蒸發(fā)量大，生態(tài)環(huán)境具有先天的脆弱性，加之區(qū)域性水、熱分布等不利環(huán)境影響和不合理的開發(fā)，致使該區(qū)域長(zhǎng)期以來(lái)不僅植被稀疏，而且水土流失和季節(jié)性旱災(zāi)嚴(yán)重（楊寧等，2013a，2013b）。為了防止該區(qū)域土地質(zhì)量的退化，實(shí)現(xiàn)該區(qū)域土地資源的可持續(xù)利用，許多學(xué)者圍繞土壤生境質(zhì)量開展了大量的研究，但在結(jié)果分析時(shí)均采用撂荒地或休閑地作為對(duì)照（楊寧等，2012；陳璟和楊寧，2012，2013a，2013c）。正是由于撂荒地或休閑地都經(jīng)歷了不同程度的人為干擾，致使研究結(jié)果有對(duì)比分析針對(duì)性不強(qiáng)。為此本文以典型的湖南省衡陽(yáng)市紫色土丘陵坡地的土壤為研究對(duì)象，研究土壤微生物種群數(shù)量及其功能多樣性的季節(jié)性變化特征，目的在于探明研究區(qū)域退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)機(jī)理，為構(gòu)建該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)技術(shù)體系提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

湖南省衡陽(yáng)市紫色土丘陵坡地（110°32′16″～113°16′32″ E，26°07′05″～27°28′24″ N）地處湖南省中南部，湘江中游，東起衡東縣霞流鎮(zhèn)、大浦鎮(zhèn)，西至祁東縣過(guò)水坪鎮(zhèn)，北至衡陽(yáng)縣演陂鎮(zhèn)、渣江鎮(zhèn)，南達(dá)常寧市官嶺鎮(zhèn)、東山瑤族鄉(xiāng)和耒陽(yáng)市遙田鎮(zhèn)、市爐鎮(zhèn)一帶，其中以衡南、衡陽(yáng)兩縣面積最大，地貌類型以丘崗為主，紫色土呈網(wǎng)狀集中分布于該區(qū)域中部海拔60～200 m的地帶。該區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤(rùn)氣候，年均溫18 ℃，極端最高氣溫40.5 ℃，極端最低氣溫-7.9 ℃，年平均降雨量1325 mm，年平均蒸發(fā)量1426.5 mm，平均相對(duì)濕度80%，全年無(wú)霜期286 d。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤樣品的采集與制備

研究地點(diǎn)位于湖南省衡南縣譚子山鎮(zhèn)內(nèi)（112°36′～112°48′ E，26°39′～26°58′ N），區(qū)域內(nèi)以紫色土為主，屬典型的紫色土區(qū)域。2012年4月25日（春季）、8月16日（夏季）和10月26日（秋季），在譚子山鎮(zhèn)的工聯(lián)村的剌槐（Robinia pseudoacacia）天然次生林中設(shè)置20 m×20 m的臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)地1塊，樣地海拔為125 m，坡位：中、下坡，坡度：25°，坡向：SW，土層厚度：90 cm，腐質(zhì)層厚度：10 cm，主要林下植被為牡荊（Vitex negundo var. cannabifolia)；糯米條（Abelia chinensis）和6月雪（Serissa japonica）等，蓋度：65%。采用“Z”型5點(diǎn)取樣法，分別選取3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，采集表層（0～10 cm）新鮮土樣并充分混勻，帶回實(shí)驗(yàn)室，并將土壤樣品分為2份，1份過(guò)2 mm篩后保存于4 ℃的冰箱，用于培養(yǎng)微生物的分離、計(jì)數(shù)及土壤微生物群落功能多樣性的測(cè)定；另1份風(fēng)干過(guò)篩用于土壤理化性質(zhì)的測(cè)定。試驗(yàn)地的土壤理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)地的土壤理化性質(zhì)Table 1 Soil physio-chemical properties in the sampling plots

1.2.2 土壤樣品的測(cè)定

土壤含水量（Soil water content，SWC）：鋁盒烘干法（105 ℃，12 h）；有機(jī)質(zhì)（Soil organic matter，SOM）：K2Cr2O7-濃硫酸外加熱法；全氮（Total nitrogen，TN）：半微量凱氏法；全磷（Total phosphorus，TP）：NaOH熔融-鉬銻抗顯色-紫外分光光度法；堿解氮（Alkali-hydrolyzed nitrogen，AN）：擴(kuò)散吸收法；速效磷（Available phosphorus，AP）：NaHCO3提取-鉬銻抗顯色-紫外分光光度法；速效鉀（Available potassium，AK）：NH4Ac浸提-原子吸收法；pH值：電極電位法（鮑士旦，2000）。

采用稀釋涂抹平板計(jì)數(shù)法測(cè)定和計(jì)算可培養(yǎng)微生物的數(shù)量（細(xì)菌用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)培養(yǎng)基；真菌用馬丁氏培養(yǎng)基；放線菌用改良高氏1號(hào)培養(yǎng)基）（吳金水等，2006）。

采用 Biolog-ECO板技術(shù)分析微生物群落代謝特征，即功能多樣性（Garland和Mills，1991；Zak等，1994；楊寧等，2009；邵元元等，2011）。具體操作如下：

1）稱取相當(dāng)于10 g的烘干土壤的新鮮土(除去雜草和石子等雜物)加入盛有90 mL滅菌的生理鹽水（0.85%）于250 mL的三角瓶中，用封口膜封好，在搖床上250 r·min-1振蕩30 min；

2）取5 mL上清液加入到45 mL滅菌的生理鹽水中，重復(fù)以上步驟，將溶液稀釋1000倍；

3）最后用 8通道移液器將上述稀釋液加入Biolog-ECO微平板（BIOLOG，Hayward，USA）的96個(gè)孔中，每孔150 μL。將接種好的Biolog-ECO微平板于28 ℃條件下培養(yǎng)，分別于24、48、72、86、120、144、168、192、216、240 h在微孔板讀數(shù)儀（BIOLOG Inc，USA）上讀取750和590 nm的吸光值。

1.2.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

單孔的平均顏色變化率（Average well color development，AWCD）可以評(píng)判微生物群落對(duì)C源利用總的能力（Garland和Mills，1991；Zak等，1994）。

其中：Ci為所測(cè)定的31個(gè)碳源孔的吸光值，R為對(duì)照孔吸光值。土壤微生物群落多樣性指數(shù)分析采用Patrick豐富度指數(shù)（Patrick Richness Index，R）、Shannon-Wiener指數(shù)（Shannon-Wiener Index，H）、Simpson指數(shù)（Simpson Index，D）和McIntosh指數(shù)（McIntosh index，U）表示（Magurran，1988；楊寧等，2011，2013c；李紅和楊寧，2014）。采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA）、最小顯著差異分析（LSD）和主成分分析（Principal Component Analysis，PCA），所有數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 可培養(yǎng)微生物類群及數(shù)量的變化

土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其群落的組成或活性對(duì)土壤肥力的保持具有重要意義。土壤微生物（主要包括細(xì)菌、真菌和放線菌 3大類）數(shù)量和比例可以反映微生物群落大小和結(jié)構(gòu)特征，與土壤肥力、土壤健康狀況密切相關(guān)（Li等，2013；林先貴和胡君利，2008；楊寧等，2014c）。

研究表明（表2），衡陽(yáng)紫色土丘陵坡地春、夏和秋季土壤微生物總數(shù)的大小順序?yàn)橄募荆?6.36×106cfu·g-1干土)>春季（16.36×106cfu·g-1干土）>秋季（16.36×106cfu·g-1干土）（P<0.05），同樣，細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量也均以夏季最高、春季次之、秋季最低，其差異達(dá)顯著水平（P<0.05），細(xì)菌的變化范圍為（5.78～16.09）×106cfu·g-1干土、真菌：(4.67～10.43)×104cfu·g-1干土，放線菌：（4.08～14.64）×104cfu·g-1干土。土壤微生物數(shù)量的多少與植物生長(zhǎng)狀況、SOM的供應(yīng)以及溫濕等環(huán)境有關(guān)（高雪峰，2007；陳璟和楊寧，2013b），夏季氣溫高，雨水多，植物生長(zhǎng)旺盛，SOM最高，所以夏季土壤微生物數(shù)量最高。

表2 不同季節(jié)土壤微生物的數(shù)量與組成Table 2 Quantity and composition of soil microbe in different seasons cfu·g-1干土

3個(gè)季節(jié)土壤微生物以細(xì)菌為主，占微生物總數(shù)的98.46%～98.62%，其百分比的大小順序?yàn)榇杭荆?8.62%）>夏季（98.47%）>秋季（98.46%）（P>0.05）；真菌：0.43%～0.80%，秋季（0.80%）>夏季（0.64%）>春季（0.43%）（P<0.05）；放線菌：0.70%～0.92%，秋季百分比（0.70%）顯著低于春季、夏季的百分比（0.92%和0.90%）（P<0.05），此研究結(jié)果說(shuō)明在土壤微生物類群中，細(xì)菌為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)類群，與劉軍等（2013）的研究結(jié)果相似。

2.2 土壤微生物群落碳源平均顏色變化率

平均顏色變化率（Average well color development，AWCD）代表土壤微生物的總體活性，其值可以評(píng)判土壤中微生物群落的C源利用能力，在一定的程度上反映了土壤中微生物種群的數(shù)量和結(jié)構(gòu)特征（Choi和Dobbs，1999；胡君利等，2007）。培養(yǎng)開始后，每隔24 h測(cè)定AWCD，得到AWCD隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化圖（圖1）。由圖1可知，不同季節(jié)土壤微生物 AWCD的總體變化規(guī)律一致，24 h內(nèi)，各季節(jié)AWCD值很小且無(wú)明顯變化，表明C源基本未被利用，24～168 h，AWCD急速升高，微生物處于指數(shù)生長(zhǎng)期，C源開始被微生物大量利用，168 h后，AWCD持續(xù)平緩升高至試驗(yàn)結(jié)束。ECO培養(yǎng)下，不同季節(jié)AWCD隨時(shí)間的變化呈“S”形曲線，符合微生物利用基質(zhì)一般生長(zhǎng)曲線規(guī)律，即存在較明顯適應(yīng)期、對(duì)數(shù)期和穩(wěn)定期等階段（沈萍，2000）。

隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，不同季節(jié)AWCD的增加幅度不同。其中，夏季在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中水平最高，增加幅度最大，增長(zhǎng)斜率達(dá)0.6065；春季次之，增長(zhǎng)斜率為0.4583；秋季在在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中始終維持較低水平，且增加幅度最小，斜率僅為0.4167。鑒于168 h時(shí)，春、夏和秋季土壤AWCD值分別為0.88、1.20和0.83，可以認(rèn)為衡陽(yáng)紫色土丘陵坡地在夏季 C源的消耗量最大、速率最高，土壤微生物的代謝最快、活性最強(qiáng)。春季次之，秋季最低。主要原因：夏季溫度最高，降雨量最多，使植物生長(zhǎng)旺盛，植物根系殘?bào)w和分泌物都很多，導(dǎo)致進(jìn)入土壤中的新鮮有機(jī)物質(zhì)增加，豐富了微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源，大大刺激了土壤微生物的生長(zhǎng)和繁殖，進(jìn)而代謝活性顯著提高；在秋季，土壤水分含量有所降低，隨著植物的繼續(xù)生長(zhǎng)，根系從土壤中吸收大量養(yǎng)分，進(jìn)而減少對(duì)土壤微生物養(yǎng)分的供應(yīng)，一方面使微生物的繁殖受到一定的影響，另一方面使微生物的代謝活性有所降低（隋躍宇等，2006；孟慶杰等，2008）。

2.3 土壤微生物群落功能多樣性的變化

土壤微生物多樣性能敏感地反映生態(tài)系統(tǒng)的功能演變及環(huán)境的變化，可指標(biāo)微生物種類和功能的變異（Kozdroy和Van Elsas，2000；周寶利等，2010）。不同功能多樣性指數(shù)反映了土壤微生物群落多樣性的不同側(cè)面。Patrick豐富度指數(shù)（R）表示被利用的 C源的總數(shù)目；Shannon-Wiener指數(shù)（H）反映土壤微生物的豐富度和均勻度，受樣本總數(shù)、擬種數(shù)和均勻度的影響；Simpson指數(shù)（D）用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的物種優(yōu)勢(shì)度；McIntosh指數(shù)（U）和均勻度是基于群落物種多維空間上Euclidian距離多樣性的指數(shù)和均勻度，是群落物種均一性的度量，物種數(shù)（能源利用的C源數(shù)）越多且某些物種優(yōu)勢(shì)明顯（即C源利用強(qiáng)度大），在C源利用種類數(shù)相同的情況下，群落的McIntosh值越大，則C源的利用程度越大（Atlas，1984；Rutgers等，1998）。

圖1 不同季節(jié)微生物群落平均顏色變化率(AWCD)隨培養(yǎng)時(shí)間的變化Fig. 1 Average well color development(AWCD) in different seasons with culture time

從表3可以看出，夏季的Patrick豐富度指數(shù)（R）（28）、Shannon-Wiener指數(shù)（H）（3.22）、Simpson指數(shù)（D）（0.96）和McIntosh指數(shù)（U）（8.20）顯著高于春、秋2季（P<0.05），而春、秋2季R（23，24）、H（3.06，3.08）、D（0.95，0.95）和U（5.90，5.91）無(wú)顯著差異（P>0.05）。其中：夏季的R分別是春、秋2季的1.22和1.17倍；H：1.05和1.04倍；D：1.01和1.01倍；U：1.39和1.38倍。說(shuō)明在衡陽(yáng)紫色土丘陵坡地，由于不同生長(zhǎng)季節(jié)生態(tài)環(huán)境的差異，導(dǎo)致土壤微生物群落多樣性和結(jié)構(gòu)的不同（陳璟和楊寧，2013d）。

表3 不同季節(jié)土壤微生物群落多樣性指數(shù)動(dòng)態(tài)變化Table 3 Changes of the microbial functional diversity indices in different seasons

2.4 土壤微生物群落對(duì)C源利用率的變化

土壤微生物多樣性反映了群落總體的變化，但未能反映微生物群落代謝的詳細(xì)信息（楊永華等，2000；劉作云和楊寧，2014；楊寧等，2014c）。研究土壤微生物對(duì)不同C源利用能力的差異，有助于更全面微生物群落代謝功能的特征。

表4 不同季節(jié)土壤微生物群落對(duì)C源的利用Table 4 C source utilization by soil microbial communities in different seasons

研究表明（表4），衡陽(yáng)紫色土丘陵坡地土壤微生物對(duì)糖類、羧酸類和胺/氨類利用范圍分別為（0.64～1.18）、（0.80～1.21）和（0.72～1.09）、其中夏季最高，顯著高于春秋2季（P<0.05），春季次之，秋季最低，但春、秋2季差異不明顯（P>0.05），糖類、羧酸類和胺/氨類春、秋2季的利用率分別只有夏季的55.08%和54.24%、67.77%和66.12%、68.81%和66.06%；氨基酸類：（1.05～1.38），其利用率的大小順序?yàn)椋合募荆?.38）>秋季（1.19）>春季（1.05）（P<0.05），春、秋2季的利用率分別是夏季的76.09%和86.23%；聚合物類：（0.95～1.23），夏季（1.23）>秋季（1.18）>春季（0.95）（P<0.05），春、秋2季的利用率分別為夏季的95.93%和77.24%；酚酸類：（0.35～0.79），春季利用率顯著低于夏、秋 2季（P<0.05），分別為夏、秋2季的44.31%和47.30%。這些研究結(jié)果充分說(shuō)明在夏季土壤微生物群落的C源利用能力最高。鑒于土壤微生物對(duì)氨基酸類、聚合物類和羧酸類C源的利用率在不同的季節(jié)中均維持相對(duì)較高的水平，可以初步確定在衡陽(yáng)紫色土丘陵坡地不同季節(jié)土壤微生物比較偏好且利用率較高的C源類型為氨基酸類、聚合物類和羧酸類。

由于Biolog-ECO微平板每組對(duì)31種C源的測(cè)定結(jié)果形成了描述微生物群落代謝特征的多元向量，不易直觀比較，因此，應(yīng)用主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）比較不同季節(jié)土壤微生物群落對(duì)微平板上的31種C源的總體利用情況。主成分個(gè)數(shù)的提取原則是相應(yīng)特征值大于1的前m個(gè)主成分。據(jù)此原則共提取8個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)87.86%，其中PC1為36.78%，權(quán)重最大、PC2次之，16.25%，PC3～PC8較小，分別為 8.00%、7.04%、6.21%、5.43%、4.26%、3.89%，因此本文只對(duì)PC1、PC2進(jìn)行分析（圖2）。分析表明，不同季節(jié)在PC軸上出現(xiàn)明顯的差異，春、秋2季均出現(xiàn)在PC1、PC2的負(fù)端，因此，可將春、秋2季土壤微生物群落的 C源利用情況歸為一類，春季（PC1，PC2）3次重復(fù)得分系數(shù)分別為（-5.09，-5.54）、（-3.64，-6.38）和（-2.87，-3.43），秋季（PC1，PC2）3次重復(fù)得分系數(shù)分別為（-7.65，-4.44）、（-4.32，-5.12）和（-1.90，-3.65），春、秋2季得分系數(shù)的分布范圍為（-7.65～-1.90，-6.38～-3.43）；夏季則出現(xiàn)在PC1、PC2的正端，可將夏季土壤微生物群落的C源利用情況歸為另一類，夏季（PC1，PC2）3次重復(fù)得分系數(shù)分別為（2.59，4.67）、（3.06，5.09）和（6.00，2.43），夏季得分系數(shù)的分布范圍為（2.59～6.00，2.43～5.09）。

圖2 不同季節(jié)土壤微生物C源利用特征的主成分分析(PCA)Fig. 2 Principal component analysis(PCA) of C utilization by soil microbial community in different seasons

3 結(jié)論

（1）湖南省衡陽(yáng)市紫色土丘陵坡地土壤微生物數(shù)量以夏季最高、春季次之、秋季最低，其差異達(dá)顯著水平（P<0.05），其中，夏季土壤微生物總數(shù)，細(xì)菌數(shù)量、真菌數(shù)量和放線菌數(shù)量分別為：16.34×106、16.09×106、10.43×104和14.64×104cfu·g-1干土；春季：11.61×106、11.45×106、5.00×104和10.65×104cfu·g-1干土；秋季：5.87×106、5.78×106、4.67×104和4.08×104cfu·g-1干土；

（2）土壤微生物整體活性以夏季最高，達(dá)1.20，春季次之，為0.88，秋季最低，只為0.83；

（3）土壤微生物功能多樣性表現(xiàn)為夏季明顯高于春、秋2季，夏季的Patrick豐富度指數(shù)（R）（28）、Shannon-Wiener指數(shù)（H）（3.22）、Simpson指數(shù)（D）（0.96）和McIntosh指數(shù)（U）（8.20）顯著高于春、秋兩季（P<0.05），而春、秋2季R（23，24）、H（3.06，3.08）、D（0.95，0.95）和U（5.90，5.91）無(wú)顯著差異（P>0.05）；

（4）土壤微生物群落的C源利用能力表現(xiàn)為夏季高于春、秋2季，衡陽(yáng)紫色土丘陵坡地土壤微生物比較偏好且利用率較高的C源類型為氨基酸類、聚合物類和羧酸類；

（5）主成分分析表明，土壤微生物群落的C源利用可分為2類：一類為夏季，另一類為春、秋2季，其得分系數(shù)的分布范圍分別為（2.59～6.00，2.43～5.09）和（-7.65～-1.90，-6.38～-3.43）。

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Seasonal Variations of Soil Microbial Communities on Sloping-Land with Purple Soils

YANG Ning, YANG Manyuan, LEI Yulan, ZHAO Linfeng, CHEN Sunhua, FU Meiyun, LIN Zhonggui
College of Landscape Architecture, Hunan Environmental-Biological Polytechnic College, Hengyang 421005, China

Seasonal variations of soil microbial communities in surface soil(0～10 cm) of Robinia pseudoacacia natural secondary forest on sloping-land with purple soils in Hengyang city of Hunan province, south-central China was studied by using the method of dilution-plate method and Biolog ECO-microplate culture. The results showed that: (1)The quantity of soil microorganism, bacteria, fungi and actiomycetes was the maximum in summer, they was 16.34×106, 16.09×106, 10.43×104and 14.64×104cfu·g-1dry soil, respectively, fewer in spring, 11.61×106, 11.45×106, 5.00×104and 10.65×104cfu·g-1dry soil, respectively, the minimum in autumn, 5.87×106, 5.78×106, 4.67×104and 4.08×104cfu·g-1dry soil, respectively, there existed significantly difference among the microbe quantity of three seasons(P<0.05); (2)The peak value of AWCD(Average well color development) was found in summer(1.20), followed by spring(0.88) and autumn(0.83) in consequence; (3)The microbial functional diversity was significantly higher in summer than in spring and autumn(P<0.05), and showed no significant difference in spring and autumn(P>0.05), for summer, Patrick richness index(R)(28), Shannon-Wiener index(H)(3.22), Simpson index(D)(0.96) and McIntosh index(U)(8.20), for spring and autumn, R(23, 24), H(3.06, 3.08), D(0.95, 0.95) and U(5.90, 5.91); (4)Amino acids, ployers and carboxylic acids were the main C sources utilized by the microbial communities; (4)PCA(Principal component analysis) showed the C sources by soil microbes were divided into two categories, one in summer, another, spring and autumn, the range of score coefficient were (2.59 _ 6.00, 2.43 _ 5.09) and (-7.65 _ -1.90, -6.38 _ -3.43), respectively. Above all, this result would provide more important primitive properties of microbial features in the degradation and restoration process of the quality of the soil habitat scientifically on the sloping-land with purple soils in Hengyang of Hunan Province, South-central China.

soil microbial community; C source utilization; community diversity; seasonal variation; Biolog-ECO; purple soils; Hengyang city of Hunan province, south-central China

S154.3

A

1674-5906（2015）01-0034-07

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.01.006

楊寧，楊滿元，雷玉蘭，趙林峰，陳孫華，付美云，林仲桂. 紫色土丘陵坡地土壤微生物群落的季節(jié)變化[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 24(1): 34-40.

YANG Ning, YANG Manyuan, LEI Yulan, ZHAO Linfeng, CHEN Sunhua, FU Meiyun, LIN Zhonggui. Seasonal Variations of Soil Microbial Communities on Sloping-Land with Purple Soils [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(1): 34-40.

湖南省科技廳項(xiàng)目（S2006N332）；湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目（12C1057）；湖南省林業(yè)科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（XLK201341）；湖南省衡陽(yáng)市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2014KN27）；湖南省普通高校青年骨干教師培養(yǎng)對(duì)象資助項(xiàng)目

楊寧（1974年生），男（苗族），副教授，博士，主要從事植物生態(tài)學(xué)與恢復(fù)生態(tài)學(xué)的教學(xué)與研究。E-mail: yangning8787@sina.com

2014-09-29