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在可持续发展背景下,维持土壤肥力、防止土壤退化、评估经营管理措施对土壤性质的影响,具有重要的实际意义。针对恢复人工林土壤肥力、提升生态系统稳定和维持功能可持续性的需求,本研究以河北省塞罕坝机械林场华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林为研究对象,设置不同间伐强度(对照,0%间伐;轻度间伐,14%间伐;中度间伐,28%间伐;重度间伐,42%间伐)和不同混交方式(华北落叶松纯林,以下简称落叶松纯林;华北落叶松白桦混交林,简称落桦混交林;华北落叶松樟子松混交林,简称落樟混交林)标准地,研究间伐与混交对土壤肥力特征的影响规律,揭示土壤环境、微生物及酶活性对土壤养分的作用,探究林下植被和凋落物特性对土壤性质的影响,并采用土壤质量指数(SQI)法对不同间伐强度与混交方式下土壤肥力进行综合评价。研究结果表明:(1)间伐后,土壤温度(ST)、质量含水率(SWC)和电导率(EC)提高,p H降低,土壤全碳(STC)、全氮(STN)、全磷(STP)、可溶性有机碳(DOC)和有效磷(SAP)含量显著增加,蔗糖酶(INV)、脲酶(NRE)、β-葡萄糖苷酶(BG)、N-乙酰-β-葡萄糖苷酶+亮氨酸氨基肽酶(NAG+LAP)和酸性磷酸酶(AP)活性显著增强,尤其是中度间伐中土壤养分含量和酶活性增加最为明显。中度间伐和重度间伐显著提高了土壤微生物丰度、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量磷(MBP)。土壤微生物生物量氮(MBN)在中度间伐下显著提高。土壤可溶性有机氮(DON)含量和多酚氧化酶(PPO)活性在不同间伐强度间无显著差异。ST、SWC、MBC、MBP、INV、PPO、BG和NAG+LAP是影响不同间伐人工林中土壤养分变异的重要因子,且土壤微生物和酶对土壤养分变异的解释率高于土壤环境。间伐后,林下植被盖度、地上生物量、物种多样性明显增加,凋落物层生物量和养分储量提高,凋落物年产量和养分年归还量增加,凋落物分解和养分释放加快,从而改善了土壤理化及生物性质。基于土壤生态酶化学计量分析,研究区域的华北落叶松人工林微生物代谢受N限制,中度间伐和重度间伐的N限制强于对照和轻度间伐,且N限制在冬季增强。(2)与落叶松纯林相比,落桦混交林中ST、SWC与EC增加,p H降低,土壤养分含量显著提高,土壤微生物群落丰度、微生物生物量及酶活性明显增强;落樟混交林中ST和SWC降低,养分含量略微减少,土壤微生物群落丰度、微生物生物量及酶活性与落叶松纯林的差异不大。ST、SWC、MBP、INV、BG和AP是影响纯林和混交林中土壤养分变异的重要因子,且土壤酶和土壤环境对纯林和混交林土壤养分变异的解释率高于土壤微生物。与落叶松纯林相比,落桦混交林中林下植被盖度、地上生物量和物种丰富度明显提高,凋落物层N含量和N储量增加,凋落物层C:N降低,凋落物分解和养分释放速率加快;落樟混交林则相反。不同混交方式间林下植被盖度、地上生物量、Shannon-Wiener多样性指数和凋落物分解常数的差异与土壤性质的变化密切相关。基于土壤生态酶化学计量分析,研究区域的落叶松纯林和混交林微生物均受N限制,且落桦混交林中微生物N限制程度低于落叶松纯林和落樟混交林。(3)采用SQI法对不同间伐强度与不同混交方式下土壤肥力进行综合评价。从24个土壤指标中筛选出最小数据集(MDS),不同间伐人工林土壤肥力评价的MDS由DON、MBP、BG和p H构成,纯林和混交林中MDS由NAG+LAP、STP、PPO和p H组成。由于加权求和土壤质量指数(Weighted Additive Soil Quality Index,SQIw)的范围和变异系数都大于Nemoro土壤质量指数(Nemoro Soil Quality Index,SQIn),SQIw优于SQIn。随间伐强度的增大,SQI先上升后下降并在中度间伐处达到最大,且凋落物分解常数、林下植被的Shannon-Wiener指数和林下植被盖度是影响不同间伐人工林中SQIw的重要因子。落桦混交林的SQI高于落叶松纯林和落樟混交林,而落叶松纯林和落樟混交林间SQI无显著差异,且林下植被的地上生物量、凋落物分解常数和林下植被盖度是影响纯林和混交林中SQIw变异的重要因子。SQI法是评估森林土壤肥力的实用的定量工具,可为其它树种或其它地区土壤肥力评价提供参考。综上所述,间伐能显著改善林下植被和凋落物状况,改善土壤环境,促进养分循环,提高土壤肥力。从土壤肥力角度,在四种间伐强度中,28年生华北落叶松人工林宜采用中度间伐。与落叶松纯林相比,落桦混交林能促进林下植被发育,改变凋落物组成,加快凋落物分解,改善林分环境,促进养分循环,华北落叶松与白桦混交能显著提高土壤肥力,而落樟混交林改善土壤肥力的效果不明显。