间伐强度对天然红松阔叶林土壤胞外酶活性及其化学计量比的影响

1

作者 姜雨希 申方圆 +5 位作者 周思雨 刘月 陈晨 周冠军 强铁艳 杨立学 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期134-143,共10页

【目的】研究不同间伐强度下红松阔叶林土壤胞外酶活性和化学计量比的变化,探讨间伐强度对土壤养分循环的影响,有利于红松阔叶林的可持续经营和生态功能的稳定。【方法】以吉林省长白山林区内的天然红松阔叶林为研究对象,选择4个间伐强... 【目的】研究不同间伐强度下红松阔叶林土壤胞外酶活性和化学计量比的变化,探讨间伐强度对土壤养分循环的影响,有利于红松阔叶林的可持续经营和生态功能的稳定。【方法】以吉林省长白山林区内的天然红松阔叶林为研究对象,选择4个间伐强度(CK,0%;LT,14%;MT,27%;HT,41%),测定并分析土壤养分、土壤胞外酶活性及其化学计量比,通过胞外酶矢量分析、相关性分析和冗余分析(RDA)揭示间伐强度对红松阔叶林土壤胞外酶活性及养分限制的影响。【结果】间伐显著降低了磷(P)获取酶活性(ACP),显著提高了碳(C)、氮(N)获取酶活性(CBH、BG、NAG、LAP),且随着间伐强度的增加,C、N获取酶均呈现出先升高后降低的趋势,在中度间伐达到最大。土壤EC∶P(0.99)和矢量长度(0.92)在重度间伐处较高,EC∶N(1.15)和矢量角度(57.21°)在未间伐处较高,表明土壤微生物在重度间伐和未间伐下分别具有较强的碳和磷限制。土壤铵态氮与C获取酶(CBH、BG)活性、EC∶N、EC∶P、矢量长度呈显著正相关关系(P<0.001),与P获取酶(ACP)活性显著负相关(P<0.01)。土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有效磷、有机质是调控土壤胞外酶活性随间伐强度变化的重要因子。【结论】适宜的间伐强度可以提高土壤胞外酶活性,改善土壤微生物养分限制,促进土壤生物化学循环过程,研究结果可以为深入探讨间伐对天然次生林的养分循环和资源限制等研究提供理论支撑,为红松阔叶林的经营管理提供科学依据。 展开更多

关键词 间伐强度 红松阔叶林 土壤胞外酶活性 养分限制

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亚热带天然林转变为毛竹林和茶园对土壤胞外酶活性的影响 被引量：8

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作者 张海阔 张宝刚 +5 位作者 周钟昱 梁佳辉 吴家森 吕玉龙 解宏图 蔡延江 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期826-833,共8页

为揭示我国亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤胞外酶活性(Extracellular enzyme activities,EEAs)的变异特征及关键驱动因子,以浙江省安吉县的天然林土壤及天然林转变的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤为研究对象,测定了土壤E... 为揭示我国亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤胞外酶活性(Extracellular enzyme activities,EEAs)的变异特征及关键驱动因子,以浙江省安吉县的天然林土壤及天然林转变的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤为研究对象,测定了土壤EEAs及若干环境因子参数,通过冗余分析等分析方法筛选出了影响土壤EEAs的关键驱动因子。结果表明:与天然林相比,粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤酸性磷酸酶(Acid phosphatase,ACP)活性均显著降低,酚氧化酶(Phenol oxidase,POX)活性均显著升高;粗放经营毛竹林土壤亮氨酸氨基肽酶(Leucine aminopeptidase,LAP)活性显著升高;集约经营茶园土壤β-葡萄糖苷酶(β1,4-glucosidase,BG)、纤维二糖水解酶(Cellobiohydrolase,CBH)、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetyl-glucosaminnidase,NAG)活性均显著降低。由以上结果可推知,与天然林相比,茶园土壤氮、磷养分相对充足,毛竹林土壤的磷限制有所缓解,茶园和毛竹林土壤中微生物以惰性碳作为主要的能量来源。此外,冗余分析表明,土壤pH在环境因子中的贡献率最高,是土壤总体EEAs变化的关键驱动因子。综上所述,相比天然林,转变后的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤EEAs发生了明显变化,土壤pH作为关键驱动因子解释了亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤总体EEAs的改变。 展开更多

关键词 土壤胞外酶活性 关键驱动因子 天然林 毛竹林 茶园 土地利用变化

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稻-油轮作下有机替代对土壤胞外酶活性及多功能性的影响 被引量：10

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作者 李其胜 杨凯 +3 位作者 汪志鹏 赵贺 焦加国 李辉信 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期345-352,360,共9页

通过田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥对稻—油轮作体系下土壤胞外酶活性及多功能性的影响,为稻—油轮作体系土壤培肥和合理施肥提供理论依据。试验基于总养分替代原则,以不施肥为对照(CK),设置全量化肥(CF)、有机肥替代20%化肥(CF... 通过田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥对稻—油轮作体系下土壤胞外酶活性及多功能性的影响,为稻—油轮作体系土壤培肥和合理施肥提供理论依据。试验基于总养分替代原则,以不施肥为对照(CK),设置全量化肥(CF)、有机肥替代20%化肥(CFM1)及有机肥替代40%化肥(CFM2)处理,测定土壤化学性质、微生物学性质和土壤胞外酶活性,应用多元回归分析探讨土壤性质对土壤胞外酶活性及多功能性的影响。结果表明:与CF处理相比,CFM1、CFM2处理的微生物量碳、氮和土壤呼吸在油菜季平均增加275.27%,41.90%和64.29%;而在水稻季平均增加115.06%,338.32%,60.87%。有机肥替代部分化肥也显著提高土壤有机质、全氮、全磷和速效养分含量,增幅为13.25%~95.48%。相比单施化肥,有机肥替代部分化肥显著增加油菜季土壤β—葡糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、亮氨酸氨基肽酶、N—乙酰—β—D—氨基葡糖苷酶和酸性磷酸酶等碳氮磷循环相关胞外酶活性,增幅为20.33%~140.31%;而在水稻季,只有木聚糖酶活性显著增加,增幅为133.63%~159.86%。油菜季土壤胞外酶活性变化的关键因子为土壤微生物量碳,而水稻季的则为土壤速效磷。相比不施肥和单施化肥,有机肥替代处理显著增加土壤多功能性,油菜季土壤多功能性的主要预测因子和调控因子主要是速效钾和速效氮含量,而水稻季的则为速效磷和微生物量氮。总之,有机肥替代部分化肥有利于土壤养分、土壤胞外酶活性和多功能性提高,是维持作物稳产和保持土壤生物健康的重要措施。 展开更多

关键词 有机肥替代 土壤胞外酶活性 土壤多功能性 水稻—油菜轮作

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科尔沁沙质草地不同水热梯度土壤胞外酶活性 被引量：1

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作者 王怀海 黄文达 +1 位作者 何远政 朱远忠 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期589-602,共14页

土壤胞外酶被认为是有机质分解的直接因素,而草地生态系统脆弱且对气候变化敏感。全球变化背景下胞外酶活性在沙质草地土壤碳和养分循环过程中扮演重要角色。本研究以水热梯度明显的科尔沁沙质草地为研究对象,探究区域水热梯度变化对沙... 土壤胞外酶被认为是有机质分解的直接因素,而草地生态系统脆弱且对气候变化敏感。全球变化背景下胞外酶活性在沙质草地土壤碳和养分循环过程中扮演重要角色。本研究以水热梯度明显的科尔沁沙质草地为研究对象,探究区域水热梯度变化对沙质草地土壤胞外酶活性(EEA)的影响规律及环境因子与EEA的相关关系。酶活性测定包括参与土壤碳循环的纤维素酶及参与氮循环的脲酶与碱性蛋白酶。结果表明:1)随着温度升高(2.1~6.4℃),土壤脲酶活性先升高后降低,但随着降水减少(451.1~370.0 mm),脲酶活性先降低后升高。温度升高显著增加了土壤碱性蛋白酶活性(P<0.05),降水减少显著降低了碱性蛋白酶活性(P<0.05)。此外温度和降水条件变化对土壤纤维素酶活性无显著影响(P>0.05)。2)土壤脲酶活性与电导率、含水率、极细砂及黏粉粒含量呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤温度、中粗砂、细砂含量呈负相关;土壤纤维素酶活性与含水率呈正相关关系,与土壤温度呈负相关关系;土壤碱性蛋白酶活性与含水率呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤温度呈负相关关系。3)土壤含水率、温度、黏粉粒含量是沙质草地土壤EEA的重要影响因素,其中土壤含水率是EEA最主要的驱动因子。本研究结果为水热条件变化对沙质草地生态系统土壤碳氮生物地球化学循环过程的影响提供了土壤生态酶学理论依据。 展开更多

关键词 水热梯度 增温 降水减少 沙质草地 土壤温度 土壤含水率 土壤胞外酶活性

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不同有机物料还田对白浆土土壤化学计量特征及胞外酶活性的影响

5

作者 高瑞敏 严君 +6 位作者 韩晓增 陈旭 邹文秀 陆欣春 许梦琪 杨舒纯 蒋锐 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期198-205,215,共9页

为探究不同有机物料还田对白浆土土壤化学计量特征及胞外酶活性的影响,在东北白浆土地区开展2 a定位试验,设置常规耕作对照(CK,无秸秆无有机肥添加)、秸秆还田(S)、有机肥还田(M)和秸秆搭配有机肥还田(SM)共4个处理。结果表明,与CK相比... 为探究不同有机物料还田对白浆土土壤化学计量特征及胞外酶活性的影响,在东北白浆土地区开展2 a定位试验,设置常规耕作对照(CK,无秸秆无有机肥添加)、秸秆还田(S)、有机肥还田(M)和秸秆搭配有机肥还田(SM)共4个处理。结果表明,与CK相比,施用有机物料均可增加土壤有机碳、全氮和全磷含量,分别增加1.81%~6.91%、1.54%~7.48%和2.04%~7.26%,但对土壤C∶N、C∶P、N∶P无显著影响。施用有机物料均可显著增加土壤碳、氮、磷获取酶的活性,其中土壤氮获取酶活性的增加最为显著,增幅为60.03%~131.15%,且有机肥还田和秸秆搭配有机肥还田对3种土壤获取酶的提升效果优于秸秆还田处理。胞外酶化学计量散点图结果表明,土壤微生物群落受碳和磷的共同限制,而有机物料的投入可缓解这种限制;基于随机森林分析发现,土壤有效磷、碱解氮、微生物生物量碳、微生物量氮和微生物量磷是影响土壤微生物碳和磷限制指标的重要因素。 展开更多

关键词 白浆土 有机物料还田 土壤化学计量比 土壤胞外酶活性 土壤微生物养分限制

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酵素菌肥对碧螺春茶园土壤有效养分含量及酶活性的影响

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作者 张贾宇 徐宏佳 司文会 《现代园艺》 2025年第3期78-81,共4页

为揭示酵素菌肥与有机肥配施效果,于苏州碧螺春茶园中进行定位试验,设置仅施用有机肥(CK)、有机肥配施酵素菌肥A(T_(1))、有机肥配施酵素菌肥B(T_(2))和有机肥配施酵素菌肥C(T_(3))4个处理,探究酵素菌肥对茶园土壤有效养分含量、土壤微... 为揭示酵素菌肥与有机肥配施效果,于苏州碧螺春茶园中进行定位试验,设置仅施用有机肥(CK)、有机肥配施酵素菌肥A(T_(1))、有机肥配施酵素菌肥B(T_(2))和有机肥配施酵素菌肥C(T_(3))4个处理,探究酵素菌肥对茶园土壤有效养分含量、土壤微生物生物量和参与土壤养分转化相关酶活性的影响。结果表明,与单纯施用有机肥相比,有机肥配施酵素菌肥能够显著提高土壤有效养分含量,同时显著增加土壤酸性蛋白酶与酸性磷酸酶活性(P<0.05)。此外,3种酵素菌肥之间产生的效果也存在差异,与T_(2)处理相比,T_(1)处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾、微生物生物量碳和微生物生物量氮含量分别显著提高27.58%、19.79%、40.91%、38.87%和35.65%,且酸性蛋白酶和酸性磷酸酶活性分别显著提高41.33%和10.59%。主成分分析(PCA)结果进一步表明,土壤依据上述指标的评分顺序为T_(1)>T_(3)>T_(2)>CK。综上,酵素菌肥A能够显著改善土壤养分状况,增加土壤微生物活性,可作为优良菌肥在生产中推广应用。 展开更多

关键词 酵素菌肥 土壤改良 土壤有效养分含量 土壤胞外酶活性

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地形、树种和土壤属性对喀斯特山区土壤胞外酶活性的影响 被引量：32

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作者 罗攀 陈浩 +3 位作者 肖孔操 杨利琼 文丽 李德军 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2577-2585,共9页

土壤胞外酶在生态系统生物地球化学循环过程中扮演着重要角色,然而关于土壤胞外酶活性的主控因子研究还不够深入,特别是在偏碱性的钙质土壤区域相关研究尤其缺乏.本研究以典型喀斯特山区(木论国家级自然保护区)的林地为研究对象,采集不... 土壤胞外酶在生态系统生物地球化学循环过程中扮演着重要角色,然而关于土壤胞外酶活性的主控因子研究还不够深入,特别是在偏碱性的钙质土壤区域相关研究尤其缺乏.本研究以典型喀斯特山区(木论国家级自然保护区)的林地为研究对象,采集不同地形条件(不同坡位和坡向)、不同树种(厚壳桂和伞花木)下的表层土壤(0~15 cm),测定了与碳、氮、磷循环相关的6种水解酶的活性及相关土壤理化性质.研究运用方差分解,并结合多响应置换过程以及冗余分析技术分析了地形、树种和土壤理化性质对土壤酶活性的影响.结果表明,坡位对土壤酶活性有显著影响.树种和坡向对土壤酶活性的影响不显著.方差分解结果表明,地形、树种和土壤理化性质共同解释了土壤酶活性变化的55.3%,其中土壤因子是影响酶活性改变的主要因子,解释了44.2%的变异.而冗余分析的结果进一步表明在土壤因子中,pH、总氮和无机氮是影响土壤酶活性变化的主要指标.研究首次量化了喀斯特地区小尺度内地形、树种及土壤理化性质对土壤酶活性变化的影响.研究也说明了在喀斯特山区小尺度内土壤酶活性的变化可由土壤理化性质来表征. 展开更多

关键词 土壤胞外酶活性 地形 树种 土壤属性 喀斯特

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亚热带常绿阔叶林土壤胞外酶活性对碳输入变化及增温的响应 被引量：9

8

作者 刘珊杉 周文君 +6 位作者 况露辉 刘占锋 宋清海 刘运通 张一平 鲁志云 沙丽清 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1262-1272,共11页

土壤胞外酶来源于土壤微生物、植物和动物,是土壤生物地球化学过程的积极参与者,在森林生态系统的物质循环和能量流动过程中扮演着重要角色。为探明土壤胞外酶活性对碳输入变化及增温的响应,该研究基于长期增温、去除地表凋落物(以下简... 土壤胞外酶来源于土壤微生物、植物和动物,是土壤生物地球化学过程的积极参与者,在森林生态系统的物质循环和能量流动过程中扮演着重要角色。为探明土壤胞外酶活性对碳输入变化及增温的响应,该研究基于长期增温、去除地表凋落物(以下简称去凋)和切根处理的云南哀牢山亚热带常绿阔叶林控制实验平台,研究了不同处理(对照、去凋、切根、切根并增温)下表层矿质土壤(0–5和5–10 cm)与碳氮磷获取相关的胞外酶活性,包括多酚氧化酶(POX)、过氧化物酶(PER)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP)。结合铵态氮(NH4+-N)含量、硝态氮(NO3–-N)含量、溶解有机碳(DOC)含量、溶解总氮(DN)含量、土壤含水量(SWC)等相关指标,探讨凋落物碳输入、根系碳输入和温度变化对土壤胞外酶活性及其生态化学计量特征的影响。研究结果表明:在对照样方,除POX外其余酶活性均为0–5cm层显著高于5–10cm层。与对照相比,长期的凋落物去除显著降低了0–5 cm层土壤AP和BG活性,对NAG、PER和POX活性则无显著影响;长期切根处理显著降低了0–5 cm层土壤BG活性,但提高了两个土层PER活性;长期切根并增温处理显著降低了0–5 cm层AP和BG活性,对其余酶活性无显著影响。冗余分析结果显示SWC和NH4+-N含量是驱动土壤酶活性变化的重要因子。本研究为该生态系统土壤碳氮磷生物地球化学关键过程对全球变化的响应提供了土壤酶学的依据。 展开更多

关键词 土壤胞外酶活性 生态化学计量学 去除地表凋落物 切根 增温

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模拟增温和降雨增加对撂荒草地土壤胞外酶活性及计量特征的影响 被引量：7

9

作者 王兴 钟泽坤 +7 位作者 简俊楠 张硕宏 杨改河 任成杰 冯永忠 任广鑫 王晓娇 韩新辉 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2812-2821,共10页

土壤胞外酶活性是催化土壤有机质分解的关键限速步骤,而且对外界环境的变化极其敏感,然而却很少有研究聚焦于土壤胞外酶活性对气候变化的响应,尤其是在黄土高原地区.以黄土丘陵区撂荒草地为研究对象,野外模拟气候变暖和降水增加,通过测... 土壤胞外酶活性是催化土壤有机质分解的关键限速步骤,而且对外界环境的变化极其敏感,然而却很少有研究聚焦于土壤胞外酶活性对气候变化的响应,尤其是在黄土高原地区.以黄土丘陵区撂荒草地为研究对象,野外模拟气候变暖和降水增加,通过测定土壤理化性质、植被群落特征和土壤酶活性,探究土壤酶活性及计量比对气候变化的响应特征及驱动因素.结果表明,增温、增雨以及二者的交互作用均显著降低了土壤β-1,4-葡糖苷酶(BG)和纤维二糖水解酶(CBH)活性,然而,土壤β-1,4-木糖苷酶(BX)活性在气候变化处理下却呈现出增加趋势,其中,增温处理的增幅最大,达到了63.15%.增温增雨的交互显著增加了β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和亮氨酸胺肽酶(LAP)以及碱性磷酸酶(ALP)活性,分别增加了34.32%、12.97%和44.86%.增温显著增加了过氧化物酶(PER)活性,而增雨显著降低了PER酶活性,增雨以及增温增雨显著降低了多酚氧化酶(PPO)活性,这主要归因于植物群落科组成的变化.增雨和增温增雨处理下碳降解酶活性∶氮降解酶活性(CEs∶NEs)和氮降解酶活性∶磷降解酶活性(NEs∶PEs)显著降低,而碳降解酶活性∶磷降解酶活性(CEs∶PEs)在增温、增雨及其交互作用下均显著降低,增雨以及增温增雨处理下土壤酶化学计量的向量长度均低于对照处理,且向量角度均大于对照处理,表明土壤微生物在暖湿条件下的碳限制和氮限制程度有所减弱.主成分分析和冗余分析结果表明土壤水分含量和土壤有机碳含量是引起酶活性及计量特征变化的主要驱动因子.综上所述,气候变化下黄土丘陵区撂荒草地植被群落科组成的变化,尤其是木质素含量较低且具有固氮能力的豆科植物数量的增加以及土壤有机碳含量的增加会减弱土壤微生物的碳氮限制,研究结果可为理解脆弱生境地区在气候变化背景下土壤微生物的养分限制情况提供依据. 展开更多

关键词 气候变化 撂荒草地 土壤胞外酶活性 酶计量比 养分需求和限制

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宁夏东部荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤胞外酶活性响应 被引量：9

10

作者 郭天斗 于露 +5 位作者 孙忠超 马彦平 赵亚楠 梁丹妮 李志丽 王红梅 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2541-2548,共8页

以宁夏东部荒漠草原-灌丛地典型镶嵌体内部荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为对象,对各样地植丛和空斑下土壤特性及6种土壤胞外酶活性(纤维二糖水解酶、β-1,4-木糖苷酶、β-1,4葡萄糖苷酶、β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸... 以宁夏东部荒漠草原-灌丛地典型镶嵌体内部荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为对象,对各样地植丛和空斑下土壤特性及6种土壤胞外酶活性(纤维二糖水解酶、β-1,4-木糖苷酶、β-1,4葡萄糖苷酶、β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和碱性磷酸酶)进行分析,研究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中胞外酶的响应特征。结果表明:荒漠草原向灌丛地转变过程中,土壤水分、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量碳、微生物生物量氮均显著降低,且灌丛地显著低于草地26.0%~88.5%;除草地边缘土壤水分、有机碳空斑略高于植丛外,其他指标均表现为各样地植丛显著高于空斑3.9%~82.3%。6类土壤胞外酶活性在转变过程中均呈下降趋势,降幅为22.1%~82.4%,其中亮氨酸氨基肽酶和碱性磷酸酶降低最为显著,分别降低82.4%和75.5%;除灌丛地β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶在空斑显著高于植丛外,其他胞外酶活性均表现为各样地植丛高于空斑10.7%~42.7%;转变过程中6类胞外酶活性之间呈显著正相关,且均与土壤特性呈不同程度正相关,其中各类土壤胞外酶活性对土壤微生物生物量碳、氮及全氮响应较为积极。 展开更多

关键词 荒漠草原 灌丛引入 草原-灌丛镶嵌体 土壤特性 土壤胞外酶活性

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荒漠草地沙漠化对土壤养分和胞外酶活性的影响 被引量：9

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作者 吴秀芝 阎欣 +2 位作者 王波 刘任涛 安慧 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1082-1088,共7页

为探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量、土壤胞外酶活性的变化特征及土壤养分与土壤胞外酶活性的关系,采用空间序列代替时间演替的方法,对宁夏中北部盐池县荒漠草地不同沙漠化阶段(潜在沙漠化、轻度沙漠化、重度沙漠化、极度沙漠化)... 为探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量、土壤胞外酶活性的变化特征及土壤养分与土壤胞外酶活性的关系,采用空间序列代替时间演替的方法,对宁夏中北部盐池县荒漠草地不同沙漠化阶段(潜在沙漠化、轻度沙漠化、重度沙漠化、极度沙漠化)草地的土壤养分、土壤胞外酶活性进行了研究。结果表明,荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量和土壤胞外酶活性均表现出不同程度的变化。土壤速效氮、速效磷、铵态氮和硝态氮随着荒漠草地沙漠化程度的加剧均呈逐渐降低趋势;土壤速效氮、铵态氮和硝态氮随着草地沙漠化的加剧呈显著降低趋势,而荒漠草地沙漠化过程中土壤速效磷无显著变化。土壤速效氮对荒漠草地沙漠化的响应更加敏感,轻度沙漠化阶段、重度沙漠化阶段和极度沙漠化阶段土壤速效氮分别比潜在沙漠化阶段降低了12.0%、50.1%和54.4%。荒漠草地沙漠化过程中,土壤α-1,4-葡萄糖苷酶(AG)、β-1,4葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-木糖苷酶(BXYL)、β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)和碱性磷酸酶(AP)的活性均表现为潜在沙漠化>轻度沙漠化>重度沙漠化>极度沙漠化,随着荒漠草地沙漠化程度的加剧,土壤胞外酶的分解能力逐渐变弱。土壤胞外酶活性与土壤速效氮、铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关,表明土壤胞外酶可以反映土壤肥力水平。 展开更多

关键词 荒漠草地 沙漠化 土壤胞外酶活性 土壤养分

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闽江河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度土壤胞外酶活性特征 被引量：7

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作者 胡启凯 罗敏 +4 位作者 黄佳芳 吴杰 朱爱菊 谭季 李敬 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期3107-3116,共10页

为了揭示河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度下土壤胞外酶活性的时空变化差异,对闽江河口淡水潮汐沼泽湿地和半咸水潮汐沼泽湿地短叶茳芏(Cyperus malaccensis)植被下不同季节的土壤胞外酶活性、土壤容重和含水率、植物生物量、以及有机碳... 为了揭示河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度下土壤胞外酶活性的时空变化差异,对闽江河口淡水潮汐沼泽湿地和半咸水潮汐沼泽湿地短叶茳芏(Cyperus malaccensis)植被下不同季节的土壤胞外酶活性、土壤容重和含水率、植物生物量、以及有机碳特征值(SOC、POXC、DOC和C∶N比)进行测定与分析.研究结果表明在闽江河口天然盐度梯度上,当土壤盐度从0‰增加至4.2‰,土壤β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维素水解酶(CBH)、酚氧化酶(PHO)和过氧化物酶(PEO)活性均显著增加,增幅分别为201%、305%、493%和252%.沿着闽江河口天然盐度梯度,土壤容重和含水率以及孔隙水DOC浓度没有显著变化,但土壤易氧化有机碳(POXC)含量、有机碳(SOC)含量和土壤C∶N比逐渐减少.半咸水潮汐沼泽湿地站点短叶茳芏的地上生物量低于淡水潮汐沼泽湿地站点,但地下生物量则显著高于淡水潮汐沼泽湿地站点.4种土壤胞外酶活性均与土壤C∶N比呈现显著的负相关,酚氧化酶(PHO)和过氧化物酶(PEO)与土壤SOC含量呈负相关.土壤β-葡萄糖苷酶(BG)活性最高值出现在春季,而纤维素水解酶(CBH)活性最高值出现在夏季.以上研究结果表明,土壤盐度是影响闽江河口潮汐沼泽湿地生态系统土壤胞外酶活性和碳库演变的重要环境因子.从河口淡水潮汐沼泽湿地至低盐的半咸水潮汐沼泽湿地,沼泽植物地下生物量增加,与碳分解相关的土壤胞外酶活性增加,并抑制土壤的有机碳积累. 展开更多

关键词 盐度 有机碳 土壤胞外酶活性 河口潮汐沼泽湿地 闽江河口

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西南亚高山森林优势种不同种植方式根区土壤胞外酶活性对夜间增温的响应 被引量：3

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作者 罗林 刘庆 +6 位作者 黄艳 郭敏 胡星 张卓婷 贺合亮 赵春章 梁进 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期577-586,共10页

粗枝云杉(Picea asperata)是西南亚高山针叶林的主要建群种,而华西箭竹(Fargesia nitida)既是大熊猫的主食植物也是针叶林下优势物种,在该区域华西箭竹与粗枝云杉往往共存于天然林,而人工云杉林及次生箭竹林下两物种均单独存在.摸清二... 粗枝云杉(Picea asperata)是西南亚高山针叶林的主要建群种,而华西箭竹(Fargesia nitida)既是大熊猫的主食植物也是针叶林下优势物种,在该区域华西箭竹与粗枝云杉往往共存于天然林,而人工云杉林及次生箭竹林下两物种均单独存在.摸清二者单独及共存下根区土壤酶活性对气候变暖的响应,能为未来气候变化下该区域森林管理及熊猫生境恢复提供科技支撑.以箭竹和云杉为对象,采用红外加热器模拟增温,通过二者单种和混种,研究增温和植物互作对根区土壤胞外酶活性(EEA)的影响.结果显示:(1)增温显著增加了单种箭竹根区N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)和β-1,4-葡萄糖苷酶(BG),以及单种云杉根区NAG、BG、蔗糖酶(Suc)、酸性磷酸酶(AP)和混种根区蛋白酶(Pro)活性,显著降低了混种根区NAG和AP活性.(2)对照时箭竹根区NAG,云杉根区NAG和脲酶(Ure)及混种根区BG和Suc活性显著高于各自非根区,但箭竹根区AP和Pro活性较非根区显著减小;增温时与非根区相比,箭竹根区BG,云杉根区NAG、Pro、BG、Suc和AP及混种根区Ure和Suc活性均显著增大,而箭竹根区Suc、云杉根区Ure及混种根区BG和AP活性显著减小.(3)冗余分析表明EEA在对照时主要受土壤pH和含水量的影响,而增温时与pH、含水量、总氮和无机氮有显著的相关性.多元回归分析显示pH和总氮分别是两种情形下酶活性变异的最佳预测因子.以上结果说明,增温对单种根区土壤酶活性有促进作用,但此作用在混种时可能被掩盖或减弱;EEA受多种因素共同调控,对EEA起主导作用的土壤理化因子在增温背景下发生改变. 展开更多

关键词 华西箭竹 粗枝云杉 增温 单种 混种 土壤胞外酶活性 亚高山森林

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不同绿肥作物周年搭配种植下土壤微生物养分限制与土壤质量指数

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作者 张钦 姚单君 +5 位作者 廖恒 况胜剑 梁燕菲 曹卫东 朱青 秦松 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第1期77-88,共12页

【目的】绿肥作物种类多,对土壤理化性状和微生物活性的影响存在差异。我们从土壤微生物代谢与养分限制的角度探讨周年覆盖不同绿肥作物对土壤质量的影响,以期为周年覆盖绿肥的土壤生态效应提供理论依据,为果园、休耕地、撂荒地等空间... 【目的】绿肥作物种类多,对土壤理化性状和微生物活性的影响存在差异。我们从土壤微生物代谢与养分限制的角度探讨周年覆盖不同绿肥作物对土壤质量的影响,以期为周年覆盖绿肥的土壤生态效应提供理论依据,为果园、休耕地、撂荒地等空间闲置性土地的绿肥应用提供技术支撑。【方法】3年连续田间定位试验在贵州省农业科学院土壤肥料研究所进行,设置4个冬季和夏季绿肥组合处理:二月兰-小葵子(O-G)、二月兰-饭豆(O-P)、箭筈豌豆-小葵子(V-G)、箭筈豌豆-饭豆(V-P)。在第3年冬季绿肥盛花期采集0—20 cm耕层土样,测定土壤胞外酶活性、土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)含量,以及土壤pH及全量氮磷含量,计算土壤胞外酶化学计量比,并分析各土壤因子对土壤质量指数的贡献。【结果】不同绿肥作物轮作模式下土壤的pH、全氮(TN)、MBN、MBP、β-葡萄糖苷酶(BG)和酸性磷酸酶(ACP)活性差异显著。基于土壤胞外酶化学计量特征,所有处理受土壤微生物碳限制和磷限制,碳限制差异不显著,以O-G处理土壤的磷限制最低,较V-P处理低2%(P<0.05)。土壤pH、有效磷(AP)、可溶性有机碳(DOC)是驱动土壤胞外酶活性和微生物养分限制变化的关键因子,pH对土壤胞外酶活性有显著负效应,土壤全量碳、氮、磷含量对土壤胞外酶活性有显著正效应,对微生物碳限制有显著负效应。土壤胞外酶活性对微生物碳利用效率有显著正效应,主要受ACP活性调控。【结论】不同冬季与夏季绿肥作物组合覆盖的土壤,其pH值、全氮、微生物量氮、微生物量磷、β-葡萄糖苷酶活性、酸性磷酸酶活性具有显著差异,冬季绿肥对土壤微生物磷限制、土壤微生物碳利用效率产生显著影响,冬季绿肥与夏季绿肥的交互效应对土壤质量指数具有显著影响。箭筈豌豆-小葵子(V-G)处理的土壤微生物代谢受磷限制较小,且土壤微生物碳利用率和土壤质量指数最高,最利于调节微生物代谢,维持生态功能,提高土壤质量指数,可优选为土壤快速培肥的绿肥组合。 展开更多

关键词 冬季夏季绿肥组合 土壤胞外酶活性计量比 养分限制 微生物碳利用率 土壤质量指数

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大气CO_(2)和O_(3)浓度升高对水稻根际土壤胞外酶活性的影响 被引量：1

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作者 冷鹏 王建青 +4 位作者 谭云燕 邵亚军 王丽燕 施秀珍 张国友 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2185-2193,共9页

大气二氧化碳(CO_(2))和臭氧(O_(3))浓度升高是全球气候变化的主要特征之一。土壤胞外酶作为维持土壤生态系统服务功能的重要参与者,其活性对于大气CO_(2)和O_(3)浓度升高的响应特征及驱动机制研究,以及应对并缓解未来全球气候变化具有... 大气二氧化碳(CO_(2))和臭氧(O_(3))浓度升高是全球气候变化的主要特征之一。土壤胞外酶作为维持土壤生态系统服务功能的重要参与者,其活性对于大气CO_(2)和O_(3)浓度升高的响应特征及驱动机制研究,以及应对并缓解未来全球气候变化具有重要意义。本研究采用开顶式气室(OTCs)分别模拟大气CO_(2)浓度升高(环境大气+200μmol·mol^(-1),eCO_(2))、大气O_(3)浓度升高(环境大气+0.04μmol·mol^(-1),eO_(3))及其交互处理(环境大气+200μmol·mol^(-1)CO_(2)+0.04μmol·mol^(-1)O_(3),eCO_(2)+eO_(3)),探究水稻根际土壤胞外酶活性对大气CO_(2)和O_(3)浓度升高的响应。结果表明:与对照(环境大气)相比,eCO_(2)处理的土壤β-葡萄糖苷酶(βG)活性显著提高73.0%,而多酚氧化酶(PHO)、过氧化物酶(PEO)、酸性磷酸酶(AP)活性分别显著降低48.9%、46.6%和72.9%,纤维素水解酶(CBH)和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性则无明显变化;eO_(3)处理的土壤CBH、AP活性分别显著降低34.2%和30.4%;eCO_(2)+eO_(3)处理的土壤PHO、AP活性分别显著降低87.3%和32.3%。主坐标分析、置换多元方差分析和冗余分析显示,大气CO_(2)和O_(3)浓度升高均可显著影响土壤胞外酶活性,且大气CO_(2)浓度升高对土壤胞外酶活性的影响程度高于O_(3)浓度升高;根系氮含量、根系碳氮比、土壤硝态氮和土壤微生物生物量碳是土壤胞外酶活性的主要驱动因子;大气O_(3)浓度升高能够部分中和大气CO_(2)浓度升高对土壤胞外酶活性的影响。综上,大气CO_(2)和O_(3)浓度升高抑制了大部分土壤胞外酶活性,表明未来气候变化潜在威胁着农田土壤生态系统服务功能。 展开更多

关键词 气候变化 土壤胞外酶活性 CO_(2)浓度升高 O_(3)浓度升高 开顶式气室(OTC)

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长期施肥对红壤稻田土壤微生物生物量和酶活性的影响 被引量：32

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作者 夏文建 柳开楼 +10 位作者 张丽芳 刘佳 叶会财 邓国强 李大明 李祖章 王萍 李瑶 杨成春 彭春瑞 陈金 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期628-637,共10页

研究长期施肥下红壤双季稻田土壤胞外酶活性(EEAs)变化特征及其主要驱动因子,可为该地区稻田土壤培肥和合理施肥提供理论依据。选择持续了37a的长期定位试验的不施肥(CK)、化肥(NPK)、高倍化肥(HNPK)和化肥有机肥配施(NPKM)4个处理,采... 研究长期施肥下红壤双季稻田土壤胞外酶活性(EEAs)变化特征及其主要驱动因子,可为该地区稻田土壤培肥和合理施肥提供理论依据。选择持续了37a的长期定位试验的不施肥(CK)、化肥(NPK)、高倍化肥(HNPK)和化肥有机肥配施(NPKM)4个处理,采用微孔板荧光法测定了土壤胞外酶活性,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),并通过主成分分析和冗余分析探讨土壤胞外酶分布特征及其与土壤养分和微生物生物量碳氮的关系。研究结果显示,长期施肥提高了土壤养分含量和水稻产量;与CK处理相比,NPKM处理土壤MBC和MBN分别提高了60.2%和60.4%,土壤α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(ACP)活性分别提高12.7%、41.1%、36.2%和50.0%,酚氧化酶(POX)活性下降29.7%。红壤稻田土壤EEAs的变化主要由养分因子驱动,其中土壤全氮(TN)和MBC是关键的决定因子,分别解释了酶活性变异的34.3%和20.9%。化肥配施有机肥有利于土壤养分、微生物生物量和土壤胞外酶活性提高,是维持作物高产和提升土壤质量最优的施肥管理措施。 展开更多

关键词 长期施肥 化肥有机肥配施 红壤性水稻土 土壤养分 土壤胞外酶活性

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秸秆覆盖和配施有机肥对侵蚀坡耕地土壤胞外酶化学计量特征的影响 被引量：11

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作者 王珮环 张晴雯 +3 位作者 石玉龙 李孟妮 李雪亮 黄新君 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期459-471,共13页

【目的】土壤胞外酶化学计量特征能够反映养分的有效性和限制性,探究侵蚀生境有机物料添加对耕地土壤酶活性特征的影响,从微生物作用机制认识坡耕地的退化诱因。【方法】研究在我国西南紫色土丘陵区坡耕地观测径流小区进行,试验已进行了... 【目的】土壤胞外酶化学计量特征能够反映养分的有效性和限制性,探究侵蚀生境有机物料添加对耕地土壤酶活性特征的影响,从微生物作用机制认识坡耕地的退化诱因。【方法】研究在我国西南紫色土丘陵区坡耕地观测径流小区进行,试验已进行了8年。设置4个保护性措施处理:无秸秆覆盖无有机肥添加对照(CK)、有机肥替代20%化肥氮(OM)、秸秆覆盖替代20%化肥氮(SW)、秸秆覆盖+有机肥替代20%化肥氮(OMSW)。采集侵蚀区和沉积区0—20 cm耕层土样,测定土壤胞外酶活性和颗粒组成及土壤不同形态C、N、P含量,分析土壤胞外酶化学计量特征、土壤养分化学计量比和土壤可蚀性因子的关联性。【结果】坡耕地各处理沉积区土壤β-葡萄糖苷酶(BG)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、碱性磷酸酶(AKP)活性分别显著高于侵蚀区52.31%、50.60%、16.97%、13.11%。土壤胞外酶活性计量比约为1∶0.79∶1.13,偏离1∶1∶1,4种处理的土壤酶活性表现为SW>OMSW>CK>OM。4种处理矢量角度均表现为侵蚀区>沉积区(P<0.05),矢量长度表现为侵蚀区<沉积区(P<0.05)。4种处理的矢量角度均大于45°,同时4个处理的矢量长度均在1∶1线上方,坡耕地总体受磷限制(养分限制)和碳限制(能量限制)。【结论】坡耕地侵蚀加速了土壤碳、氮、磷的周转速率,各处理沉积区土壤BG、NAG、LAP、AKP活性显著高于侵蚀区。坡耕地总体受养分限制(磷限制)和能量限制(碳限制),土壤胞外酶活性计量比偏离1∶1∶1,侵蚀区受养分限制较重,而沉积区受能量限制较重,侵蚀−沉积作用促使坡耕地土壤由磷限制转变为碳限制。秸秆覆盖并添施有机肥可以缓解土壤胞外酶活性化学计量失衡,其中秸秆覆盖可以显著增加土壤酶活性,缓解土壤磷限制,促进土壤养分循环。 展开更多

关键词 紫色土 土壤侵蚀 土壤酶活性 土壤胞外酶活性计量比 养分限制

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不同有机物料改善富磷菜田土壤微生物结构功能和蔬菜磷素吸收利用研究 被引量：2

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作者 李琳琳 石宁 王菲 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期114-127,共14页

【目的】碳是微生物代谢活动的优质养分和能量来源,对根际微生物的群落结构和生态功能具有重大影响。解析碳驱动微生物周转对作物吸收利用磷的影响,探索富磷土壤中磷素高效利用的绿色途径。【方法】蔬菜田间试验分别在山东东营(潮土)和... 【目的】碳是微生物代谢活动的优质养分和能量来源,对根际微生物的群落结构和生态功能具有重大影响。解析碳驱动微生物周转对作物吸收利用磷的影响,探索富磷土壤中磷素高效利用的绿色途径。【方法】蔬菜田间试验分别在山东东营(潮土)和淄博(褐土)进行,供试作物依次为番茄、西葫芦。设置不施肥对照(CK)、优化施肥(OPT)、优化施肥+腐植酸(OPT+HA)、优化施肥+蚯蚓粪(OPT+EC)、优化施肥+菌渣(OPT+MR) 5个处理。在拉秧期采集土样分析土壤碳、磷养分含量,碳、磷相关胞外酶活性以及土壤细菌群落特征。【结果】1)有机物料投入提高了番茄和西葫芦产量及磷吸收积累量。2)在OPT基础上,增施HA、EC和MR可显著提高土壤肥力和酶活性,以MR的提升效果最为显著。在东营,增施MR处理土壤微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量较OPT处理分别提高了17.46%和17.03%,土壤β-葡萄糖苷酶(β-GC)和酸性磷酸酶(ACP)活性分别显著提高了19.75%和13.12%,土壤有效磷含量显著降低了28.50%;在临淄,增施MR土壤各类碳组分含量较OPT处理均有显著提高,增幅在16.19%~54.30%,土壤β-GC活性显著提高了24.55%。3)增施EC和MR显著提高了土壤细菌群落Chao1指数和Shannon指数;增施MR显著提高了土壤中突柄杆菌(Prosthecobacter)、堆囊菌属(Sorangium)相对丰度,增施HA显著提升了土壤中Vermiphilaceae、MWH_CFBk5、Pedobacter相对丰度;增施EC的土壤中富集了Fodinicola和Phaselicystis,改变了土壤微生物群落结构。【结论】在优化施肥基础上,增施有机物料,尤其是菌渣,可有效提高土壤可溶性有机碳比例,增加土壤β-葡萄糖苷酶活性,显著改善土壤微生物群落结构,提高有益菌群丰度,增强土壤磷的活化,进而提高了蔬菜对磷的吸收和利用,降低了土壤中有效磷含量。因此,在富磷土壤上,优化施肥配合增施菌渣是提高土壤微生物活性及蔬菜磷素吸收积累的可行措施。 展开更多

关键词 富磷土壤 土壤碳组分 土壤胞外酶活性 土壤微生物生物量 Α多样性

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树种混交对马尾松和红锥根际与非根际土壤微生物资源限制的影响

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作者 白昱欣 刘润洪 +1 位作者 苏洁桦 申卫军 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第23期10770-10781,共12页

营造混交林是增强人工林生态系统功能并实现其可持续发展的有效方法,土壤酶化学计量比是评估微生物资源限制状况的有效指标,但树种混交如何影响根际与非根际土壤微生物资源限制状况有待探究。选取马尾松-红锥混交林及其对应的纯林作为... 营造混交林是增强人工林生态系统功能并实现其可持续发展的有效方法,土壤酶化学计量比是评估微生物资源限制状况的有效指标,但树种混交如何影响根际与非根际土壤微生物资源限制状况有待探究。选取马尾松-红锥混交林及其对应的纯林作为研究对象,测定5种不同林分类型根际和非根际土壤的理化性质、胞外酶活性及其化学计量比,探讨树种混交对土壤养分以及微生物资源限制状况的影响及其主要驱动因素。结果表明:(1)树种混交显著改善了土壤养分状况,同龄混交对养分的改善效果优于异龄混交。同龄混交林SOM比异龄混交林高33%(非根际土)—64%(根际土),TP比异龄混交林高17%(非根际土)—30%(根际土),NH_(4)^(+)-N比异龄混交林高65%(非根际土)—102%(根际土);(2)混交林非根际土的C限制强度显著高对应纯林,但根际土中C限制程度显著低于纯林;在所有林分类型的土壤中,微生物都受到强烈的P限制;(3)根际土受树种混交的影响比非根际土更强,土壤pH值、有机质和氮磷养分的含量是驱动酶活性变化和影响微生物资源限制的关键因子。综上,在针叶纯林中引入阔叶树种不仅能改善土壤养分状况,并且能够缓解土壤微生物生长代谢的C和P限制,为针阔混交人工林在改善土壤微生物资源限制方面的应用提供了科学依据。 展开更多

关键词 混交林 纯林 土壤理化性质 土壤胞外酶活性

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林火干扰后大兴安岭多年冻土区土壤胞外酶活性变化特征及其影响因素

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作者 沈阳 李晓英 +3 位作者 蔡慧颖 许涛 李景涛 陈魁 《应用生态学报》 2025年第2期497-503,共7页

探究火后多年冻土区土壤酶活性的变化特征及其影响因素有助于预测和评估气候变暖对多年冻土区生态系统的影响。本研究选取大兴安岭北部多年冻土区2015年火烧迹地分析未火烧、轻度火烧、重度火烧区0~60 cm深度土壤中的脲酶(UR)、酸性磷酸... 探究火后多年冻土区土壤酶活性的变化特征及其影响因素有助于预测和评估气候变暖对多年冻土区生态系统的影响。本研究选取大兴安岭北部多年冻土区2015年火烧迹地分析未火烧、轻度火烧、重度火烧区0~60 cm深度土壤中的脲酶(UR)、酸性磷酸酶(AP)、乙酰基葡萄糖苷酶(NAG)、β-葡萄糖苷酶(βG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)等胞外酶活性变化特征及其影响因素。结果表明:火烧强度、土壤深度和土壤理化性质对土壤胞外酶活性均有显著影响。与未火烧点相比,轻度火烧点土壤的UR、AP、βG和LAP活性升高了59.8%~241.7%,NAG活性降低了35.5%;重度火烧点所有土壤酶活性均升高,增幅为26.0%~206.0%。随土壤深度增加,土壤酶活性逐渐降低。冗余分析表明,土壤温度(ST)、全磷(TP)、C∶P、C∶N、土壤深度和土壤含水量(SWC)是土壤酶活性的重要影响因子,贡献率分别为70.9%、12.2%、4.7%、3.6%、2.9%和1.9%;土壤酶活性与ST、TP、C∶P、C∶N和SWC呈显著正相关,与土壤深度呈显著负相关。林火及其诱发的土壤理化性质变化共同影响土壤胞外酶活性,且火烧强度越大影响越显著。 展开更多

关键词 林火 多年冻土 大兴安岭 土壤胞外酶活性 火烧强度

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