祁連山寺大隆林區(qū)4種森林樹(shù)種土壤酶活性變化特征

魏淑蓮

摘要：研究祁連山寺大隆林區(qū)4種森林樹(shù)種土壤酶活性變化特征，為祁連山寺大隆林區(qū)水源涵養(yǎng)研究提供科學(xué)依據(jù)。本文采用野外采樣，室內(nèi)分析方法，研究了祁連山寺大隆林區(qū)4種建群森林樹(shù)種土壤酶活性變化特征。結(jié)果表明：4種森林樹(shù)種土壤剖面0～40cm土層脲酶活性、蔗糖酶活性、磷酸酶活性和多酚氧化酶活性均值由大到小的變化順序依次為：青海云杉林>祁連圓柏林>濕性灌叢林>干性灌叢林。

關(guān)鍵詞： ? ?祁連山; ? ? 寺大隆; ? ? 森林樹(shù)種; ? 酶活性

中圖分類號(hào)：S714.2 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：

祁連山的冷龍嶺分布著茂密的森林，是河西地區(qū)重要的水源涵養(yǎng)林[1]。目前，由于超載過(guò)牧，林分質(zhì)量下降，水資源涵養(yǎng)調(diào)蓄能力削弱[2-4]。因此，研究祁連山森林樹(shù)種土壤酶活性變化特征對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)具有重要的意義。有關(guān)祁連山的不同土壤、森林、草地對(duì)土壤有機(jī)碳及土壤理化性質(zhì)的變化規(guī)律前人做了大量的研究工作。 曾立雄等[5]研究得出祁連山青海云杉林生物量平均值為115.83 t/hm2，碳密度平均值為 60.23t/hm2;趙錦梅等[6]研究得出祁連山東段輕度、中度和重度退化草地土壤有機(jī)碳密度在 0-10 cm 土層顯著高于其他土層;何志斌等[7]研究發(fā)現(xiàn)祁連山青海云杉林表層土壤有機(jī)碳含量的平均值為（84.9±26.7）g/kg ;朱猛等[8]研究發(fā)現(xiàn)祁連山中段草地0～60cm 土壤有機(jī)碳密度均值為 22.31kg/m2;馬瑞等[9]研究認(rèn)為祁連山河谷高寒草地土壤含水量、容重、孔隙度和全氮含量等性狀與河谷高寒草地植被群落的蓋度、生物量和豐富度等植被特征之間有密切的相關(guān)關(guān)系;王順利等[10]研究認(rèn)為祁連山高海拔牧坡草地土壤含水量和容重與有機(jī)碳、 全氮、全鉀具有顯著相關(guān)性;張光德等[11]研究表明祁連山有機(jī)碳表現(xiàn)為青海云杉>祁連圓柏>亞高山灌叢>干草原;馬劍等[12]研究表明祁連山中段青海云杉林不同海拔梯度下土壤有機(jī)質(zhì)含量具有明顯的表聚效應(yīng)。

綜上所述，有關(guān)祁連山的森林、草地和土壤的研究，主要集中在不同土層生物量、有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳、有機(jī)碳密度、含水量、容重和孔隙度方面，而祁連山寺大隆林區(qū)4種森林樹(shù)種土壤酶活性變化特征報(bào)道文獻(xiàn)較少，本文以祁連山寺大隆林區(qū)青海云杉林、祁連圓柏林、濕性灌叢林、干性灌叢林4種森林樹(shù)種為研究對(duì)象，旨在為保護(hù)祁連山生態(tài)環(huán)境提供技術(shù)支撐。

1 研究地點(diǎn)概況與研究方法

1.1 研究地點(diǎn)概況

研究地點(diǎn)位于祁連山北坡西水自然保護(hù)站的寺大隆林區(qū)，代表性植物是：吉拉柳（Salix gilashanica C）、杯腺柳（Salix cupularis Rehd）;灌木林樹(shù)種有：鬼箭錦雞兒，（Caragana jubata）、青海杜鵑（Rhododendron qinghaiense Ching ）、肋果沙棘（Hippophae neurocarpa S.W.Liu）、金露梅（Potentillafruticosa）、琵琶柴（Reaumuria soongonica （PalL）Maxim）等。草木植物有：鵝冠草（Rosegneria kamoji）、扁穗冰草（Agropyron cristatum L）、扁穗茅（Littledalea racemosa）、早熟禾（Poaannua）、合頭草（Sympegma regelii）、披堿草（Elymus dahuricus）[13]。研究地點(diǎn)基本情況（表1）

1.2 ?研究方法

1.2.1樣品采集方法 ? 2020年7月12日在祁連山中段西水自然保護(hù)站的寺大隆林區(qū)北坡，選擇具有代表性的青海云杉林、祁連圓柏林、濕性灌叢林、干性灌叢林設(shè)置20 m×20 m的樣品采集方，每個(gè)樣方垂直挖掘3個(gè)土壤剖面，按照0～10cm、10～20cm、20～30cm和30～40cm間距劃分4層，按照4、3、2、1土層的順序分別采集土樣4kg，用4分法帶回1 kg新鮮土樣室內(nèi)測(cè)定酶活性。

1.2.2測(cè)定項(xiàng)目及方法 ? 土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性測(cè)定方法，參考關(guān)松蔭的土壤酶及其研究法[14] 。

1.2.3數(shù)據(jù)處理 差異顯著性采用DPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，多重比較，LSR檢驗(yàn)法。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 4種森林樹(shù)種土壤剖面脲酶活性變化特征

由表2可知，4種森林樹(shù)種0～40cm土層脲酶活性均值為：青海云杉林>祁連圓柏林>濕性灌叢林>干性灌叢林。青海云杉林與祁連圓柏林、濕性灌叢林和干性灌叢林比較，脲酶活性增加2.60%、23.44%和46.30%。 4種森林樹(shù)種土壤剖面不同層次脲酶活性由大到小的變化順序依次為：0～10cm>10～20cm>20～30cm>30～40cm，青海云杉林0～10cm土層與10～20cm土層比較，脲酶活性增加4.88%（P>0.05），與20～30cm和30～40cm土層比較，脲酶活性增加11.69%和22.86%（P<0.01）;祁連圓柏林0～10cm土層與10～20cm比較，脲酶活性增加3.70%（P>0.05），與20～30cm和30～40cm土層比較，脲酶活性增加12.00%和21.74%（P<0.01）;濕性灌叢林0～10cm土層與10～20cm比較，脲酶活性增加4.48%（P>0.05），與20～30cm和30～40cm土層比較，脲酶活性增加12.90%和20.69%（P<0.01）;干性灌叢林0～10cm土層與10～20cm層比較，脲酶活性增加5.26%（P<0.05），與20～30cm和30～40cm土層比較，脲酶活性增加13.38%和27.66%（P<0.01）。

2.2 4種森林樹(shù)種土壤剖面蔗糖酶活性變化特征

由表2可知，4種森林樹(shù)種0～40cm土層蔗糖酶活性均值為：青海云杉林>祁連圓柏林>濕性灌叢林>干性灌叢林，青海云杉林0～40 cm土層蔗糖酶活性是祁連圓柏林、濕性灌叢林和干性灌叢林的1.22、1.49和2.11倍。4種森林樹(shù)種土壤剖面不同層次蔗糖酶活性由大到小的變化順序依次為：0～10cm>10～20cm>20～30cm>30～40cm，青海云杉林0～10cm土層與10～20cm土層比較，蔗糖酶活性增加6.49%（P<0.05），與20～30cm和30～40cm土層比較，蔗糖酶活性增加15.76%和28.77%（P<0.01）;祁連圓柏林0～10cm土層與10～20cm比較，蔗糖酶活性增加6.23%（P<0.05），與20～30cm和30～40cm土層比較，蔗糖酶活性增加15.63%和28.72%（P<0.01）;濕性灌叢林與10～20cm比較，蔗糖酶活性增加5.23%（P<0.05），與20～30cm和30～40cm土層比較，蔗糖酶活性增加19.76%和39.34%（P<0.01）;干性灌叢林0～10cm土層與10～20cm、20～30cm和30～40cm土層比較，蔗糖酶活性增加11.35%、26.73%和47.04%（P<0.01）。

2.3 4種森林樹(shù)種土壤剖面磷酸酶活性變化特征

由表2可知，4種森林樹(shù)種0～40cm土層磷酸酶活性均值為：青海云杉林>祁連圓柏林>濕性灌叢林>干性灌叢林，青海云杉林0～40 cm土層磷酸酶活性是祁連圓柏林、濕性灌叢林和干性灌叢林的1.17、1.46和1.67倍。4種森林樹(shù)種土壤剖面不同層次磷酸酶活性由大到小的變化順序依次為：0～10cm>10～20cm>20～30cm>30～40cm，青海云杉林0～10cm土層與10～20cm、20～30cm和30～40cm土層比較，磷酸酶活性增加11.38%、26.81%和47.72%（P<0.01）;祁連圓柏林0～10cm土層與10～20cm、20～30cm和30～40cm土層比較，磷酸酶活性增加11.18%、26.50%和47.33%（P<0.01）;濕性灌叢林0～10cm土層與10～20cm、20～30cm和30～40cm土層比較，磷酸酶活性增加14.12%、32.89%和58.20%（P<0.01）;干性灌叢林0～10cm土層與10～20cm、20～30cm和30～40cm土層比較，磷酸酶活性增加16.36%、26.73%和51.48%（P<0.01）。

2.3 4種森林樹(shù)種土壤剖面多酚氧化酶活性變化特征

由表2可知，4種森林樹(shù)種0～40cm土層多酚氧化酶活性均值為：青海云杉林>祁連圓柏林>濕性灌叢林>干性灌叢林，青海云杉林0～40 cm土層與祁連圓柏林、濕性灌叢林和干性灌叢林比較，多酚氧化酶活性增加14.14%、37.81%和66.18%。4種森林樹(shù)種土壤剖面不同層次多酚氧化酶活性由大到小的變化順序依次為：0～10cm>10～20cm>20～30cm>30～40cm，青海云杉林0～10cm土層與10～20cm、20～30cm和30～40cm土層比較，多酚氧化酶活性增加13.82%、35.92%和66.67%（P<0.01）;祁連圓柏林0～10cm土層與10～20cm、20～30cm和30～40cm土層比較，多酚氧化酶活性增加14.42%、32.22%和46.91%（P<0.01）;濕性灌叢林0～10cm土層與10～20cm、20～30cm和30～40cm土層比較，多酚氧化酶活性增加12.64%、28.95%和48.49%（P<0.01）;干性灌叢林0～10cm土層與10～20cm、20～30cm和30～40cm土層比較，多酚氧化酶活性增加10.81%、28.13%和57.69%（P<0.01）。

3小結(jié)

土壤脲酶活性是衡量土壤有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氮的重要指標(biāo)，土壤蔗糖酶活性表征土壤的肥沃程度[15-16]，土壤磷酸酶活性可以評(píng)價(jià)土壤磷素轉(zhuǎn)化的強(qiáng)度，土壤多酚氧化酶常用來(lái)表征土壤腐殖質(zhì)的含量[[17-18]] 。4種森林樹(shù)種土壤剖面0～40cm土層脲酶活性、蔗糖酶活性、磷酸酶活性和多酚氧化酶活性均值為：青海云杉林>祁連圓柏林>濕性灌叢林>干性灌叢林，這種變化規(guī)律與不同樹(shù)種土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳含量有關(guān)[19]。4種森林樹(shù)種土壤酶活性在整個(gè)土壤剖面上均隨土層深度增加而降低。

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