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中亚热带不同母质和森林类型土壤生态酶化学计量特征 被引量：67
1
作者 张星星 杨柳明 +5 位作者 陈忠 李一清 林燕语 郑宪志 楚海燕 杨玉盛 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第16期5828-5836,共9页
土壤生态酶化学计量比作为衡量土壤微生物能量和养分资源限制状况的重要指标,是当前生态学领域研究的热点之一,然而关于土壤母质和森林类型在调控土壤生态酶化学计量比中所扮演的角色及作用机制尚不明确。分别以砂岩和花岗岩发育的米槠... 土壤生态酶化学计量比作为衡量土壤微生物能量和养分资源限制状况的重要指标,是当前生态学领域研究的热点之一,然而关于土壤母质和森林类型在调控土壤生态酶化学计量比中所扮演的角色及作用机制尚不明确。分别以砂岩和花岗岩发育的米槠林和杉木林土壤为研究对象,通过测定土壤物理化学性质、微生物量碳、氮和磷及土壤酶活性,探讨不同母岩发育的米槠林和杉木林土壤生态酶化学计量特征。结果显示,花岗岩发育的土壤酸性磷酸酶活性(AP)显著高于砂岩发育的土壤,βG:AP和NAG:AP的值显著低于砂岩发育的土壤。其中,花岗岩发育的米槠林土壤βG:AP和NAG:AP的值都显著高于杉木林,砂岩发育的土壤βG:AP和NAG:AP的值在两个林分间呈相反的结果。结果表明土壤生态酶化学计量比能够反映不同森林土壤之间磷养分限制强度,花岗岩比砂岩土壤受磷养分限制更严重。相关分析表明,土壤酶活性及生态酶化学计量比与土壤生物因子和非生物因子密切相关,而冗余分析发现土壤pH、总磷(TP)和微生物量碳(MBC)分别解释土壤酶活性和生态酶化学计量比变异的56.9%、27.9%和12.3%。未来森林经营及管理应考虑土壤母质和森林类型差异对区域森林土壤养分循环的影响。 展开更多
关键词 母质 森林类型 土壤生态酶化学计量 土壤酶活性 土壤养分
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有机肥替代化学氮肥的不同比例对海南橡胶林土壤养分和酶活性的影响 被引量：2
2
作者 陆问 徐文娴 +5 位作者 苏天燕 于磊 蒋亚敏 鲁静丽 刘文杰 杨秋 《热带生物学报》 2024年第6期745-755,共11页
开展不同比例有机肥替代化学氮肥对橡胶林土壤养分和酶活性的影响研究,对有机肥替代化学氮肥的合理替代比例选择和天然橡胶产业的可持续发展具有重要意义。选取海南省白沙黎族自治县珠碧江农场橡胶林为研究对象,利用等量施氮的原则从202... 开展不同比例有机肥替代化学氮肥对橡胶林土壤养分和酶活性的影响研究,对有机肥替代化学氮肥的合理替代比例选择和天然橡胶产业的可持续发展具有重要意义。选取海南省白沙黎族自治县珠碧江农场橡胶林为研究对象,利用等量施氮的原则从2022年6月设置6组不同处理:不施肥处理(CK)、常规施肥处理(NPK)、有机肥替代25%化学氮肥处理(25%M)、有机肥替代50%化学氮肥处理(50%M)、有机肥替代75%化学氮肥处理(75%M)、有机肥替代100%化学氮肥处理(100%M)。施肥4个月后采集不同处理0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm和40~60 cm的土壤样品,分析了土壤养分和酶活性特征。结果表明:1)相比NPK处理,25%M处理显著提高0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层土壤有机碳(SOC)含量;75%M处理均显著提高0~10 cm和10~20 cm土层土壤全氮(TN)含量;75%M、100%M处理显著提高0~10 cm土层土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量;25%M处理显著提高0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm土层土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量;100%M处理显著提高0~10 cm和10~20 cm土层土壤速效磷(AvP)含量。2)相比于CK处理,75%M处理显著提高10~20 cm和40~60 cm土层土壤C(β-1,4-葡萄糖苷酶,BG)、N(L-亮氨酸氨基肽酶,LAP;β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶,LAP)、P(酸性磷酸酶,AP)循环酶活性。3)随机森林模型结果表明,影响C、N、P循环酶活性的主要因子有pH、SOC、土壤含水量(SWC)、TN、AvP、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N。4)与NPK处理相比,50%M、75%M和100%M处理橡胶单株累积产量分别提高11.9%、16.4%和11.8%。综上所述,75%的有机肥替代比例能提高土壤TN含量和土壤C、N、P循环相关酶活性,从而改善橡胶林土壤环境,也能更好地提高橡胶单株产量,有利于促进橡胶生产的可持续发展。 展开更多
关键词 橡胶林 有机肥替代 土壤酶活性 土壤酶生态化学计量 土壤养分
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不同林龄油茶人工林土壤酶化学计量及其影响因素 被引量：51
3
作者 乔航 莫小勤 +4 位作者 罗艳华 刘兴元 胡亚军 陈香碧 苏以荣 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1887-1896,共10页
土壤酶化学计量比是揭示微生物生长代谢过程及评价土壤养分资源限制状况的重要指标。油茶是中国南方主要的木本油料作物,近年来愈来愈受关注,但鲜有从生态化学计量学的角度深入理解人工经济林的土壤微生物养分限制状况。本文以亚热带地... 土壤酶化学计量比是揭示微生物生长代谢过程及评价土壤养分资源限制状况的重要指标。油茶是中国南方主要的木本油料作物,近年来愈来愈受关注,但鲜有从生态化学计量学的角度深入理解人工经济林的土壤微生物养分限制状况。本文以亚热带地区不同林龄油茶人工林土壤为研究对象,采用时空互代法在区域尺度上随机选取32个不同林龄油茶人工林并将其分为四个林龄组(<9年幼龄林;9—20年近熟林;21—60年成熟林;> 60年过熟林),通过测定土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)转化酶活性(β-葡糖苷酶(BG)、α-纤维素酶(CBH)、β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP))及土壤理化因子,探讨不同林龄油茶人工林土壤C、N、P转化酶化学计量特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明:五种C、N、P转化酶活性均有随林龄增大而增加的趋势,且AP活性显著高于其它四种酶活性。相关分析结果表明,五种土壤C、N、P转化酶活性均与土壤有机碳和总氮显著相关,与土壤总磷和速效磷含量不相关。土壤酶化学计量比ln(CBH+BG)∶ln(NAG+LAP)、ln(CBH+BG)∶ln(AP)和ln(NAG+LAP)∶ln(AP)均随林龄增大而一定程度增加。亚热带区油茶人工林土壤酶C∶N∶P化学计量比为1∶1∶1.5,这与全球生态系统土壤酶C∶N∶P化学计量比1∶1∶1相偏离,表明亚热带地区油茶人工林土壤微生物生长受磷素限制。冗余分析(RDA)进一步揭示土壤有机碳含量是影响土壤酶活性和酶化学计量比的主要因子。因此,在油茶人工林经营管理中应考虑磷和外源碳的投入,提高土壤微生物酶活性,缓解油茶人工林生态系统的磷限制。研究结果可为亚热带区油茶人工林土壤养分管理和可持续利用提供基础理论支撑。 展开更多
关键词 油茶 林龄 土壤酶活性 土壤酶化学计量 养分限制
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凋落物添加和移除对杉木人工林土壤水解酶活性及其化学计量比的影响 被引量：28
4
作者 刘仁 陈伏生 +4 位作者 方向民 万松泽 卜文圣 王辉民 李建军 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第16期5739-5750,共12页
土壤生态酶化学计量比可用于评估微生物碳(C)、氮(N)和磷(P)养分的需求状况。以往从凋落物输入量变化对生态酶化学计量比的角度来探讨杉木人工林土壤养分状况的研究较少。以亚热带杉木人工林为研究对象,采用随机区组实验设计,对12块杉... 土壤生态酶化学计量比可用于评估微生物碳(C)、氮(N)和磷(P)养分的需求状况。以往从凋落物输入量变化对生态酶化学计量比的角度来探讨杉木人工林土壤养分状况的研究较少。以亚热带杉木人工林为研究对象,采用随机区组实验设计,对12块杉木人工林样地进行3种凋落物处理(凋落物添加(LA);凋落物移除(LR);对照(CK)),通过测定土壤C、N和P水解酶(β-葡糖苷酶(BG)、半纤维素酶(CB)、β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(AP))的活性及土壤理化性质,探讨凋落物添加和移除对杉木人工林土壤养分状况的影响。结果表明:LR显著抑制了AP、BG、CB、NAG和LAP活性,同时降低了土壤含水量(SMC)、有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和有效氮含量;而LA对以上指标均存在显著的正效应,表明凋落物输入量变化主要是通过改变土壤水分和养分状况来影响水解酶的活性。LR和CK处理下土壤酶活性比ln(BG+CB):ln(AP)和ln(NAG+LAP):ln(AP)均低于全球尺度上土壤酶活性比ln(BG+CB):ln(AP)(0.62)和ln(NAG+LAP):ln(AP)(0.44),表明亚热带地区杉木人工林土壤微生物生长受磷限制;LA处理的土壤的ln(BG+CB):ln(AP)和ln(NAG+LAP):ln(AP)均高于全球尺度,表明LA在一定程度上缓解了土壤磷限制,生态酶化学计量比响应的差异表明磷可能是驱动亚热带杉木人工林土壤生态酶化学计量比内在联系的关键因子。相关分析表明SMC、SOC和有效氮含量与土壤酶活性及其化学计量比呈极显著正相关关系,因此,生态酶化学计量比可作为表征土壤当前养分有效性状况的重要指标,该研究可为亚热带杉木人工林土壤养分管理和可持续性经营提供科学的基础理论。 展开更多
关键词 森林管理 水解酶活性 土壤生态酶化学计量比 杉木人工林 土壤养分
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松嫩平原芦苇湿地土壤酶活性剖面分布特征及其微生物养分限制指示作用 被引量：4
5
作者 袁佳宝 宋艳宇 +5 位作者 刘桢迪 朱梦圆 程小峰 马秀艳 陈宁 李晓宇 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第12期2141-2153,共13页
土壤酶的催化作用是土壤有机质分解的限制性步骤,控制着湿地生态系统的物质循环。为揭示松嫩平原芦苇湿地土壤酶活性剖面分布特征,于2021年8月采集扎龙、莫莫格、牛心套保和向海芦苇湿地0-15、15-30、30-45、45-60、60-75 cm土壤样品,... 土壤酶的催化作用是土壤有机质分解的限制性步骤,控制着湿地生态系统的物质循环。为揭示松嫩平原芦苇湿地土壤酶活性剖面分布特征,于2021年8月采集扎龙、莫莫格、牛心套保和向海芦苇湿地0-15、15-30、30-45、45-60、60-75 cm土壤样品,分析土壤碳、氮、磷循环相关的酶活性剖面分布特征及其主要影响因子。结果表明:不同湿地土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(AP)和多酚氧化酶活性(PPO)均随土壤深度增加逐渐降低,表层(0-15、15-30 cm)土壤酶活性均显著高于深层(45-60、60-75 cm)。随着土壤深度的增加,各湿地土壤C꞉N酶化学计量比整体呈现逐渐升高的趋势,而土壤N꞉P酶化学计量比呈逐渐降低的趋势。冗余分析发现,土壤总磷、含水率、总碳和溶解性有机碳是影响松嫩平原芦苇湿地土壤酶活性及酶化学计量比的关键因子。通过皮尔森相关性分析,进一步验证得知土壤C꞉N、N꞉P与土壤C꞉N和N꞉P酶化学计量比呈显著正相关,然而,土壤pH与BG、NAG和PPO活性显著负相关。土壤酶化学计量比的矢量分析和土壤碳、氮、磷化学计量比的阈值分析均表明松嫩平原芦苇湿地土壤氮元素含量相对较低,微生物存在一定程度的氮限制,且随土壤深度增加,氮限制逐渐加剧。该研究明确了松嫩平原芦苇湿地土壤酶活性剖面分布特征及酶化学计量比对微生物养分限制的指示作用,为明确湿地土壤碳、氮、磷循环过程及养分调控提供了重要的科学依据。 展开更多
关键词 土壤理化性质 土壤酶活性 剖面分布 土壤酶化学计量比 矢量分析
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高寒地区不同人工牧草种类对土壤酶活性及酶化学计量比的影响
6
作者 徐嘉翊 王巧红 +3 位作者 马铖 梁蒙 王梅 薛萐 《水土保持研究》 2025年第1期73-81,共9页
[目的]探究青藏高原高寒草甸区不同人工牧草土壤酶活性及其化学计量特征,为深入认识高寒地区土壤养分状况及草地生态系统功能提供科学依据。[方法]以冷地早熟禾(Poa crymophila)、无芒披碱草(Elymus submuticus)、短芒披碱草(Elymus bre... [目的]探究青藏高原高寒草甸区不同人工牧草土壤酶活性及其化学计量特征,为深入认识高寒地区土壤养分状况及草地生态系统功能提供科学依据。[方法]以冷地早熟禾(Poa crymophila)、无芒披碱草(Elymus submuticus)、短芒披碱草(Elymus breviaristatus)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、星星草(Puccinellia tenuiflora)、同德老芒麦(Elymus sibiricus)、贫花鹅观草(Roegneria pauciflora)7种人工牧草种植地土壤为研究对象,并以邻近的天然温带草原土壤作为对照(CK),探讨与土壤碳、氮和磷循环有关酶活性及其化学计量学特征。[结果](1)不同牧草种植地土壤酶活性差异较大〔(3~496 nmol/(g·h)〕,7种牧草土壤酶的活性均明显低于CK(13~506 nmol/(g·h))。(2)土壤碳氮酶活性比(E_(C∶N))在各样地之间无显著差异,冷地早熟禾样地的碳磷酶活性比(E_(C∶P))和氮磷酶活性比(E_(N∶P))最大(0.82,0.94);7种牧草土壤酶活性矢量角度均大于45°,表明牧区土壤微生物受到P元素限制。(3)土壤酶活性及其化学计量主要受土壤SOC,TN,W,MBC和MBN的影响,与MBC∶MBN,SOC∶TP和TN∶TP也显著相关。[结论]人工牧草的种植改变了土壤养分结构从而影响土壤酶的分泌,不同牧草种类种植地土壤酶活性及其化学计量存在显著差异。未来结合土壤微生物群落组成以及功能特征可进一步揭示青藏高原高寒草甸土壤养分循环及草地生态系统功能的影响机制。 展开更多
关键词 青藏高原 人工牧草种植地 土壤酶活性 土壤酶化学计量
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藏北不同类型高寒草地土壤酶活性及酶化学计量比特征
7
作者 张欢欢 李林昊 +4 位作者 陈德炜 何秋霞 蒋俊宏 袁新 孙飞达 《草地学报》 2025年第8期2482-2493,共12页
近年来,全球气候变暖导致青藏高原高寒草地退化问题严重。本研究探讨了西藏那曲地区不同类型高寒草地的土壤酶活性及其化学计量特征,以了解土壤养分状况及草地生态系统功能。结果显示,不同草地类型的土壤酶活性差异显著(0.5245~20446 U&... 近年来,全球气候变暖导致青藏高原高寒草地退化问题严重。本研究探讨了西藏那曲地区不同类型高寒草地的土壤酶活性及其化学计量特征,以了解土壤养分状况及草地生态系统功能。结果显示,不同草地类型的土壤酶活性差异显著(0.5245~20446 U·g^(-1)),退化草地酶活性低于未退化草地[碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,AKP)和外切-β-1,4-葡聚糖酶(Exoglucanβ-1,4-glucanase,CBH)除外]。高寒草甸中土壤AKP矢量角度大于45°,表明存在磷养分限制。退化草地酶C/P和N/P较高,微生物存在碳和磷限制,而酶C/N无明显差异。土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)含量、全氮(Total nitrogen,TN)含量、全磷(Total phosphorus,TP)含量、土壤速效磷(Available phosphorus,AP)含量是影响土壤酶活性的主要因素,土壤微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)含量差异表征了微生物群落结构的区别,影响酶的分泌。不同草地类型土壤养分结构差异直接影响土壤酶的分泌,导致显著差异。未来结合土壤微生物群落组成及功能特征,可进一步揭示青藏高原高寒草地土壤养分循环及生态系统功能的影响机制,为草地管理及退化草地生态修复提供有效建议。 展开更多
关键词 草地退化 高寒草地 土壤酶活性 土壤酶化学计量
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三江源区土壤酶活性与微生物养分限制对高寒草地退化与恢复的响应
8
作者 王巧红 杨艳 李袁泽 《草业科学》 2025年第8期1922-1933,共12页
微生物在土壤生态系统的碳循环和养分流动中发挥着重要作用,但是目前对微生物活动在高寒草地退化和恢复期间的响应知之甚少。因此,为明确草地退化与人工恢复如何影响土壤资源获取酶活性和微生物养分限制,在三江源区选取了不同退化程度(... 微生物在土壤生态系统的碳循环和养分流动中发挥着重要作用,但是目前对微生物活动在高寒草地退化和恢复期间的响应知之甚少。因此,为明确草地退化与人工恢复如何影响土壤资源获取酶活性和微生物养分限制,在三江源区选取了不同退化程度(未退化、轻度退化、中度退化和重度退化)和恢复年限(3、8、13和19年)的高寒草地,采集0-10cm的土壤样品,探究资源获取酶活性及其化学计量的响应,并对微生物养分限制状况进行评估。研究结果显示,伴随退化程度加剧,碳、氮、磷获取酶活性均显著降低(P<0.05);随着恢复年限增加,碳获取酶活性显著减小,而氮、磷获取酶活性呈现先减小后增加的趋势,且均在恢复13年降至最小值(P<0.05)。酶化学计量分析表明,草地退化使微生物碳限制显著加剧(P<0.05);在人工恢复措施介入后,微生物碳限制呈现先增大后减小的趋势,而微生物氮限制则显著增加(P<0.05)。方差分解分析与Spearman相关分析表明,资源获取酶活性受土壤全量养分、速效养分以及微生物生物量的共同影响,微生物养分限制则受到土壤全量养分与微生物生物量的影响。本研究揭示了高寒草地退化会加剧微生物碳限制,恢复初期施肥、补播等措施会减缓养分限制,但是之后的围栏封育措施会让微生物陷入相对严苛的养分限制,需要更长的恢复时间才能得到缓解,因此针对长期围栏封育的恢复草地,适当的养分输入更有利于高寒草地生态系统的恢复与可持续发展。 展开更多
关键词 三江源区 高寒草地 草地退化 土壤酶化学计量学 矢量分析 微生物养分限制
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地上净初级生产力对植物物种丰富度的响应及影响因子分析
9
作者 罗叙 马慧 +4 位作者 韩翠 赵雅欣 赵莹 谢应忠 李建平 《草业学报》 2025年第9期26-37,共12页
草地生态系统的生产力在很大程度上受优势种和次优势种的影响。然而,关于优势种和次优势种不同组合建植的物种丰富度对地上生产力影响的研究相对较少。因此,为探究优势和次优势植物群落生产力的直接和间接驱动因素,本研究选取了宁夏北... 草地生态系统的生产力在很大程度上受优势种和次优势种的影响。然而,关于优势种和次优势种不同组合建植的物种丰富度对地上生产力影响的研究相对较少。因此,为探究优势和次优势植物群落生产力的直接和间接驱动因素,本研究选取了宁夏北部盐池荒漠草原的3个优势种和7个次优势种进行单播和混播试验。确定了5个植物物种丰富度(单播,4、6、8和10种混播),并考察了不同物种组合的地上生物量、土壤微生物群落组成和胞外酶活性以及土壤理化性质。结果表明:1)优势种和次优势种混播均增加了优势细菌门(放线菌门、酸杆菌门和变形菌门)和优势真菌门(子囊菌门和担子菌门)的总相对丰度,优势细菌门总相对丰度的增加比优势真菌门明显。2)单播和混播的矢量长度为1.31~1.38,矢量角度均>45°。土壤微生物代谢主要受土壤碳(C)和磷(P)限制,单播土壤氮磷比(N/P)显著高于4种混播群落(P<0.05)。3)地上净初级生产力与物种丰富度表现出显著正相关关系(P<0.001),互补性效应和选择效应对所观察到的地上净初级生产力均有显著的积极贡献。4)结构方程模型(structural equation model, SEM)表明植物物种丰富度通过选择效应、互补效应和土壤理化性质间接积极影响植物群落地上生产力。研究结果将为保护草地生物多样性和加强草地生态系统恢复提供数据支持和理论指导。 展开更多
关键词 植物物种丰富度 微生物群落 土壤酶化学计量 土壤特性 生产力
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