冻融作用对金川泥炭沼泽土壤酶活性的影响

作者：郭彤; 孙嘉鸿; 徐志伟^*; 王升忠; 董彦民

来源：生态学报, 2022, 42(13): 5348-5359.

• 冻融循环
• 泥炭沼泽
• 水解酶
• 氧化酶
• 土壤有机碳氮

为研究冻融作用对泥炭沼泽土壤酶活性的影响，选取金川草本泥炭沼泽为研究对象，采集表层(0—15 cm)和深层(15—30 cm)土壤样品，进行室内冻融模拟实验。实验设置(-5—5℃)和(-10—10℃)两个冻融幅度，分析经0、1、3、5、7、15次冻融循环处理后土壤3种水解酶活性(β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP))和2种氧化酶(过氧化物酶(PER)和多酚氧化酶(PPO))的变化特征，并结合土壤有机碳、氮组分，探讨泥炭沼泽土壤酶活性与土壤活性有机碳、氮组分间的相关关系。结果表明，冻融频次与冻融幅度均显著影响了土壤有机碳、氮组分及土壤酶活性。-10—10℃冻融作用下，土壤可溶性有机碳(DOC)与可溶性有机氮(DON)含量呈现先增加后降低的变化趋势。-5—5℃的冻融作用下土壤DOC与DON释放相对-10—10℃冻融作用更为缓慢，在冻融结束后呈现增加趋势。冻融循环增加了土壤微生物碳(MBC)含量，而降低了土壤微生物氮(MBN)含量。冻融幅度对土壤MBC和MBN的影响表现为-5—5℃<-10—10℃。随着土层的增加，土壤MBC、MBN和DOC含量的幅度变化表现为0—15 cm<15—30 cm,而土壤DON含量幅度变化表现为0—15 cm>15—30 cm。冻融循环降低了土壤水解酶活性和氧化酶活性。冻融幅度对土壤水解酶活性的影响表现为-5—5℃>-10—10℃,对土壤氧化酶活性的影响表现为-5—5℃<-10—10℃。随着土层深度的增加，土壤水解酶活性变化的幅度表现为0—15 cm<15—30 cm,土壤氧化酶活性变化的幅度表现为0—15 cm>15—30 cm。土壤酶活性与土壤MBC和MBN含量呈正相关，而与土壤DOC含量呈显著负相关(P<0.05)。研究结果表明冻融作用初期促使部分微生物死亡，其死亡残体释放的可利用养分，促进了适应冻融作用的微生物生长，但在培养后期随着土壤养分的消耗，土壤微生物量呈现下降趋势，进而最终降低了土壤酶活性。

• 单位
  东北师范大学