魏淑蓮

摘要：研究祁連山寺大隆林區(qū)4種森林樹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種建群森林樹種土壤酶活性變化特征。結(jié)果表明：4種森林樹種土壤剖面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; ? ? 森林樹種; ? 酶活性

中圖分類號：S714.2 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ?文章編號：

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，研究祁連山森林樹種土壤酶活性變化特征對森林生態(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種森林樹種土壤酶活性變化特征報道文獻(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種森林樹種為研究對象，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，每個樣方垂直挖掘3個土壤剖面，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)測定酶活性。

1.2.2測定項目及方法 ? 土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性測定方法，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)計軟件分析，多重比較，LSR檢驗法。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 4種森林樹種土壤剖面脲酶活性變化特征

由表2可知，4種森林樹種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種森林樹種土壤剖面蔗糖酶活性變化特征

由表2可知，4種森林樹種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種森林樹種土壤剖面磷酸酶活性變化特征

由表2可知，4種森林樹種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價土壤磷素轉(zhuǎn)化的強(qiáng)度，土壤多酚氧化酶常用來表征土壤腐殖質(zhì)的含量[[17-18]] 。4種森林樹種土壤剖面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)律與不同樹種土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳含量有關(guān)[19]。4種森林樹種土壤酶活性在整個土壤剖面上均隨土層深度增加而降低。

參考文獻(xiàn)

[1] 秦嘉海，呂彪.河西土壤 [M].蘭州大學(xué)出版社，2001.29-32.

[2]王金梅祁連山生態(tài)環(huán)境保護(hù)和綜合治理工程建設(shè)的必要性和可行性分析[J].資源環(huán)境，2019，（20）：40-42.

[3]俞力元祁連山生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其保護(hù)對策[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2020，（4） ：40-42.

[4] DORJI T， ODEH I O A， FIELD D J， et al. Digital soil mapping of soil organic carbon stocks under different land use and land cover types in montane ecosystems， eastern Himalayas[J]. Forest Ecology & Management， 2014，318：91-102.

[5]曾立雄，雷 蕾，王曉榮，等.海拔梯度對祁連山青海云杉林喬木層和土壤層碳密度的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2018，38（20） ： 7168-7177.

[6]趙錦梅， 高 超， 張德罡.祁連山東段不同退化高寒草甸土壤有機(jī)碳密度研究[J].草地學(xué)報，2010，18（1） ：21-25.

[7]何志斌 ，趙文智 ，劉 鵠，等.祁連山青海云杉林斑表層土壤有機(jī)碳特征及其影響因素[J].生態(tài)學(xué)報，2006，26（8） ： 2572-2577.

[8]朱 猛，馮 起，張夢旭，等.祁連山中段草地土壤有機(jī)碳分布特征及其影響因素[J].草地學(xué)報，2018，26（6） ：1322-1328.

[9]馬 瑞，趙錦梅.東祁連山河谷高寒草地植被群落特征及其與土壤性狀的關(guān)系[J].干旱區(qū)研究，2020，37（2） ：374-381.

[10]王順利，劉賢德，金 銘，等.祁連山高海拔牧坡草地土壤理化性質(zhì)沿坡面的變化規(guī)律[J].林業(yè)科技通訊，2020，（6） ：43-45.

[11]張光德， 趙傳燕， 戎戰(zhàn)磊，等.祁連山中部不同植被類型土壤生態(tài)化學(xué)計量特征研究[J].蘭州大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，55（4） ：533-540.

[12]馬 劍，劉賢德，李 廣，等.祁連山中段青海云杉林土壤肥力質(zhì)量評價研究[J].干旱區(qū)地理，2019，42（6） ：1368-1376.

[13]趙天雪.寺大隆林區(qū)祁連圓柏大痣小蜂發(fā)生及防治 [J].林業(yè)科學(xué)， 2020，40（13）：62 - 63.

[14]關(guān)松蔭.土壤酶及其研究法[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986：89-120.

[15] 葉存旺，翟巧絨，郭梓娟，等.沙棘-側(cè)柏混交林土壤養(yǎng)分、微生物與酶活性的研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報，2007，22（5）：1-6

[16] 張旭輝，潘根興.連續(xù)多年栽培葉用銀杏下土壤養(yǎng)分及酶活性變化[J].土壤通報，2004，35（1）：21-25

[17] 邱麗華，秦嘉海，張 勇.禁牧對祁連山冰溝流域高山草甸土有機(jī)碳及理化性質(zhì)和酶活性的影響 [J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2017，35（4）：179-184.

[18] 沈菊培，陳振華，陳利軍，等.草甸棕壤水稻田磷酸酶活性及對施肥措施的響應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2005，16（3）：583-585

[19]關(guān)天霞，馬國泰，張昊，等.不同類型畜禽糞便有機(jī)肥對辣椒產(chǎn)量及根際土壤酶活性的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，45（11）：53-59.