贵州喀斯特典型集水区土壤酶活性空间异质性

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lushengli2009
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空间异质性是土壤生态系统的一个主要属性,同时也是造成空间格局的主要原因。许多研究发现物种的空间分布格局与土壤中性质的空间异质性有很大的关系。土壤酶是指示土壤质量的敏感生物学指标,但土壤酶活性的空间异质性及其影响因素还不清楚。本文以贵州喀斯特小流域0-10、10-30cm的6种土壤水解酶和2种土壤氧化还原酶为研究对象,运用地统计学、普通克里格插值法、单因素方差分析及相关分析,分析了β-1,4-葡糖苷酶(βG)、β-1,4-木糖苷酶(βX)、纤维素二糖水解酶(CBH)、β-1,4-乙酰基-葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化氢酶(PER)活性的空间异质性及影响因素。结果表明:1.研究区内表层土壤(010 cm)8种土壤酶活性在45991 nmol·g-1·h-1之间,大小顺序为AP>LAP>CBH>NAG>βG>βX>PPO>PER;表下层土壤(1030 cm)酶活性在37929 nmol·g-1·h-1之间,大小顺序为AP>LAP>βG>CBH>NAG>βX>PPO>PER;随着土壤深度的增加,各土壤酶活性均随之降低。AP活性在土壤各层次均为最高。2.土壤酶活性的变异系数变化范围由表层土壤氧化还原酶PER活性24.42%下层土壤水解酶AP的72.2%,土壤酶活性在土壤表层和表下层内均为中等变异。其中LAP和AP活性的变异系数在土壤表下层为58.8%和72.2%,大于表层的53.2%和46.5%,其他酶活性的变异系数均表现为表下层小于表层,分别为NAG 45.2%>31.9%、βG 38.7%>37.9%、βX 56.9%>43.1%和CBH 48.7%>43.8%。PPO活性在表层的变异系数为26.04%大于表下层25.69%,PER活性表下层42.45%大于表层的24.42%;表明在土壤表层酶活性更容易受到随机因素的影响而发生变异。3.土壤酶活性变程存在差异,表层土壤的8种土壤酶βG、βX、CBH、NAG、LAP、AP、PPO和PER分别为31.4m、48.3m、42.1m、122.8m、27.3m、96.2m、68.1m和43.9m,在表下层分别为33.7m、333.4m、187.1m、25.5m、401.1m、184.6m、187.1m和232.1m,表层土壤酶活性(NAG除外)变程(122.8m)大于表下层(25.5m)。由此可见,根据酶活性表层变程大小确定的采样间隔距离,也符合表下层土壤采样的要求。4.土壤酶活性具有一定程度的空间自相关,表层土壤和表下层土壤的8种土壤酶活性(表下层土壤的PPO除外)的结构方差比C/(C0+C)均在分别为50.0%99.9%之间,均呈现出强或中等的空间自相关性。5.供试的8种土壤酶活性存在明显的异质性斑块,相同功能的酶活性之间异质性斑块存在一定程度的一致性;土壤NAG和LAP活性与土壤含水量和NH4+-N显著正相关,NAG和AP与NO3--N呈显著正相关;土壤水解酶(NAG除外)与pH呈显著相关,其中βG、βX、CBH、LAP与pH显著正相关,AP与pH呈显著负相关。6.土地利用类型对βG、βX、CBH、LAP和PER的影响不显著,而AP、NAG和PPO在不同土地利用类型间差异显著(P<0.05),其中AP和PPO活性在农田中显著高于次生林和弃耕地,次生林和弃耕地之间没有显著差异;NAG活性在次生林中显著高于弃耕地和农田。坡向(东北坡和西南坡)对8种土壤酶βG、βX、CBH、NAG、LAP、AP、PPO和PER活性均无显著影响。坡位对βG、βX、CBH、NAG、LAP和PER活性无显著影响,而对AP和PPO活性影响显著(P<0.05),坡下部土壤AP活性(1267nmol·g-1·h-1)显著高于坡上(887 nmol·g-1·h-1)和坡中(836 nmol·g-1·h-1),同样,坡下部土壤PPO活性(67 nmol·g-1·h-1)显著高于坡上部(53 nmol·g-1·h-1)和坡中部(56 nmol·g-1·h-1)。
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