黔西南石漠化过程中土壤胞外酶活性及其化学计量变化特征

摘要

为明确喀斯特石漠化过程中土壤胞外酶活性及其化学计量变化特征以及它们对环境变异的生态响应规律。该研究以5种不同石漠化程度的土壤生态系统为研究对象,运用生态化学计量学理论与方法,系统研究石漠化对6种胞外酶(β-1,4-葡糖苷酶(BG)、β-1,4-木糖苷酶(BX)和纤维素二糖水解酶、β-1,4-乙酰-葡糖胺糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(AP))活性及其化学计量的影响,并分析它们与环境因子之间的相关性。结果表明:无石漠化、潜在和轻度石漠化阶段BG、BX、LAP和AP胞外酶活性显著高于中度和重度石漠化阶段,但不同石漠化阶段土壤胞外酶化学计量特征差异不显著。不同石漠化程度土壤质量大体分为3类,其中,无石漠化土壤生化性状最优,潜在和轻度石漠化土壤次之,且均优于中度和重度石漠化土壤,并且,无石漠化、潜在和轻度石漠化土壤存在缺磷现象(酶矢量角度大于45°),而中度和重度石漠化土壤氮缺乏(酶矢量角度小于45°)。此外,石漠化过程中土壤胞外酶活性及其化学计量特征的变化主要受土壤全氮、速效磷、硝态氮、氨态氮和枯落物磷含量的影响,总体表现为与土壤养分含量具有趋同性并受枯落物磷含量的限制。综上,石漠化生态系统修复和治理过程中,需考虑在潜在和轻度石漠化阶段补充磷,在中度和重度石漠化阶段补充氮,以缓解相关养分限制。