热带-亚热带森林不同植被类型的土壤酶活性及化学计量特征

摘要

土壤酶及其生态化学计量比反映土壤微生物活性和对土壤养分供应的需求.为揭示土壤微生物胞外酶在不同植被类型和研究区域间的变化特征和主要影响因素,以热带(尖峰岭)和亚热带气候区(戴云山和九连山)混交林(落叶阔叶混交或针阔混交)和阔叶常绿林土壤为研究对象,分析与C、N和P元素循环有关的土壤酶活性(BG:β-葡萄糖苷酶;NAG:β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶;LAP:亮氨酸氨基肽酶;AP:酸性磷酸酶)及其化学计量比在各气候区和植被类型间的变化规律.结果显示:气候区和植被类型对土壤养分含量及其计量比具有显著的交互作用,在热带森林(尖峰岭)常绿季雨林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)及全磷(TP)均高于混交林,在亚热带(九连山和戴云山)森林则相反;气候区和植被类型的交互作用对BG、NAG+LAP和AP酶均具有显著影响,BG酶和NAG+LAP酶在尖峰岭和戴云山混交林显著大于常绿阔叶林,在九连山则相反,AP酶在尖峰岭混交林显著大于常绿阔叶林,在九连山和戴云山则相反;森林碳、氮和磷获取酶的自然对数比率在热带、亚热带地区分别为1:0.70:1.71,1:0.82:1.61,表明存在总体磷限制,土壤BG:(NAG+LAP)在尖峰岭和九连山混交林显著大于常绿阔叶林,土壤BG:AP在尖峰岭和九连山常绿阔叶林显著大于混交林,土壤(NAG+LAP):AP在尖峰岭常绿阔叶林显著大于混交林,而在戴云山则相反;各气候区混交林酶向量长度大于常绿阔叶林,酶向量角度均大于45°,且向量角在尖峰岭和戴云山混交林小于常绿阔叶林,表明混交林微生物C限制普遍强于常绿阔叶林,而P限制则受气候区和植被类型的交互作用影响;BG:(NAG+LAP)与土壤C:N和N:P正相关,而(NAG+LAP):AP与SOC和TP正相关.本研究表明热带和亚热带森林土壤微生物普遍受磷限制,且不同植被类型间土壤SOC含量(底物供应)是微生物资源获取(酶活性及化学计量比)的主要影响因素.