不同林龄马尾松人工林土壤酶变化特征探究.doc

不同林龄马尾松人工林土壤酶变化特征探 摘要为了解红壤丘陵区植被恢复对土壤酶活性 的影响，采用空间代替时间法，以裸地和天然次生林为对照 研究了南方红壤丘陵区马尾松林土壤酶活性随栽植年限的 变化特征，并分析土壤酶活性与土壤养分的相关性。结果表 明：随着马尾松种植年限的增加，土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、 酸性磷酸酶、月尿酶活性增大，而多酚氧化酶则表现出相反变 化趋势。相关性分析表明，蔗糖酶、过氧化氢酶、酸性磷酸 酶、豚酶、多酚氧化酶与养分因子存在较强的相关性，可以 作为土壤质量评价的生物学指标。土壤酶指数较全面地反映 了土壤酶随植被恢复的演变特征，可以作为一种土壤质量评 价方法。 关键词 红壤丘陵区；林龄；马尾松；土壤酶活性；土 壤酶指数 中图分类号S154. 2； S718.51文献标识码A文章编号 1007-5739 (2013) 15-0165-03 土壤酶是一类具有蛋白质性质的生物催化剂，是土壤生 物活动的产物［1］。森林土壤酶在森林生态系统中具有重要 作用，参与了土壤中许多重要生物化学过程和物质循环，是 表征森林土壤肥力的重要参数，在植被恢复过程中常被用来 反应土壤生态系统变化的预警和敏感指标［2-3］ o红壤丘陵 区是我国侵蚀较严重地区，生态环境极其脆弱［4］。 马尾松以其抗旱、耐瘠薄、生态适应强及防风固沙等特 点，在亚热带红壤丘陵地区大量引种、种植，是我国南方的 主要造林树种［3］。目前，针对马尾松的研究大多集中在生 态系统碳储量［5］、凋落物动态［6］和林地土壤性质［7］等方 面，而对于在植被恢复过程中土壤酶活性随林龄变化的研究 鲜见报道。 现以不同林龄马尾松人工林为研究对象，分析土壤酶活 性随着林龄演变的规律，探讨土壤酶活性对于马尾松造林过 程的意义，以期为红壤丘陵区的生态恢复提供理论依据。 1材料与方法 1研究区概况 研究区位于江西省鹰潭市余江县(东经116° 55’，北 纬28° 15’)。该区属于中亚热带湿润季风气候区，年均降 水量1 794 mm,年均蒸发量为1 318 mm,降水主要集中在4一6 月，雨量分配极不均匀，干湿交替明显，平均海拔1 100m。 年平均温17. 6 °C,年平均日照时数1 809 h, $10 °C有效 积温为5 528 °C,年均无霜期262 do该区地形以岗地为主, 海拔在35?60 m,坡度为5°?8。，土壤类型以第四纪红 黏土发育而成的典型红壤为主。本研究以马尾松(Pinus massoniana )林为研究对象，林下植被主要有芒 （Dicranopteris dichotoma ）、 白茅草 （Imperata cylindrica）和野谷草（Arundinella hirta）等。 1. 2研究方法 1.2. 1 土样采集。2012年4月，在野外详细调查的基础 上，采用空间代替时间法，选择营林、管理方法及坡位、坡 向和土壤母质一致的6年（PM6）、12年（PM⑵、16年（PM⑹、 20 年（PM20）、25 年（PM32）、30 年（PM30）和 45 年（PM45） 马尾松人工林为研究对象，选取裸地（CK1）和天然次生林 （CK2）为对照样地（表1）。在20 mX20 m不同林龄马尾松 样地内用“S”形采样法选取5点，利用土钻取0?20 cm厚 的土样，每个土样3次重复。将每个土样去掉石砾、动植物 残体及杂质后，混匀，四分法留取约500 g±样，将土样分 成2份装入塑封袋内带回实验室。一份存于4￡冰箱内用于 土壤酶活性测定分析，另一份自然风干，研磨，分别过1.00. 0. 25 mm筛，用于土壤理化性质分析。 1.2.2样品测定。土壤pH值、有机质、全氮、全磷、 碱解氮、速效磷和速效钾含量采用《中华人民共和国林业行 业标准方法》测定［8］。蔗糖酶、腺酶、酸性磷酸酶、过氧 化氢酶和多酚氧化酶活性具体测定方法参照《土壤酶及其研 究法》［91：蔗糖酶活性采用3, 5-二硝基水杨酸比色法测定, 以24 h后1 g 土壤中含有的葡萄糖量（mg）表示；腺酶活 性采用苯酚钠一次氯酸钠比色法测定，以24 h后1 g 土壤 中NH4+-N量(mg)表示；酸性磷酸酶采用Hoffman法测定, 以12 h后1 g 土壤所消耗酚量(mg)测定；过氧化氢酶采 用滴定法测定，以1 g 土壤20 min后消耗0. 1 moL/L KMnO4 量(mL)表示；多酚氧化酶活性采用典量滴定法测定，以lg 土壤滤液的0.01 moL/L 12体积(mL)数来表示。 1. 3 土壤酶指数(So订enzymes index, SEI)计算方 法及相关数据分析 为了全面揭示不同林龄马尾松人工林土壤酶活性的变 化规律，进一步采用土壤酶指数(SEI)说明土壤酶活性在 植被恢复过程中的演变特征［1］。土壤酶计算公式［