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黄河三角洲不同植物群落土壤酶活性特征及影响因子分析

土壤酶是土壤组分中最活跃的有机成分之一[1].其与土壤微生物通过矿化有机质, 固氮和吸磷的方式参与根际生物地球化学循环[2].土壤酶活性的强弱与土壤肥力密切相关[3], 是土壤肥力、土壤质量、土壤自净能力和生态植物修复等评价的一个重要生物指标[2, 4, 5].例如, 土壤中各有机、无机营养物质的转化和有效养分的矿化速度, 主要取决于水解酶类和氧化还原酶类的酶促作用[3].目前围绕土壤酶活性的研究较多, 主要集中在农林业生产[6, 7]和土地利用方式[8~10]对土壤酶活性的影响等方面.同时, 土壤酶活性也被用来进行土地与环境修复的评价研究[11~14].

土壤酶活性的研究多围绕根际土展开, 因为根际是植物、土壤、微生物相互关联的重要生态区域[15].根际效应则是指植物根系在吸收水分、养分时, 以分泌的方式向周围释放出各种化合物, 进而调控或影响植株和土壤微生物生长发育的过程[16].植物根系分泌物的主要成分有碳水化合物、氨基酸、脂肪酸、酶等其他有机化合物[16], 这些物质能够影响根际土壤中养分的有效性, 改变土壤的理化性质, 为微生物的生长和繁殖提供必要的养分, 进而刺激微生物产生各种不同的酶.由于不同植物根际分泌物的种类和数量不同, 因此产生不同的根际效应, 导致不同植物群落土壤酶组成及其活性差异显著, 而土壤酶及其活性的这种差异对于植被的形态建成和功能分化具有十分重要的意义.特别是滨海盐生植物群落受水盐和养分胁迫作用明显, 土壤酶及其活性可能是滨海湿地群落构建和演替的关键因子.有研究表明植被的演变与酶活性及土壤理化性质同步响应, 土壤酶活性的增加加速了有机质、有效磷和有效氮等养分的生成并反作用于酶, 提升酶活性, 形成植物-土壤肥力-酶活性相互影响的机制[11, 17].例如, 有机氮肥可增加氨氧化细菌和古菌中一些基因的丰度, 提高了脲酶、蔗糖酶和氨单加氧酶等多种酶活性, 进而显著促进了氮的矿化、氨化和硝化作用, 最终作用于植物的生长[6].

黄河三角洲新生湿地土壤属盐渍化土壤[18].众多研究发现黄河三角洲的优势植物种群盐地碱蓬、芦苇和柽柳在土壤脱盐和修复方面有很大贡献[19~23].目前关于黄河三角洲盐生植物群落土壤酶活性的研究多有企及, 但对其根际效应及与其他生态过程关系的关注较少.北方滨海潮上带湿地多属于季节性淹水湿地, 干旱与水淹交替发生, 水盐胁迫条件下硝化、反硝化等重要生态学过程对土壤中氮素转化的主导作用及其对土壤酶活性的驱动机制尚不明确.为此,

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