跨气候带水热梯度增加下黑土水解酶与氧化酶的动态变化特征

来源：环境科学杂志2026年第1期北京时间：

作者：黄艾迪,倪浩为,黄伟根,丁骥贤,孙诣深,管益东,梁玉婷

单位：南京信息工程大学环境科学与工程学院, 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展全国重点实验室, 南京 211135,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展全国重点实验室, 南京 211135,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展全国重点实验室, 南京 211135,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展全国重点实验室, 南京 211135,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展全国重点实验室, 南京 211135,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展全国重点实验室, 南京 211135

摘要：水解酶和氧化酶分别调控土壤易分解与难分解有机质的降解过程，其活性对水热条件变化高度敏感. 基于中国东部南北样带跨气候带土壤移置平台，将寒温带（海伦站）原位黑土分别移置至暖温带（封丘站）和亚热带（鹰潭站），采集2006~2015年间的土壤样品并测定酶活性，结合时间序列分析和结构方程模型，揭示两类酶活性对水热梯度的响应规律. 结果表明，水解酶活性在三地均呈现U型时间动态，其中移置暖温带（封丘站）变化最显著，初期（2006~2010年）下降25.71%，后期持续回升，至2015年较初始升高151.32%；而氧化酶活性移置至暖温带降幅最大，持续下降16.40%后趋于平稳. 两类酶活性变化导致水解酶与氧化酶比值（H/O）在2010年后显著上升，至2015年较初始升高125%，表明易分解碳分解加强. 结构方程模型揭示水热变化通过土壤理化因子间接调控H/O值：寒温带原位主要受土壤有机质（SOM）和总磷（TP）的调控（路径系数β分别为-0.57和0.32）；暖温带由pH降低（β=0.38）和游离态氧化铝（Al_O）（β=0.07）抑制氧化酶活性主导；亚热带则主要受络合态铝（Al_P）积累的抑制作用（β=-0.42）. 在全球气候变暖背景下，H/O值升高可能加速易分解有机碳周转，而矿物保护作用抑制难分解有机碳分解，这种差异性响应将显著影响黑土长期碳稳定性.

关键词：黑土,水解酶,氧化酶,土壤移置,有机质,动态变化,