亚热带森林不同土壤类型团聚体酶活性及化学计量特征的差异

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：苏芝凤,黄德周,朱芷仪,陈荣枢,代廷皓,梁建宏,朱婧

单位：广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室, 桂林 541006,广西师范大学环境与资源学院, 桂林 541006,广西师范大学环境与资源学院, 桂林 541006,广西师范大学环境与资源学院, 桂林 541006,广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室, 桂林 541006,广西师范大学环境与资源学院, 桂林 541006,广西师范大学环境与资源学院, 桂林 541006,中国地质科学院岩溶地质研究所, 自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室, 桂林 541006,广西师范大学环境与资源学院, 桂林 541006,广西生态脆弱区环境过程与修复重点实验室, 桂林 541006

摘要：为揭示我国亚热带森林生态系统不同土壤类型和团聚体土壤微生物养分限制和养分有效性的差异及其驱动因素,以亚热带森林典型酸性红壤和中性石灰性土壤的O/A层（分别为 0~3和0~7 cm）和AB层（O/A层以下至20 cm）为研究对象,分析不同粒径团聚体中碳获取酶[蔗糖酶、淀粉酶、 β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）]、氮获取酶[脲酶、乙酰葡糖胺糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）]和磷获取酶[植酸酶、酸性磷酸酶（AP）]的活性,揭示土壤酶化学计量特征的变化规律. 结果表明,石灰性土壤比酸性红壤的氮获取酶活性更高,其中石灰性土壤脲酶、NAG酶和LAP酶活性分别比酸性红壤高38.84%、123.89%和4.06%,而两者的碳和磷获取酶活性差异不大. 红壤与石灰性土壤O/A层土壤酶活性整体上均高于AB层. 土壤总有机碳和pH值是影响土壤酶活性的关键环境因子. 多数碳、氮、磷转化水解酶（BG、脲酶和NAG以及植酸酶）活性在微团聚体（0.1~0.25 mm和<0.1 mm）中活性更高；这凸显了小团聚体在促进有机质的分解,加快土壤养分循环中的作用；相比红壤,石灰性土壤中NAG和植酸酶在不同团聚体中呈现了显著的差异性. 红壤和石灰性土壤及其团聚体的ln（BG）∶ln（NAG+LAP）∶ln（AP）均值分别为1.02∶1∶1.04和0.95∶1∶0.93,总体上符合全球平均水平1∶1∶1. 红壤ln（BG）∶ln（NAG+LAP）及其矢量长度均高于石灰性土壤,表明红壤受到更强的碳限制. 红壤ln（NAG+LAP）∶ln（AP）低于石灰性土壤且矢量角度大于石灰性土壤,表明其磷限制更强. 土壤pH值和总磷是影响酶活性化学计量特征的最主要因子. 红壤有机质和生物有效性磷均低于石灰性土壤,促使微生物通过分泌碳磷获取酶以提高获取磷效率. 高pH的石灰性土壤可能由于自身矿化和硝化速率较高导致硝酸盐淋溶,造成更强的氮限制. 土壤大团聚体（1~2 mm和0.5~1 mm）的微生物受到较强磷限制；而在微团聚体（尤其是0.1~0.25 mm）中受到更强的碳限制. 石灰性土壤大团聚体到微团聚体的微生物养分模式从磷限制转变为氮限制. 研究结果揭示了我国亚热带森林土壤微生物养分限制同时受土壤类型及团聚体结构的影响.

关键词：红壤,石灰性土壤,团聚体,酶活性,酶化学计量比,亚热带森林,