科尔沁沙质草地不同水热梯度土壤胞外酶活性

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作者 王怀海 黄文达 +1 位作者 何远政 朱远忠 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期589-602,共14页

土壤胞外酶被认为是有机质分解的直接因素,而草地生态系统脆弱且对气候变化敏感。全球变化背景下胞外酶活性在沙质草地土壤碳和养分循环过程中扮演重要角色。本研究以水热梯度明显的科尔沁沙质草地为研究对象,探究区域水热梯度变化对沙... 土壤胞外酶被认为是有机质分解的直接因素,而草地生态系统脆弱且对气候变化敏感。全球变化背景下胞外酶活性在沙质草地土壤碳和养分循环过程中扮演重要角色。本研究以水热梯度明显的科尔沁沙质草地为研究对象,探究区域水热梯度变化对沙质草地土壤胞外酶活性(EEA)的影响规律及环境因子与EEA的相关关系。酶活性测定包括参与土壤碳循环的纤维素酶及参与氮循环的脲酶与碱性蛋白酶。结果表明:1)随着温度升高(2.1~6.4℃),土壤脲酶活性先升高后降低,但随着降水减少(451.1~370.0 mm),脲酶活性先降低后升高。温度升高显著增加了土壤碱性蛋白酶活性(P<0.05),降水减少显著降低了碱性蛋白酶活性(P<0.05)。此外温度和降水条件变化对土壤纤维素酶活性无显著影响(P>0.05)。2)土壤脲酶活性与电导率、含水率、极细砂及黏粉粒含量呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤温度、中粗砂、细砂含量呈负相关;土壤纤维素酶活性与含水率呈正相关关系,与土壤温度呈负相关关系;土壤碱性蛋白酶活性与含水率呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤温度呈负相关关系。3)土壤含水率、温度、黏粉粒含量是沙质草地土壤EEA的重要影响因素,其中土壤含水率是EEA最主要的驱动因子。本研究结果为水热条件变化对沙质草地生态系统土壤碳氮生物地球化学循环过程的影响提供了土壤生态酶学理论依据。 展开更多

关键词 水热梯度 增温 降水减少 沙质草地 土壤温度 土壤含水率 土壤胞外酶活性

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稻-油轮作下有机替代对土壤胞外酶活性及多功能性的影响 被引量：7

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作者 李其胜 杨凯 +3 位作者 汪志鹏 赵贺 焦加国 李辉信 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期345-352,360,共9页

通过田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥对稻—油轮作体系下土壤胞外酶活性及多功能性的影响,为稻—油轮作体系土壤培肥和合理施肥提供理论依据。试验基于总养分替代原则,以不施肥为对照(CK),设置全量化肥(CF)、有机肥替代20%化肥(CF... 通过田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥对稻—油轮作体系下土壤胞外酶活性及多功能性的影响,为稻—油轮作体系土壤培肥和合理施肥提供理论依据。试验基于总养分替代原则,以不施肥为对照(CK),设置全量化肥(CF)、有机肥替代20%化肥(CFM1)及有机肥替代40%化肥(CFM2)处理,测定土壤化学性质、微生物学性质和土壤胞外酶活性,应用多元回归分析探讨土壤性质对土壤胞外酶活性及多功能性的影响。结果表明:与CF处理相比,CFM1、CFM2处理的微生物量碳、氮和土壤呼吸在油菜季平均增加275.27%,41.90%和64.29%;而在水稻季平均增加115.06%,338.32%,60.87%。有机肥替代部分化肥也显著提高土壤有机质、全氮、全磷和速效养分含量,增幅为13.25%~95.48%。相比单施化肥,有机肥替代部分化肥显著增加油菜季土壤β—葡糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、亮氨酸氨基肽酶、N—乙酰—β—D—氨基葡糖苷酶和酸性磷酸酶等碳氮磷循环相关胞外酶活性,增幅为20.33%~140.31%;而在水稻季,只有木聚糖酶活性显著增加,增幅为133.63%~159.86%。油菜季土壤胞外酶活性变化的关键因子为土壤微生物量碳,而水稻季的则为土壤速效磷。相比不施肥和单施化肥,有机肥替代处理显著增加土壤多功能性,油菜季土壤多功能性的主要预测因子和调控因子主要是速效钾和速效氮含量,而水稻季的则为速效磷和微生物量氮。总之,有机肥替代部分化肥有利于土壤养分、土壤胞外酶活性和多功能性提高,是维持作物稳产和保持土壤生物健康的重要措施。 展开更多

关键词 有机肥替代 土壤胞外酶活性 土壤多功能性 水稻—油菜轮作

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亚热带天然林转变为毛竹林和茶园对土壤胞外酶活性的影响 被引量：4

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作者 张海阔 张宝刚 +5 位作者 周钟昱 梁佳辉 吴家森 吕玉龙 解宏图 蔡延江 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期826-833,共8页

为揭示我国亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤胞外酶活性(Extracellular enzyme activities,EEAs)的变异特征及关键驱动因子,以浙江省安吉县的天然林土壤及天然林转变的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤为研究对象,测定了土壤E... 为揭示我国亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤胞外酶活性(Extracellular enzyme activities,EEAs)的变异特征及关键驱动因子,以浙江省安吉县的天然林土壤及天然林转变的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤为研究对象,测定了土壤EEAs及若干环境因子参数,通过冗余分析等分析方法筛选出了影响土壤EEAs的关键驱动因子。结果表明:与天然林相比,粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤酸性磷酸酶(Acid phosphatase,ACP)活性均显著降低,酚氧化酶(Phenol oxidase,POX)活性均显著升高;粗放经营毛竹林土壤亮氨酸氨基肽酶(Leucine aminopeptidase,LAP)活性显著升高;集约经营茶园土壤β-葡萄糖苷酶(β1,4-glucosidase,BG)、纤维二糖水解酶(Cellobiohydrolase,CBH)、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetyl-glucosaminnidase,NAG)活性均显著降低。由以上结果可推知,与天然林相比,茶园土壤氮、磷养分相对充足,毛竹林土壤的磷限制有所缓解,茶园和毛竹林土壤中微生物以惰性碳作为主要的能量来源。此外,冗余分析表明,土壤pH在环境因子中的贡献率最高,是土壤总体EEAs变化的关键驱动因子。综上所述,相比天然林,转变后的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤EEAs发生了明显变化,土壤pH作为关键驱动因子解释了亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤总体EEAs的改变。 展开更多

关键词 土壤胞外酶活性 关键驱动因子 天然林 毛竹林 茶园 土地利用变化

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大气CO_(2)和O_(3)浓度升高对水稻根际土壤胞外酶活性的影响

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作者 冷鹏 王建青 +4 位作者 谭云燕 邵亚军 王丽燕 施秀珍 张国友 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2185-2193,共9页

大气二氧化碳(CO_(2))和臭氧(O_(3))浓度升高是全球气候变化的主要特征之一。土壤胞外酶作为维持土壤生态系统服务功能的重要参与者,其活性对于大气CO_(2)和O_(3)浓度升高的响应特征及驱动机制研究,以及应对并缓解未来全球气候变化具有... 大气二氧化碳(CO_(2))和臭氧(O_(3))浓度升高是全球气候变化的主要特征之一。土壤胞外酶作为维持土壤生态系统服务功能的重要参与者,其活性对于大气CO_(2)和O_(3)浓度升高的响应特征及驱动机制研究,以及应对并缓解未来全球气候变化具有重要意义。本研究采用开顶式气室(OTCs)分别模拟大气CO_(2)浓度升高(环境大气+200μmol·mol^(-1),eCO_(2))、大气O_(3)浓度升高(环境大气+0.04μmol·mol^(-1),eO_(3))及其交互处理(环境大气+200μmol·mol^(-1)CO_(2)+0.04μmol·mol^(-1)O_(3),eCO_(2)+eO_(3)),探究水稻根际土壤胞外酶活性对大气CO_(2)和O_(3)浓度升高的响应。结果表明:与对照(环境大气)相比,eCO_(2)处理的土壤β-葡萄糖苷酶(βG)活性显著提高73.0%,而多酚氧化酶(PHO)、过氧化物酶(PEO)、酸性磷酸酶(AP)活性分别显著降低48.9%、46.6%和72.9%,纤维素水解酶(CBH)和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性则无明显变化;eO_(3)处理的土壤CBH、AP活性分别显著降低34.2%和30.4%;eCO_(2)+eO_(3)处理的土壤PHO、AP活性分别显著降低87.3%和32.3%。主坐标分析、置换多元方差分析和冗余分析显示,大气CO_(2)和O_(3)浓度升高均可显著影响土壤胞外酶活性,且大气CO_(2)浓度升高对土壤胞外酶活性的影响程度高于O_(3)浓度升高;根系氮含量、根系碳氮比、土壤硝态氮和土壤微生物生物量碳是土壤胞外酶活性的主要驱动因子;大气O_(3)浓度升高能够部分中和大气CO_(2)浓度升高对土壤胞外酶活性的影响。综上,大气CO_(2)和O_(3)浓度升高抑制了大部分土壤胞外酶活性,表明未来气候变化潜在威胁着农田土壤生态系统服务功能。 展开更多

关键词 气候变化 土壤胞外酶活性 CO_(2)浓度升高 O_(3)浓度升高 开顶式气室(OTC)

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地形、树种和土壤属性对喀斯特山区土壤胞外酶活性的影响 被引量：27

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作者 罗攀 陈浩 +3 位作者 肖孔操 杨利琼 文丽 李德军 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2577-2585,共9页

土壤胞外酶在生态系统生物地球化学循环过程中扮演着重要角色,然而关于土壤胞外酶活性的主控因子研究还不够深入,特别是在偏碱性的钙质土壤区域相关研究尤其缺乏.本研究以典型喀斯特山区(木论国家级自然保护区)的林地为研究对象,采集不... 土壤胞外酶在生态系统生物地球化学循环过程中扮演着重要角色,然而关于土壤胞外酶活性的主控因子研究还不够深入,特别是在偏碱性的钙质土壤区域相关研究尤其缺乏.本研究以典型喀斯特山区(木论国家级自然保护区)的林地为研究对象,采集不同地形条件(不同坡位和坡向)、不同树种(厚壳桂和伞花木)下的表层土壤(0~15 cm),测定了与碳、氮、磷循环相关的6种水解酶的活性及相关土壤理化性质.研究运用方差分解,并结合多响应置换过程以及冗余分析技术分析了地形、树种和土壤理化性质对土壤酶活性的影响.结果表明,坡位对土壤酶活性有显著影响.树种和坡向对土壤酶活性的影响不显著.方差分解结果表明,地形、树种和土壤理化性质共同解释了土壤酶活性变化的55.3%,其中土壤因子是影响酶活性改变的主要因子,解释了44.2%的变异.而冗余分析的结果进一步表明在土壤因子中,pH、总氮和无机氮是影响土壤酶活性变化的主要指标.研究首次量化了喀斯特地区小尺度内地形、树种及土壤理化性质对土壤酶活性变化的影响.研究也说明了在喀斯特山区小尺度内土壤酶活性的变化可由土壤理化性质来表征. 展开更多

关键词 土壤胞外酶活性 地形 树种 土壤属性 喀斯特

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秸秆覆盖和配施有机肥对侵蚀坡耕地土壤胞外酶化学计量特征的影响 被引量：2

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作者 王珮环 张晴雯 +3 位作者 石玉龙 李孟妮 李雪亮 黄新君 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期459-471,共13页

【目的】土壤胞外酶化学计量特征能够反映养分的有效性和限制性,探究侵蚀生境有机物料添加对耕地土壤酶活性特征的影响,从微生物作用机制认识坡耕地的退化诱因。【方法】研究在我国西南紫色土丘陵区坡耕地观测径流小区进行,试验已进行了... 【目的】土壤胞外酶化学计量特征能够反映养分的有效性和限制性,探究侵蚀生境有机物料添加对耕地土壤酶活性特征的影响,从微生物作用机制认识坡耕地的退化诱因。【方法】研究在我国西南紫色土丘陵区坡耕地观测径流小区进行,试验已进行了8年。设置4个保护性措施处理:无秸秆覆盖无有机肥添加对照(CK)、有机肥替代20%化肥氮(OM)、秸秆覆盖替代20%化肥氮(SW)、秸秆覆盖+有机肥替代20%化肥氮(OMSW)。采集侵蚀区和沉积区0—20 cm耕层土样,测定土壤胞外酶活性和颗粒组成及土壤不同形态C、N、P含量,分析土壤胞外酶化学计量特征、土壤养分化学计量比和土壤可蚀性因子的关联性。【结果】坡耕地各处理沉积区土壤β-葡萄糖苷酶(BG)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、碱性磷酸酶(AKP)活性分别显著高于侵蚀区52.31%、50.60%、16.97%、13.11%。土壤胞外酶活性计量比约为1∶0.79∶1.13,偏离1∶1∶1,4种处理的土壤酶活性表现为SW>OMSW>CK>OM。4种处理矢量角度均表现为侵蚀区>沉积区(P<0.05),矢量长度表现为侵蚀区<沉积区(P<0.05)。4种处理的矢量角度均大于45°,同时4个处理的矢量长度均在1∶1线上方,坡耕地总体受磷限制(养分限制)和碳限制(能量限制)。【结论】坡耕地侵蚀加速了土壤碳、氮、磷的周转速率,各处理沉积区土壤BG、NAG、LAP、AKP活性显著高于侵蚀区。坡耕地总体受养分限制(磷限制)和能量限制(碳限制),土壤胞外酶活性计量比偏离1∶1∶1,侵蚀区受养分限制较重,而沉积区受能量限制较重,侵蚀−沉积作用促使坡耕地土壤由磷限制转变为碳限制。秸秆覆盖并添施有机肥可以缓解土壤胞外酶活性化学计量失衡,其中秸秆覆盖可以显著增加土壤酶活性,缓解土壤磷限制,促进土壤养分循环。 展开更多

关键词 紫色土 土壤侵蚀 土壤酶活性 土壤胞外酶活性计量比 养分限制

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亚热带常绿阔叶林土壤胞外酶活性对碳输入变化及增温的响应 被引量：7

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作者 刘珊杉 周文君 +6 位作者 况露辉 刘占锋 宋清海 刘运通 张一平 鲁志云 沙丽清 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1262-1272,共11页

土壤胞外酶来源于土壤微生物、植物和动物,是土壤生物地球化学过程的积极参与者,在森林生态系统的物质循环和能量流动过程中扮演着重要角色。为探明土壤胞外酶活性对碳输入变化及增温的响应,该研究基于长期增温、去除地表凋落物(以下简... 土壤胞外酶来源于土壤微生物、植物和动物,是土壤生物地球化学过程的积极参与者,在森林生态系统的物质循环和能量流动过程中扮演着重要角色。为探明土壤胞外酶活性对碳输入变化及增温的响应,该研究基于长期增温、去除地表凋落物(以下简称去凋)和切根处理的云南哀牢山亚热带常绿阔叶林控制实验平台,研究了不同处理(对照、去凋、切根、切根并增温)下表层矿质土壤(0–5和5–10 cm)与碳氮磷获取相关的胞外酶活性,包括多酚氧化酶(POX)、过氧化物酶(PER)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP)。结合铵态氮(NH4+-N)含量、硝态氮(NO3–-N)含量、溶解有机碳(DOC)含量、溶解总氮(DN)含量、土壤含水量(SWC)等相关指标,探讨凋落物碳输入、根系碳输入和温度变化对土壤胞外酶活性及其生态化学计量特征的影响。研究结果表明:在对照样方,除POX外其余酶活性均为0–5cm层显著高于5–10cm层。与对照相比,长期的凋落物去除显著降低了0–5 cm层土壤AP和BG活性,对NAG、PER和POX活性则无显著影响;长期切根处理显著降低了0–5 cm层土壤BG活性,但提高了两个土层PER活性;长期切根并增温处理显著降低了0–5 cm层AP和BG活性,对其余酶活性无显著影响。冗余分析结果显示SWC和NH4+-N含量是驱动土壤酶活性变化的重要因子。本研究为该生态系统土壤碳氮磷生物地球化学关键过程对全球变化的响应提供了土壤酶学的依据。 展开更多

关键词 土壤胞外酶活性 生态化学计量学 去除地表凋落物 切根 增温

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宁夏东部荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤胞外酶活性响应 被引量：8

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作者 郭天斗 于露 +5 位作者 孙忠超 马彦平 赵亚楠 梁丹妮 李志丽 王红梅 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2541-2548,共8页

以宁夏东部荒漠草原-灌丛地典型镶嵌体内部荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为对象,对各样地植丛和空斑下土壤特性及6种土壤胞外酶活性(纤维二糖水解酶、β-1,4-木糖苷酶、β-1,4葡萄糖苷酶、β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸... 以宁夏东部荒漠草原-灌丛地典型镶嵌体内部荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为对象,对各样地植丛和空斑下土壤特性及6种土壤胞外酶活性(纤维二糖水解酶、β-1,4-木糖苷酶、β-1,4葡萄糖苷酶、β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和碱性磷酸酶)进行分析,研究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中胞外酶的响应特征。结果表明:荒漠草原向灌丛地转变过程中,土壤水分、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量碳、微生物生物量氮均显著降低,且灌丛地显著低于草地26.0%~88.5%;除草地边缘土壤水分、有机碳空斑略高于植丛外,其他指标均表现为各样地植丛显著高于空斑3.9%~82.3%。6类土壤胞外酶活性在转变过程中均呈下降趋势,降幅为22.1%~82.4%,其中亮氨酸氨基肽酶和碱性磷酸酶降低最为显著,分别降低82.4%和75.5%;除灌丛地β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶在空斑显著高于植丛外,其他胞外酶活性均表现为各样地植丛高于空斑10.7%~42.7%;转变过程中6类胞外酶活性之间呈显著正相关,且均与土壤特性呈不同程度正相关,其中各类土壤胞外酶活性对土壤微生物生物量碳、氮及全氮响应较为积极。 展开更多

关键词 荒漠草原 灌丛引入 草原-灌丛镶嵌体 土壤特性 土壤胞外酶活性

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模拟增温和降雨增加对撂荒草地土壤胞外酶活性及计量特征的影响 被引量：4

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作者 王兴 钟泽坤 +7 位作者 简俊楠 张硕宏 杨改河 任成杰 冯永忠 任广鑫 王晓娇 韩新辉 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2812-2821,共10页

土壤胞外酶活性是催化土壤有机质分解的关键限速步骤,而且对外界环境的变化极其敏感,然而却很少有研究聚焦于土壤胞外酶活性对气候变化的响应,尤其是在黄土高原地区.以黄土丘陵区撂荒草地为研究对象,野外模拟气候变暖和降水增加,通过测... 土壤胞外酶活性是催化土壤有机质分解的关键限速步骤,而且对外界环境的变化极其敏感,然而却很少有研究聚焦于土壤胞外酶活性对气候变化的响应,尤其是在黄土高原地区.以黄土丘陵区撂荒草地为研究对象,野外模拟气候变暖和降水增加,通过测定土壤理化性质、植被群落特征和土壤酶活性,探究土壤酶活性及计量比对气候变化的响应特征及驱动因素.结果表明,增温、增雨以及二者的交互作用均显著降低了土壤β-1,4-葡糖苷酶(BG)和纤维二糖水解酶(CBH)活性,然而,土壤β-1,4-木糖苷酶(BX)活性在气候变化处理下却呈现出增加趋势,其中,增温处理的增幅最大,达到了63.15%.增温增雨的交互显著增加了β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和亮氨酸胺肽酶(LAP)以及碱性磷酸酶(ALP)活性,分别增加了34.32%、12.97%和44.86%.增温显著增加了过氧化物酶(PER)活性,而增雨显著降低了PER酶活性,增雨以及增温增雨显著降低了多酚氧化酶(PPO)活性,这主要归因于植物群落科组成的变化.增雨和增温增雨处理下碳降解酶活性∶氮降解酶活性(CEs∶NEs)和氮降解酶活性∶磷降解酶活性(NEs∶PEs)显著降低,而碳降解酶活性∶磷降解酶活性(CEs∶PEs)在增温、增雨及其交互作用下均显著降低,增雨以及增温增雨处理下土壤酶化学计量的向量长度均低于对照处理,且向量角度均大于对照处理,表明土壤微生物在暖湿条件下的碳限制和氮限制程度有所减弱.主成分分析和冗余分析结果表明土壤水分含量和土壤有机碳含量是引起酶活性及计量特征变化的主要驱动因子.综上所述,气候变化下黄土丘陵区撂荒草地植被群落科组成的变化,尤其是木质素含量较低且具有固氮能力的豆科植物数量的增加以及土壤有机碳含量的增加会减弱土壤微生物的碳氮限制,研究结果可为理解脆弱生境地区在气候变化背景下土壤微生物的养分限制情况提供依据. 展开更多

关键词 气候变化 撂荒草地 土壤胞外酶活性 酶计量比 养分需求和限制

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荒漠草地沙漠化对土壤养分和胞外酶活性的影响 被引量：8

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作者 吴秀芝 阎欣 +2 位作者 王波 刘任涛 安慧 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1082-1088,共7页

为探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量、土壤胞外酶活性的变化特征及土壤养分与土壤胞外酶活性的关系,采用空间序列代替时间演替的方法,对宁夏中北部盐池县荒漠草地不同沙漠化阶段(潜在沙漠化、轻度沙漠化、重度沙漠化、极度沙漠化)... 为探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量、土壤胞外酶活性的变化特征及土壤养分与土壤胞外酶活性的关系,采用空间序列代替时间演替的方法,对宁夏中北部盐池县荒漠草地不同沙漠化阶段(潜在沙漠化、轻度沙漠化、重度沙漠化、极度沙漠化)草地的土壤养分、土壤胞外酶活性进行了研究。结果表明,荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量和土壤胞外酶活性均表现出不同程度的变化。土壤速效氮、速效磷、铵态氮和硝态氮随着荒漠草地沙漠化程度的加剧均呈逐渐降低趋势;土壤速效氮、铵态氮和硝态氮随着草地沙漠化的加剧呈显著降低趋势,而荒漠草地沙漠化过程中土壤速效磷无显著变化。土壤速效氮对荒漠草地沙漠化的响应更加敏感,轻度沙漠化阶段、重度沙漠化阶段和极度沙漠化阶段土壤速效氮分别比潜在沙漠化阶段降低了12.0%、50.1%和54.4%。荒漠草地沙漠化过程中,土壤α-1,4-葡萄糖苷酶(AG)、β-1,4葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-木糖苷酶(BXYL)、β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)和碱性磷酸酶(AP)的活性均表现为潜在沙漠化>轻度沙漠化>重度沙漠化>极度沙漠化,随着荒漠草地沙漠化程度的加剧,土壤胞外酶的分解能力逐渐变弱。土壤胞外酶活性与土壤速效氮、铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关,表明土壤胞外酶可以反映土壤肥力水平。 展开更多

关键词 荒漠草地 沙漠化 土壤胞外酶活性 土壤养分

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闽江河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度土壤胞外酶活性特征 被引量：4

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作者 胡启凯 罗敏 +4 位作者 黄佳芳 吴杰 朱爱菊 谭季 李敬 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期3107-3116,共10页

为了揭示河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度下土壤胞外酶活性的时空变化差异,对闽江河口淡水潮汐沼泽湿地和半咸水潮汐沼泽湿地短叶茳芏(Cyperus malaccensis)植被下不同季节的土壤胞外酶活性、土壤容重和含水率、植物生物量、以及有机碳... 为了揭示河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度下土壤胞外酶活性的时空变化差异,对闽江河口淡水潮汐沼泽湿地和半咸水潮汐沼泽湿地短叶茳芏(Cyperus malaccensis)植被下不同季节的土壤胞外酶活性、土壤容重和含水率、植物生物量、以及有机碳特征值(SOC、POXC、DOC和C∶N比)进行测定与分析.研究结果表明在闽江河口天然盐度梯度上,当土壤盐度从0‰增加至4.2‰,土壤β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维素水解酶(CBH)、酚氧化酶(PHO)和过氧化物酶(PEO)活性均显著增加,增幅分别为201%、305%、493%和252%.沿着闽江河口天然盐度梯度,土壤容重和含水率以及孔隙水DOC浓度没有显著变化,但土壤易氧化有机碳(POXC)含量、有机碳(SOC)含量和土壤C∶N比逐渐减少.半咸水潮汐沼泽湿地站点短叶茳芏的地上生物量低于淡水潮汐沼泽湿地站点,但地下生物量则显著高于淡水潮汐沼泽湿地站点.4种土壤胞外酶活性均与土壤C∶N比呈现显著的负相关,酚氧化酶(PHO)和过氧化物酶(PEO)与土壤SOC含量呈负相关.土壤β-葡萄糖苷酶(BG)活性最高值出现在春季,而纤维素水解酶(CBH)活性最高值出现在夏季.以上研究结果表明,土壤盐度是影响闽江河口潮汐沼泽湿地生态系统土壤胞外酶活性和碳库演变的重要环境因子.从河口淡水潮汐沼泽湿地至低盐的半咸水潮汐沼泽湿地,沼泽植物地下生物量增加,与碳分解相关的土壤胞外酶活性增加,并抑制土壤的有机碳积累. 展开更多

关键词 盐度 有机碳 土壤胞外酶活性 河口潮汐沼泽湿地 闽江河口

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西南亚高山森林优势种不同种植方式根区土壤胞外酶活性对夜间增温的响应 被引量：2

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作者 罗林 刘庆 +6 位作者 黄艳 郭敏 胡星 张卓婷 贺合亮 赵春章 梁进 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期577-586,共10页

粗枝云杉(Picea asperata)是西南亚高山针叶林的主要建群种,而华西箭竹(Fargesia nitida)既是大熊猫的主食植物也是针叶林下优势物种,在该区域华西箭竹与粗枝云杉往往共存于天然林,而人工云杉林及次生箭竹林下两物种均单独存在.摸清二... 粗枝云杉(Picea asperata)是西南亚高山针叶林的主要建群种,而华西箭竹(Fargesia nitida)既是大熊猫的主食植物也是针叶林下优势物种,在该区域华西箭竹与粗枝云杉往往共存于天然林,而人工云杉林及次生箭竹林下两物种均单独存在.摸清二者单独及共存下根区土壤酶活性对气候变暖的响应,能为未来气候变化下该区域森林管理及熊猫生境恢复提供科技支撑.以箭竹和云杉为对象,采用红外加热器模拟增温,通过二者单种和混种,研究增温和植物互作对根区土壤胞外酶活性(EEA)的影响.结果显示:(1)增温显著增加了单种箭竹根区N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)和β-1,4-葡萄糖苷酶(BG),以及单种云杉根区NAG、BG、蔗糖酶(Suc)、酸性磷酸酶(AP)和混种根区蛋白酶(Pro)活性,显著降低了混种根区NAG和AP活性.(2)对照时箭竹根区NAG,云杉根区NAG和脲酶(Ure)及混种根区BG和Suc活性显著高于各自非根区,但箭竹根区AP和Pro活性较非根区显著减小;增温时与非根区相比,箭竹根区BG,云杉根区NAG、Pro、BG、Suc和AP及混种根区Ure和Suc活性均显著增大,而箭竹根区Suc、云杉根区Ure及混种根区BG和AP活性显著减小.(3)冗余分析表明EEA在对照时主要受土壤pH和含水量的影响,而增温时与pH、含水量、总氮和无机氮有显著的相关性.多元回归分析显示pH和总氮分别是两种情形下酶活性变异的最佳预测因子.以上结果说明,增温对单种根区土壤酶活性有促进作用,但此作用在混种时可能被掩盖或减弱;EEA受多种因素共同调控,对EEA起主导作用的土壤理化因子在增温背景下发生改变. 展开更多

关键词 华西箭竹 粗枝云杉 增温 单种 混种 土壤胞外酶活性 亚高山森林

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不同有机物料改善富磷菜田土壤微生物结构功能和蔬菜磷素吸收利用研究

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作者 李琳琳 石宁 王菲 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期114-127,共14页

【目的】碳是微生物代谢活动的优质养分和能量来源,对根际微生物的群落结构和生态功能具有重大影响。解析碳驱动微生物周转对作物吸收利用磷的影响,探索富磷土壤中磷素高效利用的绿色途径。【方法】蔬菜田间试验分别在山东东营(潮土)和... 【目的】碳是微生物代谢活动的优质养分和能量来源,对根际微生物的群落结构和生态功能具有重大影响。解析碳驱动微生物周转对作物吸收利用磷的影响,探索富磷土壤中磷素高效利用的绿色途径。【方法】蔬菜田间试验分别在山东东营(潮土)和淄博(褐土)进行,供试作物依次为番茄、西葫芦。设置不施肥对照(CK)、优化施肥(OPT)、优化施肥+腐植酸(OPT+HA)、优化施肥+蚯蚓粪(OPT+EC)、优化施肥+菌渣(OPT+MR) 5个处理。在拉秧期采集土样分析土壤碳、磷养分含量,碳、磷相关胞外酶活性以及土壤细菌群落特征。【结果】1)有机物料投入提高了番茄和西葫芦产量及磷吸收积累量。2)在OPT基础上,增施HA、EC和MR可显著提高土壤肥力和酶活性,以MR的提升效果最为显著。在东营,增施MR处理土壤微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量较OPT处理分别提高了17.46%和17.03%,土壤β-葡萄糖苷酶(β-GC)和酸性磷酸酶(ACP)活性分别显著提高了19.75%和13.12%,土壤有效磷含量显著降低了28.50%;在临淄,增施MR土壤各类碳组分含量较OPT处理均有显著提高,增幅在16.19%~54.30%,土壤β-GC活性显著提高了24.55%。3)增施EC和MR显著提高了土壤细菌群落Chao1指数和Shannon指数;增施MR显著提高了土壤中突柄杆菌(Prosthecobacter)、堆囊菌属(Sorangium)相对丰度,增施HA显著提升了土壤中Vermiphilaceae、MWH_CFBk5、Pedobacter相对丰度;增施EC的土壤中富集了Fodinicola和Phaselicystis,改变了土壤微生物群落结构。【结论】在优化施肥基础上,增施有机物料,尤其是菌渣,可有效提高土壤可溶性有机碳比例,增加土壤β-葡萄糖苷酶活性,显著改善土壤微生物群落结构,提高有益菌群丰度,增强土壤磷的活化,进而提高了蔬菜对磷的吸收和利用,降低了土壤中有效磷含量。因此,在富磷土壤上,优化施肥配合增施菌渣是提高土壤微生物活性及蔬菜磷素吸收积累的可行措施。 展开更多

关键词 富磷土壤 土壤碳组分 土壤胞外酶活性 土壤微生物生物量 Α多样性

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长期施肥对红壤稻田土壤微生物生物量和酶活性的影响 被引量：23

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作者 夏文建 柳开楼 +10 位作者 张丽芳 刘佳 叶会财 邓国强 李大明 李祖章 王萍 李瑶 杨成春 彭春瑞 陈金 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期628-637,共10页

研究长期施肥下红壤双季稻田土壤胞外酶活性(EEAs)变化特征及其主要驱动因子,可为该地区稻田土壤培肥和合理施肥提供理论依据。选择持续了37a的长期定位试验的不施肥(CK)、化肥(NPK)、高倍化肥(HNPK)和化肥有机肥配施(NPKM)4个处理,采... 研究长期施肥下红壤双季稻田土壤胞外酶活性(EEAs)变化特征及其主要驱动因子,可为该地区稻田土壤培肥和合理施肥提供理论依据。选择持续了37a的长期定位试验的不施肥(CK)、化肥(NPK)、高倍化肥(HNPK)和化肥有机肥配施(NPKM)4个处理,采用微孔板荧光法测定了土壤胞外酶活性,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),并通过主成分分析和冗余分析探讨土壤胞外酶分布特征及其与土壤养分和微生物生物量碳氮的关系。研究结果显示,长期施肥提高了土壤养分含量和水稻产量;与CK处理相比,NPKM处理土壤MBC和MBN分别提高了60.2%和60.4%,土壤α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(ACP)活性分别提高12.7%、41.1%、36.2%和50.0%,酚氧化酶(POX)活性下降29.7%。红壤稻田土壤EEAs的变化主要由养分因子驱动,其中土壤全氮(TN)和MBC是关键的决定因子,分别解释了酶活性变异的34.3%和20.9%。化肥配施有机肥有利于土壤养分、微生物生物量和土壤胞外酶活性提高,是维持作物高产和提升土壤质量最优的施肥管理措施。 展开更多

关键词 长期施肥 化肥有机肥配施 红壤性水稻土 土壤养分 土壤胞外酶活性

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添加秸秆对水稻产量和土壤碳氮及微生物群落的影响 被引量：13

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作者 管方圆 刘琛 +3 位作者 傅庆林 李鹏 林义成 郭彬 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期223-230,共8页

为探究添加秸秆对黄筋泥田水稻产量和土壤碳、氮含量和微生物学特性的影响,设计了5个处理,即不添加秸秆和生物炭(CK)、添加秸秆(ST)、添加秸秆和腐熟剂1号(SB1)、添加秸秆和腐熟剂2号(SB2)和添加秸秆生物炭(SC)的水稻盆栽试验,分析水稻... 为探究添加秸秆对黄筋泥田水稻产量和土壤碳、氮含量和微生物学特性的影响,设计了5个处理,即不添加秸秆和生物炭(CK)、添加秸秆(ST)、添加秸秆和腐熟剂1号(SB1)、添加秸秆和腐熟剂2号(SB2)和添加秸秆生物炭(SC)的水稻盆栽试验,分析水稻产量和土壤全碳、全氮、腐殖质含量和磷脂脂肪酸含量。结果表明:与CK相比,ST、SB1、SB2和SC均能提高水稻产量(P<0.05),其中SB2增产55.73%;ST、SB1、SB2和SC也提高土壤全碳、全氮、腐殖质含量、细菌磷脂脂肪酸含量、真菌磷脂脂肪酸含量和总磷脂脂肪酸含量(P<0.05),其中SC土壤全碳提高31.36%,SB2土壤全氮提高40%,SB1腐殖质含量增加50.01%,而SB1和SB2的细菌磷脂脂肪酸含量、真菌磷脂脂肪酸含量和总磷脂脂肪酸含量增加86.49%~401.59%。因此,添加秸秆可以增加水稻产量,提高土壤全碳、全氮和腐殖质的含量,改善土壤微生物群落结构。 展开更多

关键词 秸秆 土壤 全碳 水稻 腐殖质组成 土壤胞外酶活性 土壤微生物

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防护林建设过程中土壤微生物养分限制与有机碳组分之间的关系

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作者 徐凤璟 黄懿梅 +1 位作者 黄倩 申继凯 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2342-2352,共11页

微生物主要通过“体外修饰”和“体内周转”途径影响土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)的累积,而不同的植物输入引起的微生物养分限制对两种土壤有机碳(SOC)组分累积的影响机制尚不清楚.因此,以陕西省米脂县的撂荒地为对照... 微生物主要通过“体外修饰”和“体内周转”途径影响土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)的累积,而不同的植物输入引起的微生物养分限制对两种土壤有机碳(SOC)组分累积的影响机制尚不清楚.因此,以陕西省米脂县的撂荒地为对照(CK),测定人工林建设的第3、13、20和37 a的0~5、5~10和10~20 cm土层中SOC、POC和MAOC含量及用于计算养分限制的土壤胞外酶活性,探讨防护林建设过程中SOC积累的微生物养分限制机制.结果表明:(1)ω(SOC)、ω(POC)和ω(MAOC)分别3.14~8.35、0.44~1.87和1.99~6.72 g·kg^(-1);各组分有机碳含量在林地建设第3 a时均显著低于CK(P<0.05),且随防护林建设先增加后降低:0~5 cm和5~10 cm中SOC和MAOC含量在第20 a达到最大,但总体低于CK;10~20 cm中二者在第13 a达到最大且高于CK;0~5 cm和5~10 cm中ω(POC)在第37 a达到最大,10~20 cm中在第13 a达到最大.(2)0~5 cm中β-葡萄糖苷酶活性在第20 a时最高,其余土层在第13 a最高,但均在第37 a降至最低;0~5 cm中亮氨酸氨基肽酶和N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶活性随防护林建设呈增加趋势,第37 a时显著高于CK(P<0.05);碱性磷酸酶活性在第3 a时显著低于CK(P<0.05),第20 a时0~5 cm和5~10 cm中其活性最高,10~20 cm中为最低.(3)第3 a酶化学计量比的向量角度(VA)和长度(VL)显著高于CK(P<0.05),即防护林建设加剧了微生物C、N限制;在防护林建设过程中,N限制减弱,而C限制仅在第37 a时有所缓解.(4)结构方程模型显示,第3 a微生物C限制的增强,导致POC含量降低和MAOC含量增加,微生物将主要以“体内周转”积累有机碳;随着微生物N限制的缓解,通过“体内周转”形成的MAOC含量将会增加.因此,长期的防护林建设利于植物源有机碳累积,且以固氮植物造林将有助于促进稳定的SOC组分增加,提升植被固碳效率. 展开更多

关键词 防护林建设 土壤有机碳(SOC) 颗粒态有机碳(POC) 矿物结合态有机碳(MAOC) 土壤胞外酶活性 养分限制

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增温和降雨减少对杉木幼林土壤酶活性的影响 被引量：16

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作者 江淼华 倪梦颖 +2 位作者 周嘉聪 陈岳民 杨玉盛 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3210-3219,共10页

土壤酶在土壤过程中扮演着一个重要的角色,其通过参与凋落物和土壤有机质的分解过程从而驱动着土壤养分循环和碳循环,而影响这个过程的因素很多,主要包括温度和土壤含水量。本研究在中亚热带杉木人工幼林进行对照、增温、隔离降雨以及增... 土壤酶在土壤过程中扮演着一个重要的角色,其通过参与凋落物和土壤有机质的分解过程从而驱动着土壤养分循环和碳循环,而影响这个过程的因素很多,主要包括温度和土壤含水量。本研究在中亚热带杉木人工幼林进行对照、增温、隔离降雨以及增温+隔离降雨联合处理实验,探究温度和水分变化对土壤胞外酶活性的影响,包括参与碳循环的β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH)、酚氧化酶(PHO)、过氧化物酶(PEO),和参与氮循环的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)以及参与磷循环的酸性磷酸酶(AP)。结果表明:增温和隔离降雨以及两者的交互作用使土壤含水量、微生物生物量氮、可溶性有机氮和可溶性有机碳(DOC)显著下降(P<0.05)。此外,增温显著增加了铵态氮(NH_4^+-N)和硝态氮含量(P<0.05),以及βG、CBH和NAG酶活性(P<0.05);隔离降雨在一定程度上对βG、CBH和NAG(P <0. 05)酶活性起到促进作用;而增温+隔离降雨处理下,βG、CBH、NAG、PHO、PEO酶活性都略微上升(P> 0.05); AP酶活性在各个处理后均剧烈下降(P <0.05)。冗余分析结果显示,全氮、NH_4^+-N和DOC是驱动土壤酶活性变化的主要影响因子。研究表明,参与碳、氮循环的土壤酶在温度升高和降水减少下响应较为积极,酶活性有所上升,从而加速了土壤碳分解,但参与磷循环的土壤酶活性却显著下降,未来该地区的磷限制情况将进一步加剧。本研究将为未来气候变暖和降水减少下对预测养分循环和碳循环提供一定的科学依据。 展开更多

关键词 增温 降雨减少 土壤胞外酶活性 杉木 土壤有效养分

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化肥减量配施有机物料对油菜地土壤线虫群落结构的影响 被引量：9

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作者 李其胜 张顺涛 +5 位作者 赵贺 高飞 焦加国 胡锋 李辉信 鲁剑巍 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3970-3981,共12页

长期施肥可改变土壤肥力及微生物特性,间接改变土壤线虫群落组成。本研究旨在分析化肥减量配施有机物料对油菜地土壤线虫群落结构的影响及土壤线虫群落与土壤基本性质、胞外酶活性的相关性,探讨土壤线虫群落组成对农田土壤肥力响应的敏... 长期施肥可改变土壤肥力及微生物特性,间接改变土壤线虫群落组成。本研究旨在分析化肥减量配施有机物料对油菜地土壤线虫群落结构的影响及土壤线虫群落与土壤基本性质、胞外酶活性的相关性,探讨土壤线虫群落组成对农田土壤肥力响应的敏感性。试验共设置CK(不施肥)、CF(常量化肥)、RF(减施化肥)、RFS(减施化肥+秸秆全量还田)和RFMS(减施化肥+有机肥+秸秆全量还田)5个处理。结果表明,在5个施肥处理中共鉴定出33属土壤线虫,食细菌线虫和植食性线虫在各处理中均为优势营养类群。不同处理的土壤线虫数量为RFMS>RFS>RF>CF>CK,其中RFMS和RFS处理显著高于其他处理(P<0.05)。与不施肥处理相比,单施化肥和配施有机物料可以增加食细菌线虫和杂食/捕食性线虫丰度,抑制植食性线虫的繁殖。从土壤线虫生态指数来看,RFMS处理的线虫瓦斯乐斯卡指数(WI)、自由生活线虫成熟度指数(MI)、结构指数(SI)、富集指数(EI)分别为1.42、1.35、67.3和70.94,均高于其他处理。相比CK处理,RFS和RFMS处理显著降低PPI/MI。相关性分析显示,土壤线虫数量、食细菌线虫与土壤有机质、全氮等土壤性质以及土壤胞外酶活性呈显著或极显著正相关;冗余分析表明,土壤全磷、有机质和全氮对线虫群落种属组成影响较大。因此,化肥减量配施有机物料在一定程度上有助于食微线虫的繁殖,提高线虫种类多样性,并能丰富土壤线虫食物网结构以降低其受干扰程度,是维持土壤生物健康的重要措施。 展开更多

关键词 化肥减量 有机物料 土壤线虫 土壤胞外酶活性

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五角槭根系的负激发效应降低了异养呼吸及其温度敏感性 被引量：3

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作者 曲桂芳 徐文华 +6 位作者 王会 彭勃 高德才 孙建飞 郑俊强 姜萍 白娥 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2692-2698,共7页

土壤呼吸(Rs)由自养呼吸(Ra)和异养呼吸(Rh)组成,这两个组分温度敏感性的差异性存在较大争议,而根际激发效应对R_h呼吸速率及其温度敏感性(Q10)的影响导致这一问题更为复杂化。本研究采用^(13)C自然丰度法,将中国北方温带次生林的重要... 土壤呼吸(Rs)由自养呼吸(Ra)和异养呼吸(Rh)组成,这两个组分温度敏感性的差异性存在较大争议,而根际激发效应对R_h呼吸速率及其温度敏感性(Q10)的影响导致这一问题更为复杂化。本研究采用^(13)C自然丰度法,将中国北方温带次生林的重要建群树种C_3植物五角槭种植于曾经连续23年种植玉米的C_4土壤中,以此区分R-a和R_h,并探讨R_a和R_h温度敏感性的差异性以及根际激发效应对R_h呼吸速率和Q_(10)的影响。结果表明:植物根系对R_h呼吸速率有负激发效应,并降低了R_h的温度敏感性;植树土壤的R_h比不植树土壤的无根异养呼吸(Rhf)降低了34.3%,R_h的Q_(10)值(1.51)也显著低于R_(hf)的Q_(10)值(2.07),而Ra的Q_(10)值(3.89)是R_h的Q_(10)值的2.5倍;因此,未来研究在区分R_a和R_h呼吸速率和温度敏感性时,应该考虑根际激发效应对R_h及其温度敏感性的影响,这对于精确评估和模型模拟气候变化背景下R_s的变化和响应具有重要意义。 展开更多

关键词 13C自然丰度 根际激发效应 土壤胞外酶活性 土壤呼吸 土壤有机碳分解 自养呼吸

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