摘 要：以大興安嶺北部典型針葉林(興安落葉松林、樟子松林)為研究對象，通過團聚體脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性以及酶活性幾何平均數的測定與分析，探明該地區兩種主要針葉林土壤團聚體酶活性的差異，以及隨團聚體粒徑大小不同酶活性的變化特征。結果表明：①興安落葉松林0～5 cm土層和樟子松林0～10 cm土層以大團聚體占優勢，隨著土層加深大團聚體含量下降，兩種林型生長季中期大團聚體含量高于生長季初期和末期。②兩種林型團聚體酶活性均表現為隨粒徑減小而增加的一致性規律，以小于0.25 mm微團聚體酶活性最高，且隨著土層加深，團聚體酶活性隨之降低。興安落葉松林團聚體脲酶、蔗糖酶活性低于樟子松林，酸性磷酸酶活性高于樟子松林;兩種林型團聚體脲酶以生長季初期和末期活性最高，蔗糖酶和酸性磷酸酶均以7—8月生長旺季活性最高。③土壤團聚體酶活性幾何平均數表現為樟子松林高于興安落葉松林，隨土層降低而遞減，且隨粒徑增大酶活性平均數降低，兩種林型酶活性幾何平均數在生長季中期數值較高。

　　關鍵詞：大興安嶺;興安落葉松林;樟子松林;水穩性團聚體;酶活性

　　引言

　　土壤酶是微生物養分轉化過程中的催化物質，其中土壤脲酶能夠參與尿素的分解，其酶促反應能夠得到氨，是植物氮素營養的主要來源[1]，蔗糖酶能夠以有機質為底物，將高分子的化合物分解成為植物可利用的營養物質，是參與土壤碳循環的重要酶，而磷酸酶能夠促進土壤有機磷的礦化，有助于植物對有機磷的吸收[2]。脲酶、蔗糖酶與磷酸酶直接參與土壤碳氮磷的重要循環過程，對于生境的變化十分敏感，因此可以作為土壤質量的生物指標[3]。研究證明，土壤酶受溫濕度、微生物活性等因素的綜合影響[4-5]，而不同粒徑大小的土壤團聚體中通氣狀況與水分含量等因素不同，造成了團聚體中養分轉換及酶活性的差異，因此研究團聚體中酶的活性能夠更好地揭示土壤中養分轉換的生物過程。目前，在土壤團聚體酶活性的研究中，有許多研究者對團聚體脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶進行了研究，對于植被恢復過程以及施肥對團聚體酶的作用研究較多[6-7]，也有不少研究涉及有機碳含量對酶活性的影響[8-9]，而森林生態系統下，土壤酶受到土壤、氣候等多種因素相互作用，共同調控土壤微生物的群落結構，從而對酶的活性及釋放造成影響[10]。因此，不同森林類型中團聚體酶活性差異的相關研究對深入了解森林生態系統養分循環具有積極的作用。大興安嶺北部林區是我國唯一的寒溫帶森林，也是我國主要的林業生產基地，地帶性植被為明亮針葉林，即興安落葉松(Larix gmelinii)林，同時也分布有樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)林，除此之外還有白樺(Betula platyphylla)林、山楊(Populus davidiana)林等次生林[11]。但大興安嶺地區土層較薄，生長季短，對于該地區團聚體內酶活性的實測數據還十分欠缺。本研究以大興安嶺北部地區天然針葉林為研究對象，探討該地區土壤團聚體內酶活性的差異，為本地區土壤酶活性的研究提供科學參考。

　　1 材料與研究方法

　　1.1 研究區概況

　　研究區設于黑龍江漠河森林生態系統國家定位觀測研究站，位于大興安嶺北部漠河縣北極村內，地理坐標為：122°06′～122°27′ E，53°17′～53°30′ N。本區屬寒溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫-4.9 ℃，年降水量約430 mm，降水多集中在夏季。全年冰雪覆蓋時間最長可達200 d。地帶性土壤為棕色針葉林土，另外局部地區還有草甸土、沼澤土分布，是我國多年凍土的主要分布區。森林植被系歐亞大陸寒溫帶明亮針葉林，以興安落葉松為優勢建群種，此外還有樟子松林、白樺林和山楊林等森林類型，林下灌木主要有興安杜鵑(Rhododendron dauricum)、杜香(Ledum palustre)和越桔(Vaccinium vitis-idaea)等。

　　1.2 樣地設置和研究方法

　　在前期踏查的基礎上，選擇本區典型針葉林為研究對象，即興安落葉松林和樟子松林，在每一林形設置3塊調查樣地，樣地規格為20 m×30 m，并對樣地進行基本情況調查，見表1和表2。2018年5—10月每月初取樣一次，在每一樣地每月按照“S”形設置采樣點，挖掘土壤剖面，利用土刀分別采集0～5、5～10 、10～20 cm 3個土層的土壤樣品，剔除石塊及動植物殘體，室溫風干后，采用濕篩法篩分出：>1.0、0.5～1.0、0.25～0.5、0.053～0.25、<0.053 mm 5個粒徑的水穩性團聚體。在取土的同時，用環刀法采集原狀土樣以測定土壤容重與孔隙度。

　　土壤團聚體的測定方法：利用TTF-100型土壤團聚體分析儀，稱取50 g風干土樣，置于1 mm篩子上，使用蒸餾水浸潤5 min，以90次/min的頻率振蕩10 min，沖洗收集各級篩層上的團聚體于鋁盒中，<0.053 mm的水穩性團聚體則需要在桶內靜置沉淀72 h，隨后棄去上清液，將團聚體轉移至鋁盒內，在60 ℃下烘干，稱重，計算水穩性團聚體的質量分數。

　　脲酶采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定，用24 h 后1 g土壤中銨態氮的毫克數表示;蔗糖酶采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，用24 h后1 g土壤中葡萄糖的毫克數表示[12];酸性磷酸酶采用對硝基苯磷酸鹽法測定，用1 h后土壤所釋放酚的毫克數表示[13]。

　　土壤酶活性的幾何平均數(Mg)計算公式[14]為：

　　1.3 數據分析

　　利用SPSS 20.0對數據進行統計分析，采用單因素方差分析，并用LSD法對不同森林類型、不同土層、不同粒徑之間進行差異性檢驗，采用SigmaPlot 12.5數學軟件進行繪圖。

　　2 結果與分析

　　2.1 土壤水穩性團聚體組成特征

　　由圖1可知，隨月份變化，興安落葉松林0～5 cm土層以>0.5 mm粒徑團聚體占絕對優勢，且至8月出現最高值84.48%;0.053～0.25 mm和<0.053 mm粒徑團聚體含量均在6月達到最高值為16.14%和24.47%。5～10 cm和10～20 cm土層均以<0.25 mm微團聚體(0.053～0.25 mm;<0.053 mm)為主，呈波動式上升以生長季后期含量較高，分別在9月和10月達到最高值79.94%和93.49%;>0.25 mm大團聚體含量較低，其中7—10月10～20 cm土層沒有得到>1 mm粒徑團聚體。樟子松林0～5 cm土層>1 mm粒徑團聚體在5—9月差異不顯著(P>0.05)，平均值為53.76%;0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒徑團聚體均在6月達到最高值26.91%和7.97%;微團聚體含量較低，波動為12.55%～27.59%。5～10 cm土層>1 mm粒徑團聚體呈波動式上升趨勢，在10月出現最高值43.09%;0.5～1 mm粒徑團聚體以6月值最高為27.03%，大團聚體約占團聚體總量的58%以上，與微團聚體差異減小。10～20 cm土層以微團聚體為主，其中0.053～0.25 mm粒徑團聚體5月值最低，為19.33%，6—10月波動為39.39%～58.07%;<0.053 mm粒徑團聚體波動為12.05%～38.22%。

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