北京山地森林土壤酶特征及其与土壤理化性质的关系

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为探讨北京山地森林土壤酶特征及其与土壤理化性质的关系并进一步评价其肥力水平,本研究对北京雾灵山、十三陵地区和密云水库区的刺槐(Robinia pseudoacacia)、山杨—白桦(mixed Betula platyphylla-Populus davidiana)、槲树(Quercus dentata)和板栗(Castanea mollissima)4种阔叶林下,落叶松(Larix principis-rupprechtiii)、侧柏(Platycladusorientalis)、白皮松(Pinus bungeana)和油松(Pinus tabulaeformis)4种针叶林下及荆条灌木林(Vitex negundo)不同层次土壤的脲酶、过氧化物酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性及其动力学特征进行了分析,并利用相关分析和主成分分析等数学方法研究了其与土壤理化性质的关系。结果表明:不同林型下土壤脲酶和过氧化氢酶的活性、酶促反应初速度(V0)、酶促反应的最大速度(Vmax)、酶促反应速度反映指标(Vmax/Km)都随土壤深度的增加而减小,米氏常数(Km)无规律变化。酶促反应初速度V0都随底物浓度的增加而增大,脲酶、多酚氧化酶、过氧化物酶的底物浓度——初速度函数为平滑的抛物线,而过氧化氢酶呈“M”型。各林型间土壤酶特征参数变化各异,表现出不同的酶促反应特点:就阔叶林来说,山杨—白桦林的土壤脲酶、过氧化氢酶酶促反应特征明显,而多酚氧化酶和过氧化物酶刚好相反;刺槐林则是脲酶、多酚氧化酶优于过氧化物酶和过氧化氢酶;槲树林除土壤脲酶外,其余三种酶表现都较好;板栗林的过氧化物酶各项指标都为最高值。就针叶林来说,落叶松林土壤脲酶和过氧化氢酶的表现好于多酚氧化酶和过氧化物酶;侧柏林的土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性偏高,但其动力学特征在4种林型中无明显最值出现;白皮松林土壤酶活性特点与侧柏林类似;油松林过氧化物酶表现最好。不同林型下土壤理化性质各异,综合来看,山杨白桦林、落叶松林整体状况良好。土壤脲酶和过氧化氢酶的活性、Vmax、Vmax/Km等特征参数和土壤有机质、全氮量等主要理化性质密切相关,作为反映土壤肥力的指标是可行的;而多酚氧化酶和过氧化物酶的各项参数都不适宜评价土壤肥力状况。通过计算系统内的主成分综合得分,各林型下土壤的肥力水平表现为:山杨—白桦林、刺槐林、落叶松林最高,荆条木灌木林次之,板栗林、侧柏林及白皮松林处于中等水平,槲树林和油松林最低。
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