【摘 要】
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泥炭沼泽作为富“碳”型湿地,在全球碳循环和全球气候变化中起着重要作用。微生物胞外酶催化作用是土壤有机质分解的限速步骤,对土壤有机质的分解过程具有调节作用。土壤酶动力学参数最大反应速率(Vmax)、米氏常数（Km）和催化效率(Kcat)不仅可以完整的描述酶催化反应进程,还可以反映酶和底物结合的紧密程度以及土壤有机质分解机理。因此,本研究选取大兴安岭地区漠满泥炭沼泽为研究样地,通过野外采样、室内分析与
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泥炭沼泽作为富“碳”型湿地,在全球碳循环和全球气候变化中起着重要作用。微生物胞外酶催化作用是土壤有机质分解的限速步骤,对土壤有机质的分解过程具有调节作用。土壤酶动力学参数最大反应速率(Vmax)、米氏常数（Km）和催化效率(Kcat)不仅可以完整的描述酶催化反应进程,还可以反映酶和底物结合的紧密程度以及土壤有机质分解机理。因此,本研究选取大兴安岭地区漠满泥炭沼泽为研究样地,通过野外采样、室内分析与培养实验,揭示泥炭沼泽泥炭藓藓丘丘上和丘间不同深度土壤酶活性、酶动力学参数及其温度敏感性(Q10)的变化特征,探讨土壤酶活性及其动力学参数的影响因素;通过土壤有机碳的矿化培养实验,揭示泥炭沼泽丘上和丘间不同深度土壤有机碳矿化速率(Cmin)及其温度敏感性(Q10（Cmin）)差异,结合土壤理化性质和酶动力学参数数据,阐明泥炭沼泽土壤有机碳矿化的酶动力学机制。主要结论如下:（1）泥炭沼泽藓丘丘上和丘间土壤酶活性具有显著的空间异质性。丘上土壤β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶（NAG）和丘间土壤BG酶和酸性磷酸酶（AP）的酶活性均表现为表层＞亚表层。丘间土壤酶活性高于丘上土壤酶活性。丘上土壤NAG酶活性与土壤含水量（SWC）、土壤全氮（TN）呈显著负相关,而与土壤p H、有机碳（SOC）呈显著正相关。丘间土壤BG酶活性与SWC、SOC、酚类物质呈显著正相关,而NAG酶与上述要素呈显著负相关（P＜0.05）。土壤SWC、SOC和TN是影响丘间土壤酶活性变化的主要因素。（2）泥炭沼泽藓丘丘上和丘间土壤酶动力参数存在明显空间异质性。不同培养温度下,丘上和丘间土壤BG-Vmax和NAG-Vmax均表现为表层＞亚表层。丘上土壤BG-Km和AP-Km表现为表层＞亚表层,而丘上、丘间不同深度土壤酶的Kcat并无一致变化规律。随着培养温度的升高,3种土壤酶的Vmax和Kcat均逐渐升高,土壤BG-Km和AP-Km逐渐升高,而NAG-Km逐渐减小。相关分析的结果表明,SWC、SOC、酚类物质、TN和p H是影响丘上土壤NAG和AP酶动力参数的主要因素。SWC、SOC、酚类物质、TN是影响丘间土壤BG和NAG酶动力学参数的主要因素。（3）总体上,泥炭沼泽藓丘丘上3种土壤酶的Q10（Vmax）、丘间土壤BG-Q10（Vmax）和NAG-Q10（Vmax）均表现为表层＞亚表层,而丘间土壤AP-Q10（Vmax）则表现为表层＜亚表层。丘上和丘间3种土壤酶的Q10（Km）均表现为表层＞亚表层。15-25℃下,除AP-Q10（Kcat）外,丘上和丘间土壤酶的Q10（Kcat）均表现为亚表层＞表层。土壤TN和SWC是丘上土壤酶动力学参数Q10的主要影响因子,而酚类物质、TN和SOC是丘间土壤酶动力学参数Q10的主要影响因子。（4）泥炭沼泽藓丘丘上和丘间不同深度Cmin及Q10（Cmin）具有显著差异。土壤Cmin均随着培养温度的升高而升高（P＜0.0001）。丘上土壤Cmin表现为表层＞亚表层,而丘间并不具有统一变化规律。丘上土壤和15-25℃幅度下丘间土壤的Q10（Cmin）表现为亚表层＞表层。在培养周期中,丘上表层与亚表层土壤Q10（Cmin）均表现为5-15℃＞15-25℃,而丘间表层和亚表层土壤Q10（Cmin）均表现为5-15℃＜15-25℃。（5）丘上土壤Cmin与SOC、酚类物质、NAG-Vmax、NAG-Kcat、AP-Vmax、AP-Km呈显著正相关,与SWC、TN含量呈显著负相关;丘间土壤Cmin与土壤p H、SWC、SOC、酚类物质、TN、BG-Vmax、BG-Kcat呈显著正相关,与NAG-Vmax和NAG-Kcat呈显著负相关（P＜0.05）。土壤AP-Vmax是丘上土壤Cmin和Q10（Cmin）的主要影响因子,BG-Vmax、NAG-Kcat、BG-Km、酚类物质是丘间Cmin和Q10（Cmin）的主要影响因子。丘上土壤Q10（Cmin）与BG-Q10（Vmax）呈显著正相关;丘间Q10（Cmin）与酚类物质、SWC、SOC、TN、AP-Q10（Km）呈显著正相关,与BG-Q10（Kcat）、NAG-Q10（Kcat）和AP-Q10（Kcat）呈显著负相关（P＜0.05）。综上,泥炭沼泽藓丘丘上和丘间不同深度土壤酶活性、动力学参数、矿化速率及其温度敏感性存在空间差异,且受不同因素控制。研究结果为泥炭沼泽土壤有机碳分解机制的探索提供科学依据,并为泥炭沼泽在全球碳循环模型中地位评估提供重要参数。
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