贵州喀斯特典型集水区土壤酶活性空间异质性

发布时间：2020-05-12 03:45

【摘要】：空间异质性是土壤生态系统的一个主要属性,同时也是造成空间格局的主要原因。许多研究发现物种的空间分布格局与土壤中性质的空间异质性有很大的关系。土壤酶是指示土壤质量的敏感生物学指标,但土壤酶活性的空间异质性及其影响因素还不清楚。本文以贵州喀斯特小流域0-10、10-30cm的6种土壤水解酶和2种土壤氧化还原酶为研究对象,运用地统计学、普通克里格插值法、单因素方差分析及相关分析,分析了β-1,4-葡糖苷酶(βG)、β-1,4-木糖苷酶(βX)、纤维素二糖水解酶(CBH)、β-1,4-乙酰基-葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化氢酶(PER)活性的空间异质性及影响因素。结果表明:1.研究区内表层土壤(0~10 cm)8种土壤酶活性在45~991 nmol·g~(-1)·h~(-1)之间,大小顺序为APLAPCBHNAGβGβXPPOPER;表下层土壤(10~30 cm)酶活性在37~929 nmol·g~(-1)·h~(-1)之间,大小顺序为APLAPβGCBHNAGβXPPOPER;随着土壤深度的增加,各土壤酶活性均随之降低。AP活性在土壤各层次均为最高。2.土壤酶活性的变异系数变化范围由表层土壤氧化还原酶PER活性24.42%~表下层土壤水解酶AP的72.2%,土壤酶活性在土壤表层和表下层内均为中等变异。其中LAP和AP活性的变异系数在土壤表下层为58.8%和72.2%,大于表层的53.2%和46.5%,其他酶活性的变异系数均表现为表下层小于表层,分别为NAG 45.2%31.9%、βG 38.7%37.9%、βX 56.9%43.1%和CBH 48.7%43.8%。PPO活性在表层的变异系数为26.04%大于表下层25.69%,PER活性表下层42.45%大于表层的24.42%;表明在土壤表层酶活性更容易受到随机因素的影响而发生变异。3.土壤酶活性变程存在差异,表层土壤的8种土壤酶βG、βX、CBH、NAG、LAP、AP、PPO和PER分别为31.4m、48.3m、42.1m、122.8m、27.3m、96.2m、68.1m和43.9m,在表下层分别为33.7m、333.4m、187.1m、25.5m、401.1m、184.6m、187.1m和232.1m,表层土壤酶活性(NAG除外)变程(122.8m)大于表下层(25.5m)。由此可见,根据酶活性表层变程大小确定的采样间隔距离,也符合表下层土壤采样的要求。4.土壤酶活性具有一定程度的空间自相关,表层土壤和表下层土壤的8种土壤酶活性(表下层土壤的PPO除外)的结构方差比C/(C_0+C)均在分别为50.0%~99.9%之间,均呈现出强或中等的空间自相关性。5.供试的8种土壤酶活性存在明显的异质性斑块,相同功能的酶活性之间异质性斑块存在一定程度的一致性;土壤NAG和LAP活性与土壤含水量和NH_4~+-N显著正相关,NAG和AP与NO_3~--N呈显著正相关;土壤水解酶(NAG除外)与pH呈显著相关,其中βG、βX、CBH、LAP与pH显著正相关,AP与pH呈显著负相关。6.土地利用类型对βG、βX、CBH、LAP和PER的影响不显著,而AP、NAG和PPO在不同土地利用类型间差异显著(P0.05),其中AP和PPO活性在农田中显著高于次生林和弃耕地,次生林和弃耕地之间没有显著差异;NAG活性在次生林中显著高于弃耕地和农田。坡向(东北坡和西南坡)对8种土壤酶βG、βX、CBH、NAG、LAP、AP、PPO和PER活性均无显著影响。坡位对βG、βX、CBH、NAG、LAP和PER活性无显著影响,而对AP和PPO活性影响显著(P0.05),坡下部土壤AP活性(1267nmol·g~(-1)·h~(-1))显著高于坡上(887 nmol·g~(-1)·h~(-1))和坡中(836 nmol·g~(-1)·h~(-1)),同样,坡下部土壤PPO活性(67 nmol·g~(-1)·h~(-1))显著高于坡上部(53 nmol·g~(-1)·h~(-1))和坡中部(56 nmol·g~-1·h~(-1))。
【图文】：

技术路线图,技术路线,变程

沈阳农业大学硕士学位论文2008；王军等，2002），在不同弃耕地的各土壤养分空间变程都小于50m，多集中在1030m（Du et al., 2008）。不同地区，研究尺度大小不同，研究的结果差异也较大。王政权等人研究小尺度的老龄阔叶红松林土壤理化性质空间异质性，，发现土壤性质空间自相关变程在不同的土壤深度呈现出差异，在土壤表层（0-10cm）为 11-13m,而在土壤下层空间自相关变程范围为（11-20cm）为 6-8m。1.4 技术路线贵州喀斯特典型集水

示意图,采样点位,干土,示意图

图 2-1 研究区及采样点位置示意图Fig.2-1 Locations of the study area and sampling sites土壤样品理化分析土壤含水量的测定用烘干称重法测定。在 105℃的烘箱内将 10 1g 鲜土烘干，分别干土重。计算公式为：土壤含水量(%) =鲜土重干土重干土重× 100 土壤 pH 的测定 10g 鲜土 +25ml 去 CO2的蒸馏水置于 50ml 小烧杯中，搅拌均匀，上层清液的 pH 即为土壤 pH，用 pH 计测定. 土壤 NH4+-N 和 NO3--N 的测定-1
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S154.2

【参考文献】