增溫對青藏高原高寒沼澤草甸不同時期土壤酶活性的影響

高鈺, 雍少寧, 王俊峰

增溫對青藏高原高寒沼澤草甸不同時期土壤酶活性的影響

高鈺1, 2, 雍少寧3, 王俊峰1,*

1. 中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院, 凍土工程國家重點實驗室, 蘭州 730000 2. 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049 3. 甘肅省交通運輸廳, 蘭州 730000

為研究青藏高原多年凍土區(qū)土壤酶活性對氣候變暖的響應(yīng)特征, 選擇北麓河地區(qū)高寒沼澤草甸為研究對象, 利用開頂式生長室(OTC)進行模擬增溫試驗, 在7月份、12月份分別對增溫和對照樣地土壤進行分層取樣, 并對不同深度土壤脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和磷酸酶的活性進行分析測定。結(jié)果表明: 在夏季7月份, 增溫作用下近地表月平均氣溫升高4.55 ℃, 不同深度的土壤脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和磷酸酶活性均有降低趨勢, 但未達到顯著水平(>0.05)。土壤蔗糖酶活性與土壤水分和根系生物量呈顯著相關(guān)關(guān)系; 在冬季12月份, 增溫作用下近地表月平均溫度升高6.64 ℃, 不同深度的土壤脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和磷酸酶活性均有所提高, 且在20—50 cm深度的土壤蔗糖酶和磷酸酶活性和40—50 cm深度的土壤脲酶和過氧化氫酶活性變化均達到顯著水平(<0.05)。四種土壤酶活性與土壤溫度和水分均呈顯著相關(guān)關(guān)系。在深度變化上, 夏季增溫樣地四種土壤酶活性總體隨土層深度增加而降低, 而冬季隨土層深度增加而顯著升高(<0.05)。增溫處理下, 不同土層深度冬季四種土壤酶的活性總體均大于夏季, 且在40—50 cm深度上差異顯著(<0.05)。增溫對高寒沼澤草甸土壤酶活性的影響冬季大于夏季。夏季土壤酶活性受土壤水分、根系生物量降低等因素的影響, 對增溫的響應(yīng)不顯著。冬季土壤酶活性受不同深度土壤水分、溫度的影響, 在土壤溫度、水分含量均較高的土層表現(xiàn)出較高的活性。

土壤酶活性; 增溫; 高寒沼澤草甸; 青藏高原

0 前言

土壤酶是一種具有生物催化能力的高分子活性物質(zhì), 參與土壤中各種生物化學(xué)過程, 在土壤系統(tǒng)有機質(zhì)分解和養(yǎng)分循環(huán)過程中發(fā)揮著重要作用[1]。土壤酶活性受土壤微生物、土壤理化性質(zhì)、季節(jié)變化、土壤類型及植物多樣性等多方面影響[2]。溫度作為影響……