杜 璨，王 強，耿增超

(1. 楊凌職業(yè)技術(shù)學院，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學 資源環(huán)境學院，陜西 楊凌 712100；3農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，陜西 楊凌 712100)

0 引言

土壤酶作為森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是土壤中最活躍的有機成分之一，參與土壤一切生物化學過程。土壤酶驅(qū)動著土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化與循環(huán)，是土壤碳氮元素的來源[1]。例如，β-1, 4-木糖苷酶和β-1, 4-葡萄糖苷酶能夠水解土壤中的多糖類物質(zhì)，為微生物提供充足的碳源，是土壤物質(zhì)循環(huán)的重要參與者[2, 3]；纖維二糖水解酶可以將纖維二糖分解為果糖和葡萄糖[4]；β-N-乙?；被咸烟擒彰竻⑴c氨基酸類物質(zhì)的降解，是微生物獲取氮源的方式之一[5]。

土壤酶活性受多種因素的影響，例如，植被類型、土壤性質(zhì)和氣候變化[6～8]。很多研究表明土壤酶活性具有明顯的時空變化規(guī)律。一方面季節(jié)更替可以通過調(diào)控樹木生長、光合作用來影響土壤中有機物質(zhì)的種類和數(shù)量[9]，從而使土壤酶的產(chǎn)生和代謝受到季節(jié)性影響。另一方面，土壤酶還受其他季節(jié)性氣候因素的影響，四季更替過程中產(chǎn)生的潛在的水熱條件改變會顯著影響土壤酶活性。有研究顯示在一定范圍內(nèi)，溫度升高時，參與土壤有機碳分解的胞外酶移動就加快，碳礦化增強[10]。Chen et al., (2016) 的研究發(fā)現(xiàn)，β-1,4-葡萄糖苷酶和纖維二糖水解酶的活性均在溫度高的季節(jié)達到最大值[11]。而低溫條件下土壤酶活性降低，有利于有機物質(zhì)的積累。因此，季節(jié)的更替是直接或間接影響土壤酶活性的重要因素。

目前，研究秦嶺地區(qū)土壤酶活性是森林生態(tài)系統(tǒng)研究必不可少的內(nèi)容，但是多集中在不同森林植被類型下土壤酶活性與土壤理化性質(zhì)的關系等相關研究[12, 13]。然而，還未見關于土壤酶活性季節(jié)性動態(tài)變化方面的研究。云杉(PiceaasperataMast.)是我國經(jīng)濟價值和生態(tài)價值均很高的樹種之一，稍耐蔭，能耐干燥及寒冷的環(huán)境條件。因為紅樺(Betula albosinensis)可以在貧瘠的土壤中生長，其根系發(fā)達，生長穩(wěn)定，因此經(jīng)常被用作森林更新和荒地造林的樹種[14]。由于長期對喬木林的破壞，秦嶺灌木林的面積越來越大，在防治水土流失方面具有重要的作用。這3種林分已經(jīng)成為植被恢復與林分更新的重要樹種。因此，本文選取辛家山這云杉(Picea asperata Mast.)、紅樺(Betula albosinensis)和灌木林土壤作為研究對象，于春、夏、秋和冬季研究β-1,4-木糖苷酶、β-1,4-葡糖苷酶、纖維素二糖水解酶和β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚裕骄坎煌滞寥烂富钚缘募竟?jié)動態(tài)變化規(guī)律及其影響因素，以期更深入了解森林土壤的生態(tài)過程和功能，為進一步研究森林土壤碳、氮循環(huán)轉(zhuǎn)化機制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于辛家山林區(qū)在秦嶺西部南坡，秦嶺主梁南側(cè)嘉陵江上游(34°10′-34°20′N，106°28′-106°38′E)。行政隸屬陜西省寶雞市鳳縣，該地區(qū)屬暖溫帶半濕潤山地氣候區(qū)，該區(qū)域森林覆蓋率 96.8%，年平均氣溫 7.6°C，年平均降雨量 900 mm，7-9月尤為集中。地勢西北高、東南低，海拔最高可達2 738.7 m，海拔最低可達1 580 m[14]。

1.2 研究方法

選取云杉(PiceaasperataMast.)、紅樺(Betulaalbosinensis)和灌木林3種林分進行土壤樣品的采集。根據(jù)美國土壤分類的第二版分類法，3種林分土壤可以被分類為始成土(Inceptisol)。樣地詳情見表1，樣地土壤基本概況見表2。

表2 不同林分類型土壤基本性質(zhì)

注：SU：夏季；AU：秋季；WI：冬季；SP：春季；SOC：土壤有機碳；EOC：易氧化有機碳；DOC：可溶性有機碳；MBC：微生物量碳。

1.3 土壤樣品的采集與處理

在云杉(Picea asperata Mast.)、紅樺林(Betula albosinensis)和灌木林中，各選取三個20×20 m的采樣樣方，并記錄經(jīng)緯度、海拔和坡度。在每個樣方中，隨機選取25個采樣點，用4 cm 的土鉆采取土壤樣品。各樣方內(nèi)除去地表凋落物后采用土鉆(直徑4 cm)分別于2015年7月(夏季，溫暖濕潤)、2015年10月(秋季，氣候干燥)、2016年1月(冬季，冰雪覆蓋)、2016年4月(春季，冰雪融化)按機械分層進行土壤樣品的采集，采樣深度為60 cm，按0～10、10～20、20～40、40～60 cm 將土壤剖面分4層。各林分采樣點互相接近，具有相似的坡度和高程，以保證采樣點溫度和土壤類型相同。

采集的鮮土樣除去石子和根系殘體，將同一樣方內(nèi)各采樣點的土樣按各土層混合均勻。每個土樣帶回實驗室后分成2份，一份土壤樣品過2 mm 鋼篩后貯藏于4℃ 的冰箱內(nèi)，用來測定土壤酶活性、土壤可溶性有機碳和土壤微生物量碳。剩余的置于通風、陰涼、干燥的室內(nèi)風干，測定土壤有機碳含量、pH和易氧化有機碳。

1.4 土壤指標測定

1.4.1 基本理化性質(zhì) 土壤pH采用電位法( 水：土 =2.5: 1) 測定 (Thomas et al., 1996)。土壤水分含量(SWC)測定采用105°C±2 ℃烘箱烘干法。土壤有機碳含量 (SOC) 采用重鉻酸鉀氧化外加熱法測定。土壤可溶性有機碳(DOC)采用去離子水震蕩浸提(水土比為5：1)[15]。土壤易氧化有機碳(ROC)采用 333 mmol·L-1K2MnO4氧化法[16]。土壤微生物量碳(MBC)采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法[17]，濾液在TOC-VCPH自動分析儀(島津，日本)上測定。

1.4.2 土壤酶活性的測定 采用微孔板熒光法[18]，利用底物與酶水解釋放4-甲基傘形酮酰( 4-MUB)進行熒光檢測的原理。酶的水解底物見表3。

表3 土壤酶的底物

(1)實驗過程。懸濁液制備：稱取2 g鮮土于離心管中，加入30 mL去離子水，在旋轉(zhuǎn)式搖床上震蕩，使土壤顆粒全部打碎，將土壤懸濁液用去離子水全部洗進燒杯中，制成土壤均質(zhì)懸濁液。酶活性測定：樣品微孔中加入50μL底物和200μL樣品懸濁液，空白微孔中加入50μL 去離子水和200μL 樣品懸濁液，陰性對照微孔中加入50μL 底物和200μL 去離子水，淬火標準微孔中加入50μL 標準物質(zhì)和200μL 樣品懸濁液，參考標準微孔中加入50μL 標準物質(zhì)和200μL 去離子水。微孔板于25℃黑暗條件下培養(yǎng)4h，然后在每孔中加入10μL0.5 mol·L-1的NaOH結(jié)束反應，反應1 min 后用酶標儀測定熒光值。上機測定：4-MUB 激發(fā)波長為365 nm，檢測波長450 nm。

(2)土壤酶活性計算

土壤酶活性計算公式為：

A b =FV/ (e V 1 tm)；

F=(f-f b ) /q-f s；

e=f r /(c s V 2)；

q=(f q-fb ) /f r

式中：A b為土壤樣品的酶活性(nmol·g-1·h-1)；F為校正后的樣品熒光值；V為土壤懸濁液的總體積；V1為微孔板每孔中加入的樣品懸濁液的體積；t 為暗培養(yǎng)時間；m為干土樣的質(zhì)量(1 g 鮮土樣換算成干土樣的結(jié)果)；f為酶標儀讀取樣品微孔的熒光值；f b為空白微孔的熒光值；q為淬火系數(shù)；f s為陰性對照微孔的熒光值；e為熒光釋放系數(shù)；fr為參考標準微孔的熒光值；Cs為參考標準微孔的濃度；V2為加入?yún)⒖紭藴饰锏捏w積；fq為淬火標準微孔的熒光值。

1.5 統(tǒng)計分析

采用 Microsoft Excel 2013和 SPSS 20.0 進行數(shù)據(jù)處理，應用多因素方差分析法分析探索季節(jié)變化、林分類型和土層對土壤酶活性的影響，應用LSD分析各處理之間差異的顯著性。各個指標之間采用Pearson相關系數(shù)法進行相關性分析。本章所有圖形繪制均使用Origin軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林分類型β-1,4-木糖苷酶活性的季節(jié)性分布特征

如圖1所示：同一季節(jié)，在三種林分中，紅樺林(Betula albosinensis)土壤β-1,4-木糖苷酶活性最高，其次是云杉林(Picea asperata Mast.)，而灌木林中最低。除了灌木林春季10～20 和20～40 cm土層外，3種林分土壤β-1,4-木糖苷酶活性在4個季節(jié)中均表現(xiàn)為0～10>10～20>20～40>40～60，且各土層間差異顯著(P<0.05)。在云杉林(Picea asperata Mast.)中，0～10 cm土層β-1,4-木糖苷酶活性含量分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.39、1.82和2.69倍。在紅樺林(Betula albosinensis)中，0～10 cm土層β-1,4-木糖苷酶活分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.27、1.71和2.9。在灌木林中，0～10 cm土層β-1,4-木糖苷酶活分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.43、1.69和2.67。

SU：夏季；AU：秋季；WI：冬季；SP：春季；不同小寫字母表示同一季節(jié)各土層間差異顯著(P<0.05)；大寫字母表示同一土層不同季節(jié)間差異顯著(P<0.05)，下同。

圖1 不同林分β-1,4-木糖苷酶活性的時空變化

在春、夏、秋和冬季四個季節(jié)內(nèi)，3種林分在0～60 cm土層內(nèi)土壤β-1,4-木糖苷酶活性的平均值變幅分別為10.93～20.60、18.15～26.89和8.83～15.88 nmol·g-1·h-1。各個林分土壤β-1,4-木糖苷酶活性的季節(jié)性變化均表現(xiàn)為秋季>夏季>春季>冬季，其中云杉林(Picea asperata Mast.)土壤冬季β-1,4-木糖苷酶活性較夏季、秋季和春季分別顯著減少了39%、47%和32%，紅樺林(Betula albosinensis)土壤冬季β-1,4-木糖苷酶活性較夏季、秋季和春季分別減少了28%、33%和3%，灌木林土壤冬季β-1,4-木糖苷酶活性較夏季、秋季和春季分別減少了36%、44%和21%。

2.2 不同林分類型β-1,4-葡糖苷酶活性的季節(jié)性分布特征

如圖2所示：同一季節(jié)，在三種林分中，β-1,4-葡糖苷酶活性在紅樺林(Betula albosinensis)中最高，其次是云杉林(Picea asperata Mast.)，而在灌木林中最低。除了紅樺林春季的β-1,4-葡萄糖苷酶活性40～60 cm>20～40 cm外，3種林分土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活性在4個季節(jié)中均隨著土層的增加而減少，且各土層間差異顯著(P<0.05)。在云杉林(Picea asperata Mast.)中，0～10 cm土層β-1,4-葡萄糖苷酶活性在四個季節(jié)的均值分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.35、1.9和2.51。在紅樺林(Betula albosinensis)中，0～10 cm土層β-1,4-葡萄糖苷酶活性在四個季節(jié)的均值分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.58、2.22和2.9。在灌木林中，0～10 cm土層β-1,4-葡萄糖苷酶活性在四個季節(jié)的均值分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.46、2.01和2.87。

圖2不同林分β-1,4-葡糖苷酶活性的時空變化

云杉林(Picea asperata Mast.)、紅樺林(Betula albosinensis)和灌木林3種林分β-1,4-葡萄糖苷酶活性季節(jié)間差異顯著(P< 0.05)。在春、夏、秋和冬季四個季節(jié)內(nèi)，3種林分在 0～60 cm土層內(nèi)土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活性平均值變幅分別為83.27～119.73、100.85～147.60和54.97～86.93 nmol·g-1·h-1。云杉林(Picea asperata Mast.)和紅樺林(Betula albosinensis)土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活性的季節(jié)性變化均表現(xiàn)為夏>秋季>春季>冬季，而灌木林β-1,4-葡萄糖苷酶活性的季節(jié)性變化表現(xiàn)為夏季>秋季>冬季>春季。其中，云杉林(Picea asperata Mast.)土壤冬季β-1,4-葡萄糖苷酶活性較夏季、秋季和春季分別顯著減少了30%、30%和22%，紅樺林(Betula albosinensis)土壤冬季β-1,4-葡萄糖苷酶活性較夏季、秋季和春季分別減少了32%、18%和22%，灌木林春季土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活性較夏季、秋季和冬季分別減少了37%、32%和7%。

2.3 不同林分類型纖維二糖水解酶活性的季節(jié)性分布特征

如圖3所示：與β-1,4-木糖苷酶和β-1,4-葡萄糖苷酶不同，同一季節(jié)，在三種林分中，纖維二糖水解酶活性在云杉林中最高，其次是紅樺林，而在灌木林中最低。云杉林(Picea asperata Mast.)、紅樺林(Betula albosinensis)和灌木林3種林分土壤纖維二糖水解酶活性在4個季節(jié)中均隨著土層的增加而減少。除云杉林(Picea asperata Mast.)夏季，纖維二糖水解酶酶活性在0～10 cm和10～20 cm之間不顯著外，其他各土層纖維二糖水解酶差異顯著。在云杉林(Picea asperata Mast.)中，0～10 cm土層纖維二糖水解酶活性4個季節(jié)的均值分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.13、1.98和2.8倍。在紅樺林(Betula albosinensis)中，0～10 cm土層纖維二糖水解酶活性均值分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.66、2.27和3.95倍。在灌木林中，0～10 cm土層纖維二糖水解酶活性均值分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.71、2.51和5.01倍。

圖3 不同林分纖維二糖水解酶的時空變化

3種林分土壤纖維二糖水解酶活性在夏、秋季節(jié)與冬、春季節(jié)間差異顯著(P< 0.05)。在云杉林(Picea asperata Mast.)土壤中，除10～20 cm土層外，纖維二糖水解酶活性秋季最高，冬季最低、春季和夏季居中。在紅樺林(Betula albosinensis)中，20～40cm土層纖維二糖水解酶活性在夏季最高，冬季最低，而其他土層均表現(xiàn)為秋季最高，冬季最低。灌木林土壤各土層纖維二糖水解酶活性均在夏季最高，冬季最低。在春、夏、秋和冬季四個季節(jié)內(nèi)，3種林分在0～60 cm土層內(nèi)土壤纖維二糖水解酶活性平均值的變幅分別為30.94～71.06、24.87～37.46和19.44～33.53 nmol·g-1·h-1。云杉林(Picea asperata Mast.)和紅樺林(Betula albosinensis)土壤纖維二糖水解酶活性的季節(jié)性變化均表現(xiàn)為秋季高于冬季，其中云杉林冬季土壤纖維二糖水解酶活性較夏季、秋季和春季分別顯著減少了36%、56%和30%；紅樺林(Betula albosinensis)冬季土壤纖維二糖水解酶活性較夏季、秋季和春季分別減少了28%、34%和24%；灌木林土壤纖維二糖水解酶活性的季節(jié)性變化表現(xiàn)為秋季>夏季>春季>冬季，灌木林春季土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活性較夏季、秋季和冬季分別減少了22%、42%和4%。

2.4 不同林分類型β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚缘募竟?jié)性分布特征

如圖4所示：在夏季，灌木林β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚愿哂谠粕剂?Picea asperata Mast.)和紅樺林；其他季節(jié)均是云杉林(Picea asperata Mast.)β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚宰畲?，其次是紅樺林，灌木林最低。從垂直分布看，云杉林(Picea asperata Mast.)、紅樺林(Betula albosinensis)和灌木林3種林分土壤β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚栽诖?、夏、秋和冬4個季節(jié)中均隨著土層深度的增加，酶活性逐漸減少，且各土層間差異顯著(P< 0.05)。在云杉林(Picea asperata Mast.)中，0～10 cm土層β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚栽?個季節(jié)的均值分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.69、2.85和3.84倍。在紅樺林(Betula albosinensis)中，0～10 cm土層β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶活性均值分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.57、2.51和3.76倍。在灌木林中，0～10 cm土層β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶活性均值分別是10～20、20～40和40～60 cm土層的1.31、2.01%和3.52倍。

圖4 不同林分β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚缘臅r空變化

3種林分土壤β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚栽谙?、秋、冬、春四個季節(jié)間差異顯著(P< 0.05)。10～20 cm土層，云杉林(Picea asperata Mast.)，秋季β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚宰罡?，冬季最低、春季和夏季居中，紅樺林(Betula albosinensis)和灌木林，β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶活性在夏季最高，冬季最低。0～10、20～40和40～60 cm土層，3種林分，β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶活性夏季最高，冬季最低、春季和秋季居中(圖4)。在春、夏、秋和冬季四個季節(jié)內(nèi)，3種林分在0～60 cm土層內(nèi)土壤β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚云骄档淖兎謩e為22.05～34.12、3.85～36.3和7.12～50.86 nmol·g-1·h-1。3種林分土壤β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚缘募竟?jié)性變化均表現(xiàn)為夏、秋季高于冬、春季，其中云杉林(Picea asperata Mast.)冬季土壤β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚暂^夏季、秋季和春季分別顯著減少了33%、35%和11%，紅樺林(Betula albosinensis)冬季土壤β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚暂^夏季、秋季和春季分別減少了89%、85%和82%。灌木林冬季土壤β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚暂^夏季、秋季和春季分別減少了86%、77%和14%。

2.5 不同林分酶活性與土壤活性有機碳的相關性分析

土壤活性有機碳與土壤理化指標的相關性分析見表4。在云杉林中(Picea asperata Mast.)，β-1,4-木糖苷酶與EOC、DOC、MBC、SOC和土壤溫度呈極顯著正相關(P<0.01)，與土壤含水量呈顯著正相關(P<0.05)。β-1,4-葡萄糖苷酶和纖維二糖水解酶與EOC、DOC、MBC、SOC及土壤含水量含量呈極顯著正相關(P<0.01)，與土壤溫度呈顯著正相關(P<0.05)。β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶與EOC、DOC、MBC、SOC和土壤含水量含量呈極顯著正相關(P<0.01)。

在紅樺林(Betula albosinensis)中，β-1,4-木糖苷酶與EOC、DOC、MBC和SOC呈極顯著正相關(P<0.01)，與pH呈極顯著負相關關系(P<0.01)，與土壤溫度呈顯著正相關(P<0.05)。β-1,4-葡萄糖苷酶與EOC、DOC、MBC及SOC 含量呈極顯著正相關(P<0.01)，與土壤含水量、土壤溫度呈顯著正相關(P<0.05)，與pH呈顯著負相關關系(P<0.05)。纖維二糖水解酶與EOC、DOC、MBC、SOC及土壤含水量呈極顯著正相關(P<0.01)，與pH含量呈極顯著負相關(P<0.01)。β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶與EOC、DOC、MBC、SOC、土壤含水量和土壤溫度含量呈極顯著正相關(P<0.01)。

在灌木林中，β-1,4-木糖苷酶與EOC、DOC、MBC、SOC及土壤含水量呈極顯著正相關(P<0.01)。β-1,4-葡萄糖苷酶與EOC、DOC、MBC、SOC及土壤含水量呈極顯著正相關(P<0.01)，與土壤溫度呈顯著正相關(P<0.05)。纖維二糖水解酶與EOC、DOC、MBC、SOC及土壤含水量呈極顯著正相關(P<0.01)。β-N-乙?；被咸烟擒彰概cEOC、DOC、MBC、SOC和土壤溫度含量呈極顯著正相關(P<0.01)，與土壤含水量呈顯著正相關(P<0.05)。

表4 土壤酶活性與土壤性質(zhì)相關性分析

注：βX：β-1,4-木糖苷酶；βG：β-1,4-葡萄糖苷酶；CBH；纖維二糖水解酶；NAG：β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶；SOC：土壤有機碳；EOC：易氧化有機碳；DOC：可溶性有機碳；MBC：微生物量碳；SWC：土壤含水量； *為P<0.05；**為P<0.001。

3 討論

3.1 不同林分對土壤酶活性的影響

研究云杉林(Picea asperata Mast.)、紅樺林(Betula albosinensis)和灌木林3中林分屬于天然次生林，受到人為因素影響較小，植被凋落物和根系是土壤養(yǎng)分的主要來源。植物根系分泌物和微生物代謝過程中的分泌物是土壤酶的主要來源[19]，所以植被凋落物的輸入對土壤中酶活性有重要影響。在本研究中，紅樺林土壤中β-1,4-葡萄糖苷酶和β-1,4-木糖苷酶兩種酶活性最高。這是因為闊葉樹土壤中易分解碳含量多，有利與微生物對易分解碳的利用，促進了微生物的代謝產(chǎn)酶。本研究中，土壤活性有機碳含量與碳循環(huán)酶活性顯著正相關 (P< 0.05)(表4)也證明了此觀點明，反映了底物對酶的促進作用。而云杉林(Picea asperata Mast.)土壤纖維素酶活性最大，其次是紅樺林(Betula albosinensis)，灌木林最低，這是因為云杉林屬于針葉林，針葉林下枯枝落葉中的木質(zhì)素、粗纖維含量較高，因此土壤纖維素酶活性較高。由圖4可知，灌木林土壤β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶活性最低，云杉林(Picea asperata Mast.)下土壤β-N-乙?；被咸烟擒彰富钚宰罡?。說明在本研究中云杉林(Picea asperata Mast.)土壤有機氮的轉(zhuǎn)化過程明顯快于紅樺林(Betula albosinensis)和灌木林，說明云杉林下土壤氮素供應狀況最好。綜上所述，林分是影響土壤酶活性的一個重要因素。

3.2 土壤酶活性在土壤剖面的分布特征

研究中，3種林分的土壤酶活性在不同的季節(jié)均隨著土壤深度的加深而減少，這與najdr的研究結(jié)果一致[20]。造成這種現(xiàn)象的原因有以下幾點：一方面，筆者研究中3 種林型上層土壤活性有機碳含量顯著高于下層土壤，酶促底物充足，以及植物根系分布對土壤的作用，可以直接或間接地提高β-1,4-葡糖苷酶、β-1,4-木糖苷酶、纖維素二糖水解酶和β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶活性，造成3 種林分上層土壤酶活性顯著高于下層土壤。另一方面，水、氣、熱條件也是影響土壤酶活性剖面分布的重要因素。上層土壤通氣性較好，水分溫度適宜，為微生物代謝產(chǎn)酶提供了很好的環(huán)境條件，所以表層土壤具有較高的酶活性，而下層土壤微生物生長的環(huán)境惡化，代謝產(chǎn)酶受到抑制，土壤酶活性降低[21]。

3.3 季節(jié)更替對土壤酶活性的影響

季節(jié)對土壤酶活性有顯著的影響，我們的研究結(jié)果表明，3種林分的酶活性均在夏、秋季較高，冬、春季較低。這一結(jié)果與在麻櫟(Quercus acutissima)和馬尾松(Pinus massoniana)土壤酶活性的研究結(jié)果一致，在四個季節(jié)中土壤酶活性在冬季最低，夏季最高[22]。裴丙等(2018)在太行山南麓不同林齡側(cè)柏人工林土壤酶活性的研究發(fā)現(xiàn)，蔗糖酶和脲酶活性均在夏季最大，冬季最低，同時表明土壤溫度和水分可能是影響土壤生物活性的主要控制性因素[23]。有研究表明季節(jié)的更替過程對土壤酶活性的影響主要通過調(diào)控氣候因素(溫度和水分)而引起的[24]。研究中，土壤含水量、土壤溫度與酶活性顯著正相關 (P<0.05)(表4)也證明了此觀點明，說明土壤酶活性的季節(jié)性變化歸因于土壤水熱的季節(jié)性變化。在秦嶺地區(qū)，夏季相對較高的溫度、充足的水分使得根系代謝旺盛，土壤微生物活力增強，對土壤酶活性的提高起到一定的促進作用[25, 26]。秋季土壤凋落物的輸入量增加，為酶促反應提供了充足底物，提高了土壤酶活性。冬季研究區(qū)氣溫降到零度以下，土壤凍結(jié)，水、熱條件惡化，抑制了微生物的代謝能力，從而降低了土壤酶的活性。

4 結(jié)論

(1)土壤酶與底物存在正相關關系，闊葉林土壤易分解有機碳多，所以β-1,4-葡萄糖苷酶和纖維二糖水解酶活性較高，相反，針葉林土壤纖維二糖水解酶活性較高。

(2)在筆者研究中，3種林分土壤中活性有機碳含量影響了土壤酶的活性，在土壤剖面上隨著土壤中活性有機碳含量的減少土壤酶的活性降低。

(3)不同林分類型下，季節(jié)差異也是影響土壤酶活性的重要因素，本研究表明在溫暖的季節(jié)土壤酶活性較高，而寒冷季節(jié)土壤酶活性較低。