王治福,喻陽華,熊康寧,楊 珊,秦 瑤,李廷鈴,劉海燕
(貴州師范大學(xué)喀斯特研究院/國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心,貴州 貴陽 550001)
【研究意義】我國西南喀斯特區(qū)域景觀異質(zhì)性強,水土流失、漏失和石漠化嚴(yán)重,具有明顯的脆弱性[1]。加之石漠化區(qū)土層淺薄且不連續(xù)、人為對植被干擾較大,這必然對植物產(chǎn)生逆境脅迫,形成結(jié)構(gòu)缺失、功能低效的退化林[2],因而在該地區(qū)進行植被恢復(fù)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)顯得尤為重要。但喀斯特石漠化地區(qū)植被退化過程中土壤酶活性及化學(xué)計量的變化機制和土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化機理尚不明晰,因此,研究土壤酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量不僅對評估石漠化區(qū)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)與限制狀況以及恢復(fù)重建具有重要意義,也對完善生態(tài)化學(xué)計量學(xué)理論有一定的參考價值?!厩叭搜芯窟M展】土壤胞外酶主要指來自土壤中動植物、微生物活動及其殘體的分解物[3],是土壤有機質(zhì)降解、轉(zhuǎn)化和礦化的媒介,也是其分解過程中重要的限速因子[4]。生態(tài)酶化學(xué)計量是指生態(tài)系統(tǒng)中參與營養(yǎng)元素C、N 和P 循環(huán)的土壤胞外酶活性的比值,通常以微生物分泌的碳(C)循環(huán)酶β-葡萄糖苷酶(β-Glucosidase,βGC)、氮(N)循環(huán)酶N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(N-acetyl-β-D-glucosidase,NAG)和亮氨酸氨基肽酶(Leucine aminopeptidase,LAP)、磷(P)循環(huán)酶酸性磷酸酶(Acid phosphatase,ACP)表示[5]。這些酶參與末端的催化反應(yīng),可以指示土壤微生物養(yǎng)分需求與養(yǎng)分限制狀況[6]。植被退化是在人為或自然干擾下形成偏離干擾前或參照系統(tǒng)的狀態(tài)。與干擾前或參照系統(tǒng)相比,植被退化在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為物種組成和結(jié)構(gòu)變化;在功能上表現(xiàn)為生物生產(chǎn)力降低,森林活力、組織力和恢復(fù)力下降,生物間相互關(guān)系改變以及生態(tài)學(xué)過程發(fā)生紊亂等[2]。目前,退化生態(tài)系統(tǒng)中土壤酶活性及其化學(xué)計量已經(jīng)引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。有研究表明,土壤酶活性隨著植被退化加劇呈下降趨勢[7?8]。植被退化對土壤理化性質(zhì)和土壤酶有一致性影響,說明土壤酶能反映土壤中各種化合物的轉(zhuǎn)化進程,對土壤肥力的形成和積累具有關(guān)鍵影響[9?10]。同時,李海云等[11]研究表明土壤理化、酶活性和土壤C、N、P 化學(xué)計量等因素對不同退化草地土壤質(zhì)量狀況的響應(yīng)較為靈敏。喻嵐暉等[12]研究發(fā)現(xiàn)青藏高原草甸退化引起了該地區(qū)的土壤氮限制,表明生態(tài)酶化學(xué)計量對土壤養(yǎng)分變化響應(yīng)敏感?;瘕埞℉ylocereus undatus)屬仙人掌科(Cactaceae),為多年生攀援性肉質(zhì)灌木[13],因其抗旱能力強、果實品質(zhì)優(yōu)、經(jīng)濟效益高的特點,廣泛種植于喀斯特石漠化地區(qū),成為喀斯特石漠化地區(qū)生態(tài)治理的物種選擇之一,為喀斯特石漠化地區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和社會的經(jīng)濟建設(shè)發(fā)揮顯著作用[14?16]?!颈狙芯壳腥朦c】目前學(xué)者們多關(guān)注于火龍果林的品種選育[17]、果實貯藏加工[18]和營養(yǎng)成分[19?20]等方面研究,針對退化火龍果林土壤酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量尚有待深入探討。【擬解決的關(guān)鍵問題】以無退化(None degradation,ND)、輕度退化(Light degradation,LD)、中度退化(Moderate degradation,MD)、重 度 退 化(severe degradation,SD)4 個退化梯度的火龍果林為對象,對0~30 cm土壤理化性質(zhì)、酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量進行測度,探究喀斯特石漠化地區(qū)不同退化火龍果林土壤酶活性及生態(tài)酶化學(xué)計量變化特征,揭示喀斯特石漠化地區(qū)火龍果林退化過程中土壤養(yǎng)分限制因子,為喀斯特石漠化地區(qū)火龍果林植被的恢復(fù)和可持續(xù)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)。
研究區(qū)位于貴州省貞豐縣與關(guān)嶺縣交界處北盤江花江段,105°36'30″E—105°46'30″E、25°39'13″N—25°41'00″N,是典型喀斯特高原峽谷石漠化區(qū)。主要表現(xiàn)如下:(1)干熱型河谷氣候。該區(qū)年均溫18.4 ℃,年均降雨量1 100 mm,且時空分布不均,巖溶性干旱現(xiàn)象嚴(yán)重,為半亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候[21];(2)河谷地貌典型。屬典型喀斯特高原峽谷,地勢起伏海拔370~1 473 m,河谷深切,地下水深埋,地表干旱,生境干熱特征顯著;(3)石漠化發(fā)育強烈。區(qū)內(nèi)基巖裸露面積在70%以上,土層淺薄,保水性、耐旱性差,以中-強度石漠化為主[21]。(4)植被次生性明顯。以火龍果(Hylocereus undatus)、花椒(Zanthoxylum bungeanum)、核桃(Juglns regiaa)等 經(jīng)果林為主。
2021 年7 月,通過對研究區(qū)火龍果林的實地調(diào)查,在海拔較為一致的區(qū)域,選取同一林齡的火龍果林,參考前人的方法[22?23],依據(jù)火龍果林生長狀況如:株高、冠幅,枝條顏色、枯枝率、結(jié)果枝條數(shù)、枝條長度、枝條厚度、單果重等指標(biāo),將火龍果林劃分為無退化(ND)、輕度退化(LD)、中度退化(MD)、重度退化(SD)共4 種退化程度(表1),每個退化類型設(shè)3 個重復(fù),樣地之間距離大于10 m,共12 個樣地。
表 1 火龍果林退化程度劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Classification standards of pitaya forest degradation
采用直徑5 cm 的土鉆按“S”型鉆取深度為0~10、10~20、20~30 cm 的土樣(不足30 cm 的以實際深度為準(zhǔn)),按5 個點的土樣混合,然后用四分法取出約1 kg 樣品,馬上放入冷藏箱內(nèi)。土樣帶回實驗室后,剔除石礫、根系和動物殘體等雜物,過2 mm 篩分為兩部分,一部分自然風(fēng)干,用于土壤理化性質(zhì)測定,另一部分4 ℃下保存,用于土壤酶活 性的測定。
土壤理化性質(zhì)參照《土壤農(nóng)化分析方法》測定[24]。其中,土壤含水量(Soil moisture content,SMC)通過環(huán)刀法計算得出;土壤pH(按土水質(zhì)量比1∶2.5)采用 pH 計測定,土壤有機碳(Soil organic carbon,SOC)采用重鉻酸鉀-外加熱法測定,全氮(Total nitrogen,TN)采用凱氏定氮法測定,全磷(Total phosphorus,TP)采用HClO4-H2SO4法測定,速效磷(Available phosphorus,AP)采用NH4F-HCl 法測定,速效氮(Available nitrogen,AN)采用堿解擴散法測定。
土壤酶活性參照焦鵬宇等[25]的方法分別測定酶β-葡 萄 糖 苷 酶(βGC)、N-乙 酰-β-D-葡 萄 糖 苷 酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)的活性,酶活性單位以μmol·d?1·g?1表示。
采用SPSS 25 處理數(shù)據(jù)。采用單因素方差分析(One-way ANOVAS)、雙因素方差分析(Two-way ANOVAS)和Duncan 法檢驗不同退化程度、土層各變量的差異性,采用Pearson 相關(guān)分析各因子間的關(guān)系,采用Canoco 5 對土壤理化性質(zhì)、酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量進行冗余分析(RDA)。圖表數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。采用ln(βGC)/ln(NAG+LAP)表示土壤C∶N 酶活性比,ln(βGC)/ln(ACP)表示土壤C∶P 酶活性比,ln(NAG+LAP)/ln(ACP)表示土壤N∶P 酶活性比。酶化學(xué)計量的矢量長度(Vector length,L)和矢量角度(Vector angle,A),計算如下[25,26]:
火龍果林土壤理化性質(zhì)受火龍果林退化程度、土層及其交互作用的顯著影響(圖1)。各退化程度土壤pH 均呈酸性,且差異不顯著(圖1-a),說明火龍果林退化對pH 無顯著影響。SMC 在不同退化之間呈先增后減趨勢(圖1-b),SD 較ND 下降19.47%,說明土壤水分虧缺可能會導(dǎo)致火龍果林生長退化。SOC、TN、AN 和AP 在各退化梯度間表現(xiàn)出差異(P<0.05,圖1-c、圖1-d、圖1-f 和圖1-g),說明C、N 和P 元素對火龍果林生長具有重要影響。土壤C∶N 在SD 顯著低于其他退化梯度,N∶P 顯著高于其他類型,C∶P 無顯著差異(圖1-h、圖1-i 和圖1-j),說明土壤養(yǎng)分失衡可能導(dǎo)致土壤質(zhì)量的下降,顯著影響火龍果林生長。結(jié)果表明火龍果林表層0~10 cm的土壤水分散失較大[27],各土壤養(yǎng)分(TP 除外)呈表 聚特征。
圖1 不同退化火龍果林土壤理化性質(zhì)Fig. 1 Physiochemical properties of pitaya forests with varied degrees of degradation注:不同大寫字母表示同一土層內(nèi)不同退化程度間差異顯著,不同小寫字母表示同一退化程度不同土層間差異顯著(P<0.05);F:重要性,D:退化,S:土層,D×S:退化與土層交互作用,圖2~3 同。Note: Data with different capital letters indicate significant differences between varied degrees of degradation in same soil layer; data with different lowercase letters indicate significant differences between different layers of soil with same degree of degradation (p<0.05); F: Significance; D:degradation; S: soil layer, D×S: degradation and soil interaction; Same for Figs. 2 and 3.
退化程度和不同土層顯著影響土壤酶的活性,但交互作用無顯著差異(圖2)。土壤βGC 和ACP 活性變化范圍分別為21.35~35.32、3.74~6.77 μmol·d?1·g?1(圖2-a、圖2-c),其中,土壤βGC 在0~20 cm 土層隨退化加劇表現(xiàn)先增高后降低,在20~30 cm 土層中僅SD 顯著低于其他退化階段;而土壤ACP 在0~30 cm 土層呈現(xiàn)相同趨勢(10~20 cm 土層除外),總體上隨退化加劇先上升后下降。說明隨火龍果林退化加劇,表征C 與P 循環(huán)的胞外酶活性均顯著下降。土壤NAG 和LAP 變幅分別為7.92~11.89、8.66~13.22 μmol·d?1·g?1(圖2-b、圖2-d),其中NAG 僅在10~20 cm 和20~30 cm 土層存在顯著差異(P<0.05);而LAP 在0~10、10~20、20~30 cm 土層中均為SD、MD 顯著大于ND,受退化程度顯著影響。土壤LAP+NAG(17.02~24.95 μmol·d?1·g?1)總體呈逐漸增加趨勢(圖2-e)。結(jié)果表明,4 種酶活性均隨土壤深度的 增加而顯著降低,呈表聚現(xiàn)象。
圖2 不同退化程度火龍果林土壤酶活性變化特征Fig. 2 Characteristic changes on soil enzyme activity of pitaya forests with varied degrees of degradation
生態(tài)酶化學(xué)計量及矢量特征受退化和土層顯著影響,它們之間的交互作用對生態(tài)酶化學(xué)計量和矢量特性均存在顯著影響(P<0.01,圖3)。其中,ln(βGC)/ln(NAG+LAP)變化區(qū)間為1.04~1.14(圖3-a),在0~30 cm 隨退化梯度顯著降低(LD 除外)。ln(βGC)/ln(ACP)和ln(NAG+LAP)/ln(ACP)變化范圍分別為1.86~2.43、1.66~2.23(圖3-b、圖3-c),受退化的顯著影響,均表現(xiàn)為MD 和SD 顯著高于ND(P<0.05)。說明退化火龍果林微生物資源利用策略發(fā)生變化,采取不同途徑利用資源。不同退化矢量L 在10~20 cm 和20~30 cm 土層存在顯著差異,且在MD 為最大值(圖3-d)。不同退化矢量A 均小于45°(圖3-e),說明不同退化火龍果林土壤微生物受N 限制。具體而 言,ND 和LD 顯 著 高 于SD 和MD(P<0.05),表明微生物 N 限制隨著退化加劇而逐漸增強。此外,不同土層生態(tài)酶化學(xué)計量和矢量特征僅在SD 和MD 差異顯著(P<0.05),說明土層顯著影響生 態(tài)酶化學(xué)計量的垂直分布。
圖3 不同退化火龍果林土壤生態(tài)酶化學(xué)計量及矢量特征Fig. 3 Chemometric and vectorial characteristics of ecological enzymes in soils of pitaya forests with varied degrees of degradation
Pearson 相關(guān)分析表明,土壤理化性質(zhì)與土壤酶活性、生態(tài)酶化學(xué)計量和矢量特征密切相關(guān)(圖4)。具體而言,βGC 和NAG、LAP、NAG+LAP 與SMC呈顯著負相關(guān),生態(tài)酶化學(xué)計量及矢量特征與SMC無顯著相關(guān)。此外,大多數(shù)酶活性及生態(tài)酶化學(xué)計量與土壤養(yǎng)分呈顯著正相關(guān)。土壤AN 和AP 與土壤C、N、P 循環(huán)酶顯著正相關(guān),與ln(βGC)/ln(ACP)顯著負相關(guān)。N 循環(huán)酶均與SOC 呈顯著正相關(guān),另外LAP 和ln(NAG+LAP)/ln(ACP)與TN 正相關(guān),ln(βGC)/ln (NAG+LAP)與SOC 和TN 負相關(guān)。相比之下,生態(tài)酶化學(xué)計量中僅ln(βGC)/ln(NAG+LAP)與C∶N 呈正相關(guān),與N∶P 顯著負相關(guān)。矢量L 與AN 和AP 呈顯著負相關(guān),A 與TN 顯著負相關(guān)。表明土壤理化性狀對酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量顯著相關(guān),具有較強的促進或抑制作用。由相關(guān)性分析結(jié)果可知,土壤pH、TP 和C∶P 與土壤酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量無顯著關(guān)系,故剔除。進一步做RDA分析表明,土壤理化性質(zhì)共解釋土壤酶活性、生態(tài)酶化學(xué)計量及矢量特征83.4%的變異,RDA1 和RDA2共解釋變量的80.98%,土壤AP(F=19.9;P=0.002)、TN(F=18.1; P=0.002)和 AN(F=3.8; P=0.026)是影響土壤酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量的顯著影響因子,分別解釋47.5%、24.3%和4.5%的變異(圖5)。表明火龍果林退化對土壤酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量的 影響是通過調(diào)控土壤N、P 養(yǎng)分來實現(xiàn)。
圖4 土壤理化性質(zhì)與酶活性、生態(tài)酶化學(xué)計量及矢量特征相關(guān)性Fig. 4 Correlation between physiochemical properties and enzyme activity, ecoenzymatic stoichiometry, and vector of soil
圖5 土壤酶活性、生態(tài)酶化學(xué)計量及矢量特征的冗余分析Fig. 5 Redundant analysis on enzyme activity, ecoenzymatic stoichiometry, and vector of soil
土壤酶活性在土壤生物化學(xué)過程中起著關(guān)鍵作用,是土壤生物化學(xué)反應(yīng)的催化劑,反映土壤中營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化能力和微生物活性,能迅速指示土壤肥力和質(zhì)量變化趨勢[28]。本研究結(jié)果表明,在0~30 cm土層,βGC 和ACP 總體上均隨退化加劇呈先增高后降低的趨勢(20~30 cm 土層βGC、10~20 cm 土層ACP 除外),均以LD 階段活性最強、ND 次之,表明火龍果退化加劇使得C、P 循環(huán)酶的活性減弱。究其原因,是退化初期火龍果代謝更為旺盛,土壤透氣性更好,利于根系分泌物累積,導(dǎo)致酶代謝活動增強[10],使得土壤βGC 與ACP 活性在LD 階段最高。而隨退化加劇,植株高度、冠幅、高度、根系活力均降低,生長代謝減緩,導(dǎo)致地上與地下生物量減少,使得由植被分泌或分解產(chǎn)生的酶來源下降[29]。同時,受長期人為經(jīng)營活動的影響,容重增加、土壤板結(jié),不利于土壤中氣體的交換[30],抑制了土壤呼吸和微生物活性[29],進而導(dǎo)致土壤βGC 和ACP 的活性減弱。另外,使用除草劑等農(nóng)藥,使殘留物在土壤中成累積狀態(tài),微生物細胞膜蛋白質(zhì)與磷脂間穩(wěn)定的極性鍵或疏水性鍵受到農(nóng)藥的脅迫而被解離,土壤酶系統(tǒng)功能受損,從而抑制酶活性[31]。而高鹽條件下,微生物吸收了大量離子(Na+、Cl?等)進入細胞,傷害酶和膜系統(tǒng)[32],并抑制植物根系生長,降低土壤中活性微生物的種群數(shù)量,從而減少土壤酶的合成[33]。該區(qū)土壤NAG、LAP 活性變化規(guī)律與李邵宇等[34]研究結(jié)果不同,這可能與施用肥料有關(guān);長期施肥顯著提高了土壤NAG 活性[35],原因是該區(qū)越退化越施肥的耕作方式,導(dǎo)致肥料因吸收能力下降而不斷積累,使土壤微生物所需底物增加,通過其結(jié)構(gòu)和功能變化而影響酶活性[36]。還可能因為施用農(nóng)藥濃度、持續(xù)時間和土壤類型的差異造成相反趨勢,土壤微生物受到農(nóng)藥的脅迫而應(yīng)激釋放出的物質(zhì),以及胞內(nèi)酶,有利于提高土壤酶活性[31],且不同土壤酶類型對農(nóng)藥施用的響應(yīng)不同,如NAG 和LAP 活性受草甘膦激活[37]。N 循環(huán)酶(NAG+LAP)活性總體上隨退化加劇呈上升趨勢,在MD 和SD 顯著高于ND 和LD(P<0.05),這與喻嵐暉[38]研究結(jié)果基本一致,說明火龍果林退化過程中可分解N 素的酶活性較高,暗示隨著退化程度的加劇,微生物需要分泌更多的 N 循環(huán)酶來獲得養(yǎng)分以滿足自身對于N 素的需求策略[38]。根據(jù)已有對退化土壤生態(tài)系統(tǒng)的研究可知,土壤酶活性與土壤生態(tài)系統(tǒng)的退化、產(chǎn)酶生物、生境理化性質(zhì)以及酶類自身的性質(zhì)等均有關(guān)[12]。為此,要闡明酶活性的變化趨勢與原因,仍需結(jié)合各方面的影響因素考量,有待進一步研究。
土壤生態(tài)酶化學(xué)計量可以反映土壤養(yǎng)分資源的有效性和微生物對養(yǎng)分需求的變化[41]。在本研究中,土壤酶ln(βGC)/ln(NAG+LAP)變化范圍為1.04~1.14,與Sinsabaugh 等研究[42]得出的生態(tài)酶化學(xué)計量C∶N(酶C∶N 為1.41)相比較低;而酶化學(xué)計量ln(βGC)/ln(ACP)和 ln(NAG+LAP)/ln(ACP)變化區(qū)間分別為1.86~2.43、1.66~2.23,與Sinsabaugh等研究[42]得出的生態(tài)酶化學(xué)計量C∶P 和 N∶P(酶C∶P 為0.62,N∶P 為0.44)相比較高,反映出研究區(qū)不同退化火龍果林主要受N 元素的制約。并且,所有退化梯度土壤酶活性的矢量角度均小于45°,核實該研究區(qū)受N 元素限制。這與李邵宇等[34]和Guo 等[43]研究結(jié)果相似。其中,土壤酶ln(βGC)/ln(NAG+LAP)和A 隨退化加劇而降低,均表現(xiàn)在SD 為最小。結(jié)果表明,在SD 階段火龍果林土壤N 限制最為嚴(yán)重。土壤酶ln(βGC)/ln(ACP)、ln(NAG+LAP)/ln(ACP)和L 在LD 沒有顯著差異,表明火龍果林退化初期對C、P 需求變化趨勢大致相同。隨著退化加劇,均表現(xiàn)在MD 最高,而后降低,表明隨著退化加劇火龍果林對C 的需求大于 P 的需求,對C、N 需求存在權(quán)衡關(guān)系。本研究與以往報道熱帶、亞熱帶地區(qū)森林中大部分存在土壤P 元素限制研究結(jié)果不一致[44,45],而與焦鵬宇等[25]對中亞熱帶不同林齡馬尾松林土壤酶學(xué)計量特征和Guo 等[43]對中國西南地區(qū)喀斯特地貌森林生態(tài)系統(tǒng)研究結(jié)果一致。相比大尺度區(qū)域,在小尺度區(qū)域上,不同地形[46]、林分[47]、林齡[48]、土地利用方式[49]等差異均會使土壤養(yǎng)分發(fā)生變化,從而表現(xiàn)出不同區(qū)域土壤養(yǎng)分限制存在差異。如喻嵐暉等[12]對青藏高原退化草甸土壤生態(tài)酶化學(xué)計量的研究發(fā)現(xiàn),草地退化引起了該地區(qū)的土壤氮限制。
土壤酶活性與生態(tài)酶化學(xué)計量受資源有效性的調(diào)控[50]。RDA 分析表明,土壤理化性質(zhì)共解釋土壤酶活性、生態(tài)酶化學(xué)計量及矢量特性83.4%的變異,其中土壤AP 和TN 是影響土壤酶活性及生態(tài)酶化學(xué)計量的關(guān)鍵影響因子,分別解釋了47.5%和24.3%的變異,表明在火龍果退化過程中這2 個因素對土壤酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量的變化起主要驅(qū)動作用。這與曾泉鑫等[51]研究結(jié)果基本一致。且相關(guān)性分析表明,AP、AN 含量與βGC、NAG、LAP、NAG+LAP 和ACP 顯著正 相 關(guān),AP 和AN 含 量越高,能夠同時促進土壤微生物分泌C、N、P 循環(huán)相關(guān)酶。土壤TN 含量也是土壤酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量變異的因子,這與孫彩麗等[49]研究結(jié)果一致,相關(guān)分析表明,TN 與LAP 和ln(NAG+LAP)/ln(ACP)呈顯著正效應(yīng),與ln(βGC)/ln(NAG+LAP)和Vector A 呈負效應(yīng)。此外,ln(βGC)/ln(NAG+LAP)與土壤C∶N 顯著正相關(guān),與土壤N∶P 負相關(guān)關(guān)系,說明土壤養(yǎng)分化學(xué)計量比也能影響生態(tài)酶化學(xué)計量。然而,鐘澤坤等[52]和喬航等[48]研究發(fā)現(xiàn)土壤SOC 分別是驅(qū)動黃土丘陵區(qū)撂荒農(nóng)田和亞熱帶區(qū)不同林齡油茶人工林土壤酶活性及生態(tài)酶化學(xué)計量的關(guān)鍵驅(qū)動因子,表明不同生態(tài)系統(tǒng)驅(qū)動因子存在差異,體現(xiàn)了特定的生態(tài)系統(tǒng)中土壤酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量關(guān)系的復(fù)雜性。但本研究尚未涉及土壤微生物研究,因此未來還需要結(jié)合土壤微生物進一步研究,以更好闡明火龍果林養(yǎng)分循環(huán)與限制機制。
綜上所述,喀斯特石漠化地區(qū)火龍果林退化對土壤酶活性和生態(tài)酶化學(xué)計量存在顯著影響。表征土壤C、P 循環(huán)酶活性總體上隨退化梯度均降低,土壤N 循環(huán)酶活性總體上隨退化加劇而增加,且各土壤酶呈表聚特征。土壤生態(tài)酶化學(xué)計量C∶N 隨退化加劇顯著降低,而酶C∶P 和酶N∶P 隨退化加劇而上升,在MD 為最高,矢量長度隨退化加劇而增加,矢量角度則隨退化加劇而降低,表明土壤微生物資源分配策略發(fā)生變化。結(jié)果表明喀斯特石漠化區(qū)火龍果林土壤微生物總體受土壤N 限制且隨退化加劇而有所增大,AP 和TN 含量是影響土壤酶和生態(tài)酶化學(xué)計量變異的主要驅(qū)動因素。
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