摘 要 河岸帶土壤是河流生態(tài)系統的主要環(huán)境因子之一，對維持河流生態(tài)系統穩(wěn)定、凈化水質等有重要作用。為探討水分條件對河岸帶土壤酶活性的影響，采集西安浐灞河岸帶常年淹水、周期性淹水和常年少淹水區(qū)的土壤，比較分析其4種酶活性的差異。結果表明：西安市浐灞河岸帶0～10 cm土層的土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性略高于10～20 cm土層，過氧化氫酶活性則基本持平。不同酶活性對水分的響應存在一定的差異。土壤蔗糖酶活性基本表現出在常年少淹水區(qū)較高，在干濕交替區(qū)活性較低；土壤脲酶活性在不同水分條件下存在一定差異；土壤磷酸酶活性在常年少淹水區(qū)和干濕交替區(qū)較高，在常年淹水區(qū)較低；土壤過氧化氫酶活性在少淹水及干濕交替區(qū)較高，在常年淹水區(qū)較低，隨著淹水程度增加土壤酶活性有降低的趨勢。

關鍵詞 土壤酶活性；水分條件；西安浐灞河岸帶

中圖分類號：X522 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.05.013

河岸帶是水陸之間的過渡帶，具有獨特的生態(tài)結構，對于河流系統的生態(tài)穩(wěn)定性維持及水質凈化等有重要作用[1-2]。河岸帶土壤是河流生態(tài)系統的主要環(huán)境因子之一，土壤酶參與土壤中有機物質的分解、合成及碳、氮等養(yǎng)分釋放的全過程，其直接或間接影響河岸帶土壤的生物化學反應[3-4]，土壤酶活性易受土壤水分、有效養(yǎng)分含量等因素的影響。隨著土壤環(huán)境的改變，土壤酶活性會發(fā)生不同程度的變化，且不同種類酶的活性變化趨勢也存在不確定性[5]。河岸帶土壤以常年性或周期性淹水為普遍特征。土壤水分被認為是影響酶活性的主要因子。有研究表明，土壤在不同的水深培養(yǎng)后土壤酶活性發(fā)生了較大變化。土壤酶主要來自于土壤微生物的分泌[6]，而水分條件與土壤生物的生長代謝密切相關。因此，水分條件的變化會顯著影響土壤酶的活性，其導致的不同種類酶活性的變化趨勢不盡一致[5，7]。

城市河岸帶由于受到復雜的人為干擾，其水文狀況、地形地貌及植被種類等均會發(fā)生改變，引起河岸帶土壤性質的空間變異，從而對酶活性產生一定影響。西安浐灞河岸帶作為重要的城市河流生態(tài)系統，由于其特殊的地理位置和環(huán)境條件，其水分條件變化也會直接影響到河岸帶土壤酶活性。本文以西安市浐灞河岸帶為研究區(qū)域，探討不同水分條件下土壤酶活性的差異，以期為研究其土壤生物化學過程提供理論依據。

1" 材料與方法

1.1" 采樣點及采樣方法

西安浐灞河位于城區(qū)東部，由南向北，是西安市主要地表河流。浐河沿岸有城鎮(zhèn)生活污水及部分工業(yè)廢水注入，在歐亞大道附近匯入灞河，灞河水面較浐河寬，兩河相匯后注入渭河?？拷影稁У闹脖粸樽匀凰脖?，主要有蘆葦、香蒲、禾本科植物等優(yōu)勢種群。西安年平均氣溫為15.2 ℃，年均降雨量為648.4 mm，降水集中在5—9月。本文以浐灞河西安段為研究區(qū)域，基于前期對各河段水文及人為干擾情況的調查結果，選取6個樣點（浐河4個、灞河2個），各樣點位置及環(huán)境特征如表1所示。河岸帶各樣點水分梯度分別為：常年少淹水區(qū)（SF）、常年淹水區(qū)（LF）、干濕交替區(qū)（PF）。于4月20—21日采集各樣點0～10 cm、10～20 cm土層土壤樣品，共36個土樣。每樣點設3～5個次級樣點，將各次級樣點的土壤樣品混勻并去除植物殘體、石塊等雜物后，用四分法進行取樣3次，立即裝入聚丙烯袋并做好標記，用裝有冰袋的保溫箱暫存，帶回實驗室放入冰箱中冷藏待測。

1.2" 測定指標及方法

土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性測定方法參考關松蔭編著的土壤酶及其研究法[8]。

1.3" 數據處理

數據分析采用IBM SPSS 22進行分析，用Duncan’s multiple range test對數據進行差異顯著性檢驗，當p＜0.05時各樣點間土壤酶活性存在顯著性差異；采用Origin 2018進行繪圖。

2" 結果與分析

2.1" 不同淹水條件下河岸帶土壤蔗糖酶活性特征

土壤蔗糖酶是反映土壤有機碳分解強弱的指標。不同淹水條件下浐灞河土壤蔗糖酶活性如圖1所示?？梢钥闯?，不同水分條件下，灞河0～10 cm土層B1點的蔗糖酶活性在SF最高，為0.139 mg·g-1·d-1，PF最低（0.043 mg·g-1·d-1），B2點最高是PF（0.711 mg·g-1·d-1），最低是SF（0.128 mg·g-1·d-1）；浐河C2、C3、C4點均為SF最高，C1點LF最高（0.647 mg·g-1·d-1）；C1、C2、C4點PF最低，C3點LF最低（0.072 mg·g-1·d-1）。灞河10～20 cm土層的蔗糖酶活性變幅為0.04～0.50 mg·g-1·d-1，其中B1點LF最高（0.340 mg·g-1·d-1），PF最低（0.048 mg·g-1·d-1），B2點PF最高（0.474 mg·g-1·d-1），LF最低（0.067 mg·g-1·d-1）；浐河10～20 cm土層的土壤蔗糖酶活性變幅為0.01～0.60 mg·g-1·d-1，C1點LF最高（0.510 mg·g-1·d-1），C2、C4點SF最高，C3點PF最高（0.248 mg·g-1·d-1）；C1、C3點SF最低，C2、C4點PF最低。

由圖1還可知，不同土層深度的土壤蔗糖酶活性有一定的差異，0～10 cm土層的土壤蔗糖酶活性基本較10～20 cm土層高，且灞河各層在同一樣點基本一致；浐河樣點中C2、C4點基本一致，C1、C3點則有所不同，這可能與人為干擾類型不同有關。土壤水分增加為各種酶促反應提供了反應條件和場所使土壤酶活性升高，其活性隨土壤含水量升高而有所增強[9-10]。

2.2" 不同淹水條件下河岸帶土壤脲酶活性特征

土壤脲酶與氮元素的循環(huán)轉化密切相關，能有效分解有機氮中的化合物，可以反映土壤轉移無機氮的能力，脲酶的活性高低能夠反映出土壤中氮元素的營養(yǎng)狀態(tài)。不同淹水條件下浐灞河土壤脲酶活性如圖2所示?？梢钥闯觯焙?～10 cm土層土壤在B1點SF的土壤脲酶值最高（1.056 mg·g-1·d-1），最低值在PF（0.184 mg·g-1·d-1），且兩者之間存在顯著差異，B2點則反之；浐河C1點LF最高（1.875 mg·g-1·d-1），C2點PF最高（1.154 mg·g-1·d-1），C3、C4點則有所不同，依次為SF＞LF＞PF。不同淹水條件下灞河各樣點10～20 cm土層的脲酶活性表現為B1、B2點最高值均在SF（分別為0.520、0.610 mg·g-1·d-1），最低值則不同，B1點PF最低（0.107 mg·g-1·d-1），B2點LF最低（0.321 mg·g-1·d-1）；浐河10～20 cm土層土壤C1、C2點PF最高，C1點SF最低（0.596 mg·g-1·d-1），C2點LF（0.277 mg·g-1·d-1）最低，C3點LF最高（1.247 mg·g-1·d-1），C4點SF最高（0.494 mg·g-1·d-1），C3、C4點均為PF最低。

由圖2還可知，0～10 cm土層土壤的脲酶活性基本高于10～20 cm土層。灞河不同深度的土壤脲酶活性在同一樣點差異不大，B1點略低于B2點，這可能與B1點植被、水體質量有關。浐河不同深度的土壤脲酶活性在同一樣點存在一定的差異。

2.3nbsp; 不同淹水條件下河岸帶土壤堿性磷酸酶活性特征

堿性磷酸酶是土壤中用于分解各種有機磷脂，并釋放出自由態(tài)磷酸根的關鍵土壤酶，是評價土壤磷素生物轉化強度和方向的重要指標。不同淹水條件下浐灞河各樣點的土壤堿性磷酸酶活性如圖3所示?？梢钥闯?，不同水分條件下灞河0～10 cm土層的土壤磷酸酶活性基本持平，B1、B2點PF最高，B1點LF最低（1.529 mg·g-1·d-1），B2點SF最低（1.445 mg·g-1·d-1）；浐河表現出C1點磷酸酶活性最高，且不同水分條件之間無顯著性差異，C1、C4點表現出相同的規(guī)律，SF＞LF＞PF，C2點PF最高（4.481 mg·g-1·d-1），C3點LF最高（2.528 mg·g-1·d-1），SF最低（1.483 mg·g-1·d-1），兩者間存在顯著性差異。不同水分條件下灞河10～20 cm土層的土壤磷酸酶活性B1點在SF最高（4.651 mg·g-1·d-1），最低值出現在PF（1.012 mg·g-1·d-1），而B2點PF最高（3.326 mg·g-1·d-1），最低值為LF（0.384 mg·g-1·d-1）；浐河C1、C2點PF最高，C1點SF最低（2.171 mg·g-1·d-1），C2點LF最低（1.698 mg·g-1·d-1），C3、C4點均表現出SF最高而PF最低，且兩者存在顯著性差異。

由圖3還可知，灞河0～10 cm土層較10～20 cm土層略低，而浐河則反之。不同土層的土壤磷酸酶活性在同一樣點具有一定的差異，B1點略高于B2點，可能是因為B1點植物種類更豐富，其根系對磷素生物轉化更強；C1點0～10 cm土層活性較其他點略強。

2.4" 不同淹水條件下河岸帶的土壤過氧化氫酶活性特征

過氧化氫酶能促進過氧化氫的氧化過程，是一種可以表現出土壤有機質合成能力的酶類，在一定程度上反映了土壤微生物的呼吸強度。不同淹水條件下浐灞河岸帶的土壤過氧化氫酶活性如圖4所示?？梢钥闯?，灞河0～10 cm土層的土壤過氧化氫酶活性表現出在SF最高，其中B1點（1.352 mL·g-1·h-1）高于B2點（1.124 mL·g-1·h-1），但兩者之間無顯著性差異，兩樣點在LF均最低；浐河0～10 cm土層的土壤過氧化氫酶活性表現出PF最高（1.355～1.801 mL·g-1·h-1），除C3點SF最低（1.259 mL·g-1·h-1）外，其他點均為LF最低，且C2點較其他樣點的過氧化氫酶活性高。不同水分條件下灞河10～20 cm土層的土壤過氧化氫酶活性亦表現出SF最高、LF最低的規(guī)律，浐河10～20 cm土層的土壤過氧化氫酶活性變幅為0.170～2.133 mL·g-1·h-1，均表現出PF最高，除C2點SF最低外其他均為LF最低，且各樣點同一水分條件下基本持平。

綜合0～10 cm、10～20 cm土層的土壤過氧化氫酶活性可知，上、下2層土壤的過氧化氫酶活性基本持平，浐灞河各層土壤基本表現出LF最低。這可能是由于淹水區(qū)的土壤為還原狀態(tài)，會形成缺氧還原環(huán)境增加Fe2+等抑制因子的濃度而影響土壤酶活性[11]，也有研究表明在已經充分濕潤的土壤環(huán)境，且酶可利用的底物充足的情況下，進一步增加水分可能會降低氧氣的可用性，抑制了微生物及植物根系的生長，降低酶活性[12]。

3" 討論與結論

3.1" 討論

河岸帶由于受到河流季節(jié)性水位變化、降雨及人為干擾等因素共同作用，形成了河岸帶土壤水分的動態(tài)變化特征[5]。土壤水分是土壤中一系列生物化學反應的介質，水文變化會引起河岸帶土壤等生態(tài)因子的變異，進而影響到其生態(tài)系統結構與服務[13]。本研究結果亦表明河岸帶水分條件顯著影響了土壤酶活性。就土壤蔗糖酶而言，浐河岸帶0～10 cm土層土壤總體表現出常年少淹水區(qū)的活性較高，干濕交替區(qū)較低，這可能是由于在適宜的水分條件下土壤微生物活性較強，促進了蔗糖酶的合成和分泌，從而加速了土壤中有機碳分解和營養(yǎng)物質的循環(huán)[14]；灞河樣點表層表現不同，這可能與灞河流量較大、水位較高及植被較豐富有關。土壤脲酶活性在不同水分條件下的變化存在一定的差異，這可能與不同樣點的淹水深度和干濕交替頻率有很大的差異有關，如本研究中C1、C2樣點在干濕交替區(qū)土壤脲酶活性較高，隨著水分梯度的增加，常年淹水區(qū)的土壤脲酶活性較干濕交替區(qū)就有所降低，在適當水分條件下土壤酶活性較高，但過高或過低的水分均會對酶活性產生抑制作用[15]。本研究結果表明，土壤磷酸酶、過氧化氫酶活性基本在常年少淹水區(qū)和干濕交替區(qū)較高，在常年淹水區(qū)較低，這與羅琰等人的研究結果一致[4]。

從土層深度來看，除土壤過氧化氫酶活性外，其余3種土壤酶活性均隨深度增加呈降低的趨勢，這與眾多研究結果一致，主要是因為表層水熱條件適宜，養(yǎng)分條件好，其凋落物殘體和腐殖質較多，供給微生物的營養(yǎng)豐富，利于其生長。隨著土層深度增加，有機質含量逐漸降低，土壤通氣狀況變差，微生物活性變弱[16]，從而土壤酶活性降低。

3.2" 結論

1）0～10 cm土層的土壤蔗糖酶活性略高于10～20 cm土層。不同水分條件下酶活性存在明顯差異。0～10 cm土層中，灞河B1點表現出常年少淹水區(qū)活性最高，干濕交替區(qū)最低，B2點則反之；10～20 cm土層B1點常年淹水區(qū)最高，干濕交替區(qū)最低，B2點與0～10 cm土層趨勢一致，且B2點較B1點略高。浐河0～10 cm土層土壤除C1點外均表現出基本無淹水區(qū)最高；除C3點外均在干濕交替區(qū)最低，10～20 cm土層土壤各樣點呈現出一定的差異，且C1點的活性較其他樣點高。

2）0～10 cm土層的土壤脲酶活性略高于10～20 cm土層。灞河0～10 cm土層B1點在常年少淹水區(qū)最高，為1.056 mg·g-1·d-1，最低值在干濕交替區(qū)，B2點則反之；10～20 cm土層土壤B1、B2點最高值均在常年少淹水區(qū)，最低值則不同。浐河0～10 cm土層的土壤脲酶活性C1點在常年淹水區(qū)最高，為1.875 mg·g-1·d-1，C2點干濕交替區(qū)最高，為1.154 mg·g-1·d-1；10～20 cm土層土壤C1、C2點干濕交替區(qū)最高，C3、C4點均于干濕交替區(qū)最低。

3）0～10 cm土層的土壤磷酸酶含量略高于10～20 cm土層。灞河0～10 cm土層的土壤磷酸酶活性基本持平，B1、B2點均在干濕交替區(qū)最高，最低值則不同；10～20 cm土層土壤B1點在常年少淹水區(qū)最高，為4.651 mg·g-1·d-1，B2點在干濕交替區(qū)最高，最低值出現在常年淹水區(qū)。浐河0～10 cm表現出C1點活性最高且不同水分條件基本持平，C1、C4點呈現出常年少淹水區(qū)較高的規(guī)律；10～20 cm土層土壤C1、C2點在干濕交替區(qū)最高，C3、C4點均表現出常年少淹水區(qū)最高。

4）0～10 cm、10～20 cm土層的土壤過氧化氫酶活性基本持平。不同水分條件下其酶活性存在一定的規(guī)律。灞河各樣點常年少淹水區(qū)活性最高，浐河各樣點基本表現出干濕交替區(qū)最高，浐灞河岸帶土壤過氧化氫酶活性最低值均出現在常年淹水區(qū)。

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（責任編輯：易" 婧）

收稿日期：2024-09-23

基金項目：陜西省自然科學基金項目（2023-JC-YB-429）；大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（S202210703121）。

作者簡介：肖波（1979—），碩士，高級工程師，主要從事資源環(huán)境保護等。E-mail： 22342539@qq.com。

*為通信作者，E-mail：duhongxia@xauat.edu.cn。