海拔和坡向对唐古拉山土壤胞外酶活性的影响

• 作者: 彭子洋 刘卫星 田瑞 杨森 王静 黄俊胜 杨雅舒 刘玲莉
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 海拔 坡向 胞外酶活性 青藏高原 土壤碳含量
• 年，卷（期）: 2022,（19）
• 页码范围: 7659-7668
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201909231984

摘要

土壤胞外酶够将大分子有机质分解成可以被微生物利用的小分子化合物，在土壤有机质分解与转化过程中起着重要的作用。因此，土壤中酶促反应往往成为陆地生态系统中土壤有机质分解的限速步骤。然而，土壤酶活性的地理分布格局，尤其是其随着不同海拔和坡向的分布特征和驱动机制，仍不明确。为探讨土壤胞外酶的空间分布特征及影响因素，我们沿海拔梯度(2980-5120m)在青藏高原唐古拉山的南北坡选取了6个样点，测定了参与碳、氮、磷循环的6种水解酶的活性和土壤理化性质，并结合植被和气象数据进行分析。结果显示，随海拔梯度的升高，年均温度(MAT)、土壤碳氮比(C：N)降低，年均降水量(MAP)、紫外线辐射(UV)、归一化植被指数(NDVI)、土壤碳含量(TC)、土壤氮含量(TN)升高；南坡的MAP、UV、NDVI、TC、TN显著高于北坡，而C：N显著低于北坡。不同类型的土壤胞外酶对海拔和坡向的响应不同，碳获取酶α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-木糖苷酶(BX)，以及氮获取酶N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性均随海拔梯度的升高而升高，且都在南坡显著高于北坡；磷获取酶酸性磷酸酶(AP)和氮获取酶亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性在不同海拔和坡向的分布上并没有显著差异。模型平均和相对重要性分析表明，NDVI、RB和TC是驱动碳获取酶(AG、BG、BX)活性随海拔梯度和坡向分布格局的主要因子；NDVI是驱动参与氮获取酶(NAG)活性变化的主要因子。我们的研究结果表明，不同海拔和坡向上植被和土壤特征的差异驱动了土壤胞外酶活性的空间分布，从而可能对碳循环和养分循环产生不同的影响，为预测土壤胞外酶的空间地理格局提供了科学依据。