秦岭中段不同恢复阶段弃耕农田植物多样性变化及其驱动因素

作     者：闫成龙 薛悦 王艺菲 康海斌 王得祥 YAN Cheng-long;XUE Yue;WANG Yi-fei;KANG Hai-bin;WANG De-xiang

作者机构：西北农林科技大学林学院杨凌712100 南京大学地理与海洋科学学院南京210008 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年第45卷第2期

页      面：992-1003页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0907[农学-林学] 07[理学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 0703[理学-化学] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32271861) 

主　　题：植被恢复 植物多样性 生态化学计量学 土壤胞外酶 土壤养分 枯落物养分 

摘      要：植被恢复过程往往伴随着显著的地上植物多样性的变化,探讨枯落物养分-土壤养分-酶活性化学计量对地上植被变化的驱动机制,对于维持区域生物多样性保护和生态稳定至关重要.以秦岭不同恢复年限(1、8、16、31和50 a)的典型弃耕农田为研究对象,通过野外调查分析了植被恢复过程中植物群落多样性的变化特征,测定了枯落物养分、土壤养分、β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(AP)这5种胞外酶活性等指标,探讨了植被恢复过程中枯落物养分、土壤养分和酶活性化学计量比的变化特征及其对植物多样性变化的驱动机制.结果表明:植物群落多样性指数随植被恢复年限增加均呈先减小后增大的趋势,在恢复16 a时最小;主成分分析结果表明,植被恢复不同年限植物群落多样性指数及枯落物-土壤-酶化学计量特征之间有显著区别,植物群落多样性指数与枯落物碳磷比及枯落物氮磷比具有强烈的正相关关系,而与土壤酶碳磷比(EEA C∶P)具有明显的负相关关系;冗余分析结果表明EEA C∶P对植被恢复过程中植物多样性变化的解释率最高,为25.93%,其次为土壤全磷(TP),解释率为5.94%,是调控植物多样性变化的关键因子.综上所述,秦岭中段弃耕农田植被恢复后期植物种类和数量明显增多,土壤环境的变化影响了微生物的代谢活动从而改变了酶活性,枯落物-土壤-土壤胞外酶通过反馈与调节对群落环境和植物多样性产生影响,EEA C∶P和TP是植被恢复过程中地上植物多样性变化的主要驱动因素.