利用土壤化学计量学和酶计量学揭示刺槐林土壤微生物的养分限制状况

作     者：张康 李佳佳 魏振浩 樊妙春 上官周平 ZHANG Kang;LI Jiajia;WEI Zhenhao;FAN Miaochun;SHANGGUAN Zhouping

作者机构：西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100 

出 版 物：《应用生态学报》 (Chinese Journal of Applied Ecology)

年 卷 期：2024年第35卷第7期

页      面：1799-1806页

核心收录：

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2023YFD1901600) 陕西省林业科学院科技创新计划专项(SXLK2022-02-03,SXLK2023-02-7)资助 

主　　题：刺槐 化学计量 酶计量学 土壤微生物 黄土高原 

摘      要：探索森林土壤中的养分限制对森林抚育和管理具有重要意义,然而目前关于黄土高原刺槐人工林植被恢复过程中微生物受到的养分限制的研究并不充分。本研究为探究黄土高原刺槐林土壤中微生物养分的限制情况,在陕西省永寿县选择不同造林时间(15、25、35、45年)的刺槐人工林以及林地旁边的摞荒坡耕地(对照)为研究对象,分析了不同林龄下土壤有机质、全氮、全磷含量,以及与土壤碳、氮、磷循环相关的β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和磷酸酶(AP)活性的变化特征,通过化学计量和酶计量解析土壤养分限制状况。结果表明:土壤pH随植被恢复由碱性变为酸性;全磷在刺槐植被恢复的0~25年间逐渐降低;土壤有机碳、全氮和酶活性在0~25年间呈上升趋势。土壤全磷、有机碳、全氮、AP和LAP在25~45年间逐渐降低;NAG、BG、CBH在25~45年间先增加再降低。植被恢复过程中刺槐林的(BG+CBH)/(LAP+NAG)、(BG+CBH)/AP、(LAP+NAG)/AP均高于全球尺度的平均值。本研究区刺槐恢复过程中矢量长度小于1且逐渐增大,表明微生物碳限制逐渐增强;矢量角度大于45°且整体上降低,表明土壤微生物受磷限制且磷限制逐渐减缓,未出现微生物氮限制。刺槐人工林植被恢复过程中土壤理化性质变化明显,造林时间序列影响了土壤微生物的养分限制状况。