Page 49 - 《广西植物》2023年第2期

２ 期 陈荣枢等: 漓江流域海拔、土壤及植被对土壤养分和酶化学计量比的影响 ２ ４ ３

( １. Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｒａｒｅ ａｎｄ Ｅｎｄａｎｇｅｒｅｄ Ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ
Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００６ꎬ Ｇｕａｎｇｘｉꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００６ꎬ Ｇｕａｎｇｘｉꎬ
Ｃｈｉｎａꎻ ３. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００６ꎬ Ｇｕａｎｇｘｉꎬ Ｃｈｉｎａ )

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅ Ｌｉｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ ｃｏｖｅｒｓ ｇｒｅａｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ａｌｔｉｔｕｄｅꎬ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｉｔｓ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｎｚｙｍｅｓ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓꎬ ｗｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ
ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｅｎｚｙｍｅｓ (ａｍｙｌａｓｅꎬ ｓｕｃｒｏｓｅꎬ ｕｒｅａｓｅꎬ ｐｒｏｔｅａｓｅ ａｎｄ ｃａｔａｌａｓｅ) ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｏｉｌｓ (０－ ２０ ｃｍ) ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ
ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ [ｎａｔｕｒａｌ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｂａｍｂｏｏ (Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ) ｆｏｒｅｓｔꎬ Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｏｒｃｈａｒｄ ａｎｄ ｒｉｃｅ ｐａｄｄｙ
ｆｉｅｌｄ] ｗｉｔｈ ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓｏｉｌｓ ａｎｄ ａｃｉｄ ｓｏｉｌｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｉｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ａｔ ｈｉｇｈ
ａｌｔｉｔｕｄｅ ｈａｄ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ (ＴＮ)ꎬ ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ (ＴＰ)ꎬ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ (ＡＰ) ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ
ａｍｙｌａｓｅꎬ ｓｕｃｒｏｓｅꎬ ｕｒｅａｓｅ ａｎｄ ｐｒｏｔｅａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓꎬ ｗｈｅｒｅａｓ ｔｈｅ ｃａｔａｌａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｗａｓ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｒｙ. (２) Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ａｃｉｄ ｓｏｉｌｓꎬ ｔｈｅ ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓｏｉｌｓ ｈａｄ ｈｉｇｈｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ (ＴＰ) ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ (ＡＰ). Ａｍｏｎｇ
ｔｈｅ ａｃｉｄ ｓｏｉｌｓꎬ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ ｈａｄ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｓｏｉｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ. Ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌꎬ ａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃ
ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔꎻ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ
ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓｏｉｌｓ ｈａｄ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｉｔｔｌｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ. (３) Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｆｏｒｅｓｔ
ｓｏｉｌｓꎬ ｓｏｉｌｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｈａｄ ｌｏｗｅｒ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌａｔｅｄ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓꎻ ｗｈｅｒｅａｓ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｒｅｌａｔｅｄ
ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｉｍｐａｃｔｅｄ. Ｔｈｅ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ ｓｏｉｌｓ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｌｉｍｉｔｅｄ ｗｈｅｒｅａｓ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ｃａｒｂｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄ. (４) Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃａｎｏｎｉｃａｌ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ
ａｎａｌｙｓｉｓ ( ＣＣＡ) ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｐｈｙｓｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄ ａｘｅｓ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ８６. ５６％ ｏｆ ｔｈｅ
＋ －
ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ＴＮ>ｐＨ>ＮＨ >ＡＰ>ＴＰ>ＮＯ ꎬ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｔｈｒｅｅ ａｓ ｔｈｅ
４ ３
ｍａｉｎ ｉｍｐａｃｔｓ. Ａｌｌ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ａｃｉｄ ｓｏｉｌｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｉｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｉｅｓꎻ
ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅｓ ｅａｓｉｌｙ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｉｍｂａｌａｎｃｅꎬ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｕｔｉｌｉｔｙ ｏｆ ｌａｎｄｓｃａｐｅ
ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎꎬ ｓｐｅｃｉａｌ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐａｉｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ
ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｓｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ
ｌｏｃａｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｓｏｉｌꎬ ａｃｉｄ ｓｏｉｌꎬ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅꎬ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓꎬ ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙꎬ ｔｈｅ Ｌｉｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ

土壤酶是土壤中最活跃的组分之一ꎬ主要来 物化学过程ꎬ从而影响土壤养分和植被类型的分布
源于动植物、微生物的分泌及残体等ꎮ 土壤酶通 (Ｇａｓｔｏｎꎬ ２０００ꎻ Ｆｉｅｒｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３)并导致土壤酶活
过催化复杂含碳、氮和磷有机化合物的矿化和水 性的巨大差异ꎮ Ｍａｒｇｅｓｉｎ 等(２０１４)对阿尔卑斯山脉
解等一系列生物化学过程ꎬ促进土壤有机物的分 研究发现土壤酶活性随着海拔的升高而降低ꎬＺｕｏ
解(Ｂｕｒｎｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３)ꎬ其活性大小能灵敏地反映 等(２０１８)对新疆山脉的研究结果则与其相反ꎮ 而

土壤生物化学过程的方向和强度( 曹慧等ꎬ ２００３ꎻ 李聪等(２０２０) 对滇东南典型常绿阔叶林土壤酶的
Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ 植被类型改变所引起的生态 研究发现ꎬ土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性
系统特 征 的 变 化ꎬ 如 植 被 群 落 特 征 和 发 育 阶 段 随海拔的升高而增加ꎬ而土壤酸性磷酸酶活性则呈
( Ｆｅｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９ꎻ 王玉琴等ꎬ ２０１９)、土壤生物群 现先下降后上升的趋势ꎮ 这表明不同地区或气候
落的组成(Ｌａｕｂｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３)、土壤水热条件( 杨 带下海拔梯度影响土壤酶活性的关键作用因子有
曦等ꎬ ２００９)等ꎬ对土壤的理化性质产生综合性的 很大差异ꎬ需要对不同地区进行针对性的研究ꎮ
影响(Ｓｔｏｃｋ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎬ如土壤 ｐＨ、土壤养分及 土壤酶化学计量比可以反映微生物对养分的

其化 学 计 量 特 征 ( Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻ 田 静 等ꎬ 需求与土壤养分限制之间的生物地球化学平衡模
２０１９ꎻ 林红玲等ꎬ ２０２１)和土壤温湿度(江淼华等ꎬ 式(Ｈｉｌｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２ꎻ 张星星等ꎬ ２０１８)ꎬ全球尺度
２０１８)等ꎬ从而直接或间接地影响土壤酶活性( 段 上土壤酶化学计量比为 １ ∶ １ ∶ １ꎬ在区域尺度上ꎬ
春燕等ꎬ ２０２０ꎻ 邵文哲等ꎬ ２０２２)ꎮ 土壤微生物活性受到土壤养分影响ꎬ其实际值将
不同海拔间温度、湿度的差异强烈影响土壤生 会偏离 ( Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻ Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ