高寒草地不同灌丛化梯度下土壤酶活性研究

灌丛化是影响草地土壤物质循环的重要生态过程。为探究草地灌丛化梯度变化对土壤酶活性的影响,本研究以青藏高原东缘3种典型灌丛高山绣线菊、小叶锦鸡儿、金露梅和未灌丛化草地为研究对象,分析不同灌丛化梯度下(未灌丛化、轻度灌丛化和重度灌丛化),0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~80 cm土壤理化性质及蔗糖酶(sucrase)、脲酶(urease)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase)、葡萄糖苷酶(glucosidase)、蛋白酶(protease)和纤维素酶(cellulase)活性。结果表明:灌丛化草地土壤0~20 cm土层中,pH和土壤有机碳(SOC)含量显著高于未灌丛化草地,土壤含水率(SWC)和全氮(TN)显著低于未灌丛化草地(P<0.05);蛋白酶、葡萄糖苷酶、纤维素酶、脲酶和蔗糖酶活性显著低于未灌丛化草地(P<0.05),多酚氧化酶活性在灌丛化与未灌丛化草地间无显著性差异,且不同灌丛化梯度下土壤酶活性随土层加深而降低;土壤酶活性在不同灌丛化梯度下和不同土壤深度发生变异的主要解释因子为SWC,分别可解释各土层土壤酶活性变异的41.2%、50.5%、37.1%、41.5%和26.0%;结构方程模型(SEM)表明,不同灌丛化梯度主要影响SOC、pH和SOC∶TN,对SWC和TN无显著影响,且不同灌丛化梯度可通过影响pH和SOC含量间接影响蔗糖酶、脲酶、葡萄糖苷酶、蛋白酶、多酚氧化酶和纤维素酶活性,灌丛化梯度不直接显著影响SWC(P>0.05),但SWC仍是影响6种酶活性的主要因子,其可直接正向影响该6种酶活性,也可通过负向影响土壤pH或正向影响SOC进一步影响TN,从而影响酶活性。因此,研究区草地灌木侵入导致土壤酶活性降低利于土壤有机碳固存。