松嫩平原芦苇湿地土壤酶活性剖面分布特征及其微生物养分限制指示作用OA北大核心CSCDCSTPCD

土壤酶的催化作用是土壤有机质分解的限制性步骤,控制着湿地生态系统的物质循环。为揭示松嫩平原芦苇湿地土壤酶活性剖面分布特征,于2021年8月采集扎龙、莫莫格、牛心套保和向海芦苇湿地0-15、15-30、30-45、45-60、60-75 cm土壤样品,分析土壤碳、氮、磷循环相关的酶活性剖面分布特征及其主要影响因子。结果表明:不同湿地土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(AP)和多酚氧化酶活性(PPO)均随土壤深度增加逐渐降低,表层(0-15、15-30 cm)土壤酶活性均显著高于深层(45-60、60-75 cm)。随着土壤深度的增加,各湿地土壤C꞉N酶化学计量比整体呈现逐渐升高的趋势,而土壤N꞉P酶化学计量比呈逐渐降低的趋势。冗余分析发现,土壤总磷、含水率、总碳和溶解性有机碳是影响松嫩平原芦苇湿地土壤酶活性及酶化学计量比的关键因子。通过皮尔森相关性分析,进一步验证得知土壤C꞉N、N꞉P与土壤C꞉N和N꞉P酶化学计量比呈显著正相关,然而,土壤pH与BG、NAG和PPO活性显著负相关。土壤酶化学计量比的矢量分析和土壤碳、氮、磷化学计量比的阈值分析均表明松嫩平原芦苇湿地土壤氮元素含量相对较低,微生物存在一定程度的氮限制,且随土壤深度增加,氮限制逐渐加剧。该研究明确了松嫩平原芦苇湿地土壤酶活性剖面分布特征及酶化学计量比对微生物养分限制的指示作用,为明确湿地土壤碳、氮、磷循环过程及养分调控提供了重要的科学依据。