泥土微生物是拯救泥土有机质理解和营养轮回的主要参与者[1]。由于微生物自己的生物各样性以及复杂性导致微生物的生态学商酌面对深切挑战[2]。泥土酶活性是微生物营养需求的目的[3]， 同期亦然微生物理解泥土有机质的主要能源， 起始泥土碳(C)、氮(N)和磷(P)营养流畅[4-5]。有商酌标明期骗生态化学计量表面故意于升迁对微生物生态历程和机理的融会[6]。生态化学计量学是将生物学、化学， 物理学等基痛快趣归并用以商酌生态系统能量均衡和多种化学元素均衡的科学[7]， 不错接头不同生态系统看护营养元素均衡的调控机制[8]， 因而被凡俗应用于微生物起始的生态历程商酌中。Sinsabaugh等[9-10]通过对寰球轨范的泥土酶活性进行Meta分析， 收尾发现泥土酶活性之间也存在化学计量关系， 即与C、N、P轮回相关的酶活性的相对比值称为生态酶化学计量学自拍街拍， 该比值省略反应微生物群落的革故调动及营养需求与环境中营养灵验性之间的生物地球化学均衡格局[9-12]。此外， 生态酶化学计量与泥土化学计量可能存在动态均衡关系[13-14]。关联词通过泥土-酶化学计量归并的门径进行商酌鲜有报说念。

丛林更新是竣事丛林生态系统可握续发展的进攻工夫。连年来， 我国南边常绿阔叶林的营林行径频频， 通过不同丛林更新面貌改换成次生林、东说念主工促进自然更新林(东说念主促更新林)和东说念主工林等不同丛林类型。其中， 东说念主工促进自然更新林是在自然林经过强度择伐后， 妥当增添东说念主为步调赞成自然更新的东说念主工林， 该面貌中采伐剩余物的保留故意于改善林地水热要求， 促进腐殖质形成， 从而看护泥土肥力[15]。有商酌标明东说念主工促进自然更新面貌下， 常绿阔叶次生林的泥土肥力以及分娩力均显耀高于同期东说念主工林[16]。凭证第八次世界丛林资源探问收尾标明， 东说念主工林增长马上， 对我国丛林资源数目加多孝敬显著[17]， 东说念主工造林已成为我国丛林更新的进攻面貌之一。但东说念主工造林行径导致的树种单一化及林地干涉， 均易形成丛林泥土有机质和肥力下跌等问题[18]。杨玉盛等[19]商酌也标明， 由于亚热带平地生态系统的潜在脆弱性， 经齐伐、真金不怕火山后挖穴造林和幼林扶养而形成的东说念主工林， 不管其造林类型的各异或是分娩力的高下， 泥土肥力下跌是不可幸免的。不同丛林更新面貌可能会引起泥土温度、水分、营养灵验性等各异， 前期商酌发现泥土P素的蓄积会跟着造林的东说念主为干涉强度的加多而镌汰[20]。但是较少以泥土-酶化学计量的角度商酌不同丛林更新面貌下泥土营养的特征， 这可能对丛林营养看护及调控具有进攻的疏浚真谛真谛。

因此， 本商酌选取不同更新面貌的米槠次生林、米槠东说念主促林和杉木东说念主工林， 测定泥土C、N、P含量及酶活性， 遐想化学计量比， 接头泥土-酶化学计量特征偏执内在掂量， 以期揭示中亚热带不同丛林更新面貌下泥土营养特征， 以及泥土微生物对营养轮回的响应以及调控机制， 为不同丛林更新面貌下泥土营养的评估提供科学依据。

1 材料与门径 1.1 商酌区概况

商酌区位于福建省三明市金丝湾丛林公园陈大林业采育场(26°19′N， 117°36′E)， 现存面积约17.1 hm2。该地区位于戴云山脉西北面、武夷山脉东南面， 平均海拔330 m， 平均坡度30—40°， 年均气温18.5℃， 年均降雨量1749 mm(主要汇注在3—8月份)， 年均挥发量1585 mm， 相对湿度81%， 属中亚热带季风得意， 泥土为黑云母花岗岩发育的红壤， 泥土厚度逾越1 m[16]。

商酌样田主要包括米槠自然林通过不同更新面貌形成的3种林分：米槠次生林(SF)、米槠东说念主工促进自然更新林(简称米槠东说念主促林， AR)、杉木东说念主工林(CF)。3种林分的速即要求雷同， 且林龄旁边。米槠次生林(SF)：经过择伐， 封山育林后， 当然次生演替形成的米槠次生林， 主要树种为米槠(Castanopsis lanceolata)， 其林分密度为3788株/hm2， 平均树高达10.8 m， 平均胸径12.2 cm。米槠东说念主促林(AR)：采伐时保留林下主要林下幼树， 采伐后迹地保留剩余物， 将残留的枝杈、树梢等沿水平带平铺堆积以促其陈旧而形成的米槠东说念主促林， 其主要树种是米槠， 其林分密度为2158株/hm2， 平均树高达13.7 m， 平均胸径16.8 cm。杉木东说念主工林(CF)：由齐伐后火烧， 幼林扶养营造的东说念主工纯林， 其林分密度为3788株/hm2， 平均树高达10.8 m， 平均胸径12.2 cm， 林下植被主要为狗骨柴(Tricalysia dubia)、毛冬青(Ilex pubescens)、新木姜子(Neolitsea aurata)等。每种林分各缔造3个叠加区域合计9个样方， 平均每个面积约20 m × 20 m[20]。

在线之家 1.2 样品麇集

2016年11月， 在米槠次生林、米槠东说念主促林和杉木东说念主工林分手进行就怕布点采样， 每个采样点缔造3个叠加， 去辞退义凋落物， 取上层0—10 cm泥土。将麇集的泥土冷藏后马上带回实际室， 去除可见根系等动植物残体， 一部分样品置于4 ℃雪柜保存， 用于泥土酶活性测定; 另一部分鲜土过2 mm筛用于泥土的基本理化性质的测定。取部分过2 mm筛鲜土当然风干， 其中一部分干燥处保存， 用于测定pH和泥土灵验磷(AVP)， 另一部分过0.149 mm筛， 用于测定泥土有机碳(SOC)、总氮(TN)和全磷(TP)。

1.3 室内测定 1.3.1 泥土基本理化性质

泥土pH通过玻璃电极pH计(SATARTER 300， OHAUS， 好意思国)测定， 水土比为2.5:1;泥土含水率(SWC)取舍烘干法测定; SOC和TN取舍碳氮元素分析仪测定(Elementar Vario EL Ⅲ， Elementar， 德国); TP取舍浓硫酸-高氯酸消煮法索要待测溶液， 再用鸠合流动分析仪(Skalar san++， Skalar， 荷兰)测定。泥土矿质氮测定自拍街拍， 称取5 g鲜土加入20 mL 2 mol/L KCl进行浸提， 飘摇离心后， 上清液经定量滤纸过滤， 用鸠合流动分析仪测定滤液中的铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)[21]。AVP取舍Carter等[22]的M3浸提法， 称取3 g过2 mm筛的风干土样， 再加入30 mL的M3浸提液用鸠合流动分析仪测定。

1.3.2 泥土酶活性测定

参照Saiya-Cork门径索要和培养泥土中3种与碳、氮、磷轮回相关的水解酶[2]。用多功能酶标仪(SpectraMax M5， 好意思国)测定荧光度。3种泥土酶的称号、简写、参与营养轮回类型及所用标定底物详见表 1， 本文用βG : NAG、βG :AP、NAG:AP来评估微生物C、N、P营养资源需求情景[23]。

1.4 数据解决

数据经过Microsoft Excel 2013和SPSS 19.0软件解决， 取舍单成分方差分析(One-way ANOVA)教训不同丛林更新面貌的泥土理化性质、泥土化学计量比、生态酶化学计量的各异显耀性。取舍Canoco Software 5.0软件对生态酶化学计量与环境因子的关系进行冗余分析; 画图由Origin 9.0软件完成。

2 收尾 2.1 不同丛林更新下泥土营养及计量比特征

如表 2所示， 不同丛林更新面貌对SOC和pH无显耀影响。AR的TN、TP含量显耀高于SF和CF， 而SF和CF之间无显耀各异。不同更新面貌对泥土速效性营养的影响并不一致， CF泥土灵验磷的含量最高， 而在SF中则最低。AR的铵态氮含量和泥土含水量显耀高于其他两种更新面貌。不同丛林更新面貌下的硝态氮含量无显耀各异。如图 1所示， 不同丛林更新面貌的泥土C:N与N:P各异显耀(P＜0.01)。其中， C : N变化趋势：CF>SF>AR， 而N : P比则呈现不一致的趋势：SF最高， 而CF最低。但是不同更新面貌未对泥土C:P产生显耀各异。

2.2 不同丛林更新下生态酶化学计量比的变化

如图 2， SF的BG:NAG显耀高于其他两种更新面貌， 而AR和CF并无显耀各异。CF的βG:AP最低， 比较于SF和AR分手下跌了17.3%和14.6%。AR的NAG : AP最高， 与SF和CF比较分手提高了14.1%和11.6%。

2.3 影响生态酶化学计量比变异的主要因子

以泥土生态酶化学计量行为响应变量， 以泥土的理化性质及泥土化学计量为说明注解变量， 进行冗余分析(RDA)， 接头泥土理化性质及泥土化学计量和泥土生态酶化学计量之间的相关关系。如图 3所示， SF、AR、CF均具有较好的聚类， 说明丛林更新面貌显耀影响泥土酶计量比的变化。其中， 第一轴说明注解了变量的57.64%， 第二轴说明注解了8.48%。泥土含水量和铵态氮分手说明注解泥土生态酶计量比变异的42.7%和23.4%。泥土含水量、铵态氮分手与NAG:AP成正相关关系， 而泥土含水量与βG:NAG呈负相关关系。

3 掂量 3.1 不同丛林更新下泥土营养及化学计量特征

本商酌收尾标明， 不同丛林更新面貌下， AR泥土中全氮和全磷含量均显耀高于SF和CF(表 2)。ÁlvarezYépiz等[24]以为， 泥土温度， 水分、植被类型等要求的改变均会引起泥土结构和微生物特质的变化， 从而对泥土N和P轮回产生影响。有商酌标明， 杉木等针叶树种的叶片多为厚革质， 角质层丰富， 难理解物资如木质素、单宁、纤维素等较多， 微生物难以利用理解， 也不利于淋溶作用和泥土动物的机械膺惩， 而阔叶树种凋落物的木质素、纤维素含量相对较低， 且叶单方面积相对较大， 更故意于微生物进行理解[25-27]。本商酌中SF和AR属于阔叶林， 而CF为针叶林， 因此可能是由于凋落物资量的各异进而对泥土营养情景产生影响[28-29]。但是CF的灵验磷含量高于其他林分， 这可能由于杉木树种具有P富集作用， 故意于提高泥土P的灵验性[30]。

不同丛林更新面貌下， 泥土含水量也存在显耀各异， 其中AR泥土含水量最高(表 2)， 这是因为东说念主促更新面貌与其他两种面貌比较， 保留了采伐剩余物， 不仅减少泥土水分挥发， 也故意于腐殖质的形成， 从而对泥土的保水保肥具有进攻真谛真谛[31]。有商酌标明， 泥土水分限度着氮素的出动历程， 跟着泥土含水量的提高， 对灵验氮的改换限度作用则越强[32-33]。即在一定限度内， 泥土水分含量与泥土净矿化速度呈显耀正相关， 即湿度越大， 矿化作用则越强[34]。因此， 本商酌中东说念主促更新面貌可能会因为较高的泥土含水量， 促进泥土矿化， 最终提高泥土中铵态氮含量。

泥土C:N:P化学计量比是量度泥土有机质和营养情景的疏浚器[35-36]， 会随营养输入和植物类型的变化而改变[37-38]。泥土C:N与泥土有机质的矿化速度成反比[8]。本商酌中， AR的C:N最低(图 1)， 进一步标明东说念主促更新林的微生物矿化作用增强， 促进有机氮向矿质氮的出动， 这与本商酌中AR的灵验氮含量最高具有一致性。N:P可行为推断泥土营养限度的目的之一[39]。三片林分的N:P比均高于中国泥土N:P(9.3)[40]， 标明腹地区丛林泥土仍受到P素的限度[23， 41]。但是CF的N:P低于其他两种更新面貌， 说明杉木东说念主工林在一定进度上能缓解泥土P限度， 这可能与树种特征联系。

3.2 不同丛林更新下泥土生态酶化学计量特征

泥土酶是微生物革故调动的决定成分[42]， 同期亦然泥土营养的进攻调控者。泥土生态酶化学计量省略灵验地量度微生物对C、N、P的营养需求[43-45]， 况兼反应微生物生物量和泥土有机质之间的均衡以及微生物营养给与和助长效果[10]， Waring等[23]商酌发现BG:AP和NAG:AP比值偏低标明热带丛林生态系统营养轮回受P限度。三种不同更新面貌中， AR的BG :NAG较低， 但是其NAG:AP显耀最高(图 2)， 标明东说念主促林微生物可能受到N限度。而CF的βG :AP和NAG :AP均较低(图 2)， 标明东说念主工林微生物受到P限度。这与本商酌中泥土化学计量及泥土营养特征收尾并不一致。王冰冰等[46]商酌收尾标明：由于泥土酶主要来自于泥土微生物， 酶的相对活性可能受到微生物生物量的元素构成影响更大， 而非泥土有机质元素， 因此泥土酶活性不成很好地反应泥土有机质的元素构成情景。

3.3 泥土生态酶化学计量变异的要津起始因子

RDA收尾标明， 泥土含水量和铵态氮是影响泥土生态酶化学计量变异的主要环境因子， 其说明注解度分手为42.7%和23.3%(图 3)。泥土水分行为泥土系统中营养轮回和流动的载体[47]， 会影响泥土底物和酶的扩散效果进而改变营养灵验性[48-49]。本商酌中， 泥土含水量与NAG:AP正相关， 而与βG:NAG存在负相关关系， 标明泥土含水量的提高会加重泥土微生物N限度地方， 因此导致泥土NAG酶活性提高。Toberman等[49]以为泥土含水量的加多会提高底物扩散效果和泥土酶活性， 从而影响生态酶化学计量。铵态氮是微生物在泥土中易于给与和利用的无机氮， NAG酶活性跟着无机氮的含量加多而提高[50]， 灵验性营养会影响微生物营养利用效果而改变微生物酶活性[23]， 从而调控生态酶化学计量。在本商酌中发现， 生态酶化学计量并不受泥土化学计量的影响， 这合适本商酌中生态酶化学计量和泥土化学计量比收尾不一致的论断。有商酌标明微生物或其他环境因子(如：温度、水分)对生态酶化学计量的影响更为是非， 从而遮蔽了生态酶化学计量比和泥土化学计量比之间的掂量[46]。泥土化学计量仅反应泥土营养近况而并非微生物可利用的资源近况， 因此泥土-酶化学计量并未呈现考究的耦合性。

4 论断

不同丛林更新面貌下泥土营养特征及泥土-酶化学计量存在显耀各异。本商酌区域合座处于P限度状态。东说念主促更新面貌故意于泥土中矿质N的蓄积， 而东说念主工造林面貌则促进泥土中灵验P的蓄积自拍街拍， 这可能与东说念主工造林树种联系。酶化学计量受到泥土含水量和灵验性营养的影响较大， 但与泥土化学计量无关， 标明生态酶化学计量可行为反应泥土现时灵验性营养情景的进攻目的， 本商酌收尾可为泥土营养近况以及轮回历程提供科学的表面参考依据。