全 文 ：收稿日期:2009-12-08;修回日期:2010-03-02
基金项目:国家自然科学基金重点项目(30730069);中国科学院
知识创新工程重要方向项目(KSCX2-YW-Z-1020)
作者简介:王启兰(1964-),女 ,青海人,副研究员 ,从事微生物生
态学研究 ,发表论文 40余篇.
文章编号:1673-5021(2010)03-0051-05
高寒矮嵩草草甸土壤酶活性与土壤性质关系的研究
王启兰1 ,王　溪1 ,王长庭1 ,曹广民1 ,龙瑞军2
(1.中国科学院西北高原生物研究所,青海　西宁　810008;2.兰州大学青藏高原生态系统管理国际中心,甘肃　兰州　730020)
　　摘要:对高寒矮嵩草草甸土壤性质及酶活性进行研究 ,分析了土壤性质与酶活性之间的关系。结果表明:在 0～
20cm 土层随土壤深度的增加 , 土壤容重 、pH 值和全钾升高 , 有机质 、全氮 、有效氮 、全磷 、有效磷 、有效钾 、阳离子交
换量均明显下降;所测的 7 种土壤酶中 , 除多酚氧化酶活性呈现随土壤层次加深而升高外 , 过氧化氢酶 、脲酶 、蛋白
酶 、纤维素酶 、转化酶 、碱性磷酸酶均明显降低。相关分析表明:土壤有机质和有效钾除与多酚氧化酶呈显著负相关
外 ,与其余 6 种酶呈显著正相关;全氮 、有效磷 、阳离子交换量除与转化酶相关性不显著外 ,与其它 6 种酶呈显著相
关;有效氮 、全钾只与纤维素酶 、碱性磷酸酶存在显著的相关关系;pH 值 、全磷与所测的 7 种酶均无明显的相关性。
多酚氧化酶和转化酶与部分酶存在显著的相关关系 , 其余土壤酶之间均存在显著的相关关系。通径分析表明:各种
土壤因子不仅直接影响土壤酶活性的大小 , 还通过相互之间的作用间接调控土壤酶活性。
关键词:矮嵩草草甸;土壤酶活性;土壤性质;通径分析
中图分类号:S812.2　　　文献标识码:A
　　土壤酶作为土壤系统的组分之一 ,是生态系统
的生物催化剂 ,在土壤物质循环和能量转化过程中
起着重要作用。它们参与包括土壤生物化学过程在
内的自然界物质循环 ,既是土壤有机物转化的执行
者 ,又是植物营养元素的活性库[ 1 ～ 2] 。土壤有机物
质的转化及腐殖质的形成都是在酶的作用下进行
的。土壤酶活性反映了土壤营养循环过程的速
率[ 3 ～ 4] ,可作为土壤生物功能多样性的指标[ 5] 、土壤
生产力[ 6] 和微生物活性潜力的指标[ 7] ,土壤酶活性
能够及时反映土地利用和生物的改变[ 8] 。因此 ,研
究土壤酶活性对于探讨环境变化对土壤生态系统的
影响有重要的意义。
高寒矮嵩草草甸是青藏高原的主要草地类型 ,生
态环境极其脆弱 ,其土壤质量的优劣关系到整个生态
系统的稳定性。目前高寒草甸生态系统的研究主要集
中在植物群落及土壤理化性质方面 ,对土壤酶活性的
研究甚少。本文应用通径分析法 ,分析高寒矮嵩草草
甸土壤酶活性与主要土壤性质(土壤容重、pH、有机质 、
全氮 、有效氮 、全磷 、有效磷 、全钾、有效钾 、阳离子交换
量)之间的相互关系 ,探讨诸多土壤环境因素对土壤不
同酶活性的相对重要性[ 2] ,为揭示高寒草甸生态系统
稳定性的维持机制提供理论依据 ,同时丰富我国高寒
草甸土壤酶活性研究的基础资料。
1　材料和方法
1.1　研究区概况
本研究在中国科学院海北高寒草甸生态系统开放
试验站(简称海北站)进行。地处 37°29′～ 37°45′N 、
101°12′～ 101°33′E ,站区地形开阔 ,海拔 3200 ～ 3250m ,
属明显的高原大陆性气候 ,年平均气温-1.7℃,年平
均降水量600mm ,主要集中在 5 ～ 9月 ,约占年降水量
的 80%,蒸发量 1160.3mm ,年内无绝对无霜期。主要
植被类型有高寒草甸 、高寒灌丛和沼泽化草甸。牧草
生长低矮 ,初级生产力低。土壤为高山草甸土(即草毡
寒冻雏形土)、高山灌丛草甸土(暗沃寒冻雏形土)和沼
泽土(有机寒冻潜育土),土壤发育年轻 ,土层浅薄 ,有
机质含量丰富。
1.2　取样及测定方法
于 2006年 8月中旬植物生长旺季(草盛期),在
海北站选择 5块典型的矮嵩草草甸作为试验样地。
各样地内以“S”型取样方法用土钻随机分层采集
0 ～ 10cm 、10 ～ 20cm 的土样 ,相同土层 10 ～ 15份土
样组成 1个混合样 ,挑取草根 ,过 2mm 土壤筛。用
比色法测定鲜土的过氧化氢酶 、多酚氧化酶 、脲酶 、
蛋白酶 、纤维素酶 、转化酶及碱性磷酸酶的活性[ 3] ,
土壤全氮用半微量凯氏定氮法 ,速效氮用碱解扩散
法 ,全磷和速效磷用钼锑钪比色法 ,全钾和速效钾用
—51—
第 32 卷　第 3 期　　　　　　　　　　中　国　草　地　学　报　　　　　　　　　　2010 年 5 月
　　Vol.32　No.3　　　　　　　　　　Chinese Journal of G rassland 　　　　　　　　　 May.2010　　
火焰光度法 ,阳离子交换量采用乙酸铵交换法[ 9] ,有
机质采用 TOC-5000A型有机质分析仪测定 ,容重
用环刀法 ,土壤 pH 用电极法。
1.3　数据分析
采用 DPS9.5和 SPSS13.0进行数据分析。
2　结果与分析
2.1　矮嵩草草甸土壤理化性质及酶活性
由表 1可见 , 矮嵩草草甸土壤 pH 、容重和全
钾均随着土层的加深而增大 , 但只有容重显示出
明显的层次差异(P <0.05)。土壤有机质 、全氮 、
有效氮 、全磷 、有效磷 、有效钾 、阳离子交换量均随
土壤深度的增加而降低 ,且两层之间存在显著的
差异性(P<0.05)。
由图 1可见 ,除多酚氧化酶活性呈现出随土层
加深而增大的变化趋势外 ,其余 6种酶的活性均随
着土壤深度的增加而降低 ,所测的 7种酶活性在不
同土层之间均存在显著的差异性(P<0.05)。
表 1　矮嵩草草甸土壤不同层次理化性状差异
Table 1　The physical-chemical properties of
Kobresia humilis meadow soil
项目
Item
土壤深度
Soil depth(cm)
0～ 10cm 10～ 20cm
pH 7.50±0.10a 7.55±0.17a
有机质(g/ k g) 137.90±5.51a 78.12±2.17b
全氮(N g/ kg) 6.51±0.24a 4.20±0.16b
全磷(P2O 5 g/ kg) 1.95±0.03a 1.90±0.04a
全钾(K 2O g/ k g) 20.12±0.51a 21.36±0.24a
容重(g/ cm 3) 0.75±0.03b 1.11±0.04a
阳离子交换量(m ol/ kg) 0.27±0.00a 0.23±0.01b
有效氮(N mg/ kg) 21.07±1.59a 16.39±1.06b
有效磷(P mg/ kg) 9.56±0.43a 6.44±0.59b
有效钾(K mg/ kg) 390.88±20.07a 292.66±11.58b
　　注:同一行不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
Note:Valu es marked w ith dif feren t let ter in same row indicate
signif icant di ff erences at P<0.05.
Ⅰ :过氧化氢酶(μg H 2O 2/ g·min);Ⅱ:多酚氧化酶(m g红紫培精/ g);Ⅲ:脲酶(mg NH 4-N/ g);Ⅳ:蛋白酶(mg 酪氨酸/ g);
Ⅴ:纤维素酶(mg 葡萄糖/ g);Ⅵ :蔗糖酶(m g葡萄糖/ g);Ⅶ :碱性磷酸酶(mg 酚/ g)。
Ⅰ :C atalase(μg H2O 2/ g·min);Ⅱ:Polyphenol oxidas e(Pu rpurogallin mg/ g);Ⅲ:Urease(NH 4-N mg/ g);
Ⅳ:Protease(Ty r mg/ g);Ⅴ:Cel lulase(Glu cose mg/ g);Ⅵ :Invertase(Glu cose mg/g);Ⅶ :Alkali ph osphatase (Ph enol mg/ g).
图 1　矮嵩草草甸土壤酶的活性
Fig.1　Enzyme activities in Kobresia humilis meadow soil
2.2　土壤酶活性与土壤理化性质之间的关系
由表 2可见 ,土壤容重除与多酚氧化酶表现出
显著的正相关外 ,与其它 6 种酶表现出显著的负相
关性 。阳离子交换量与多酚氧化酶呈现出显著的负
相关 ,与转化酶相关性不显著 ,与其他酶均呈极显著
的正相关 。pH 和全磷与所测的所有酶类均相关性
不明显。有机质 、全氮 、有效磷和有效钾均与多酚氧
化酶呈显著的负相关 ,而与过氧化氢酶 、脲酶 、蛋白
酶 、纤维素酶 、碱性磷酸酶呈显著的正相关 ,仅有机
质 、有效钾与转化酶显示出显著的相关性。全钾与
过氧化氢酶 、纤维素酶 、碱性磷酸酶存在显著的负相
关关系。
—52—
中国草地学报　2010年　第 32 卷　第 3 期
表 2　土壤酶活性与土壤因子之间的相关关系
Table 2　Correlations between enzyme activity and soil environmental factors
过氧化氢酶
Catalase
多酚氧化酶
Polyphenol oxidase
脲酶
Ureas e
蛋白酶
Protease
纤维素酶
Cel lulase
转化酶
Invertase
碱性磷酸酶
Alkaline ph osphatase
有机质 0.9914＊＊ -0.9504＊＊ 0.9843＊＊ 0.8486＊＊ 0.7888＊＊ 0.6899＊ 0.9975＊＊
pH -0.4616 0.5002 -0.6097 -0.0152 0.1893 0.0052 -0.014
全氮 0.9092＊＊ -0.9811＊＊ 0.9377＊＊ 0.8351＊＊ 0.8269＊＊ 0.5713 0.9256＊＊
有效氮 0.5974 -0.5407 0.7807＊＊ 0.4402 0.6989＊ 0.3171 0.7536＊
全磷 0.4628 -0.1529 0.4458 0.5631 0.4408 0.4268 0.3896
有效磷 0.8705＊＊ -0.9304＊＊ 0.7834＊＊ 0.8654＊＊ 0.7144＊ 0.4658 0.7627＊
全钾 -0.7251＊ 0.6013 -0.5433 -0.4881 -0.6557＊ -0.4407 -0.7052＊
有效钾 0.8888＊＊ -0.6504＊ 0.8563＊＊ 0.7857＊＊ 0.7981＊＊ 0.6679＊ 0.7815＊＊
容重 -0.9787＊＊ 0.8018＊＊ -0.9275＊＊ -0.8563＊＊ -0.8543＊＊ -0.8274＊＊ -0.9617＊＊
阳离子交换量 0.9062＊＊ -0.8475＊＊ 0.7911＊＊ 0.8263＊＊ 0.7983＊＊ 0.3631 0.8661＊＊
　　注:＊＊表示 P<0.01 , ＊表示 P<0.05;下同。
Note:＊＊ mean P<0.01 , ＊ mean P<0.05.T he same as fol low.
　　以土壤因子为自变量 X i ={X1 , X2 ,X3 ,X4 ,X 5 ,
X6 ,X 7 ,X8 , X9 , X10}={有机质 , pH ,全氮 ,速效氮 ,
全磷 ,有效磷 ,全钾 ,有效钾 ,容重 ,阳离子交换量},
土壤酶活性为因变量 Yi ={Y1 , Y2 , Y 3 , Y4 , Y5 , Y 6 ,
Y7}={过氧化氢酶 ,多酚氧化酶 ,脲酶 ,蛋白酶 ,纤
维素酶 ,转化酶 ,碱性磷酸酶},进行逐步回归分析 ,
使各变量在无量纲的基础上计算通径系数 ,用通径
系数的大小和正负来表示自变量对因变量作用的大
小和方向 ,并对通径系数之间进行相互比较[ 2] 。
直接通径系数反映各理化性质对酶活性直接影
响作用的大小。对 Y1 作用的土壤因素顺序为:X9
(-0.6322)>X 8(0.3523)>X 3(0.2139)>X 10
(-0.1501)>X 2(-0.1047)>X4(-0.0923)>X6
(0.0797)>X5(0.0603)。虽然 X4 、X5 、X6 对 Y1 的
直接通径系数较小 ,但 X4 和 X5 通过 X9 对 Y 1 影响
的间接通径系数则分别达 0.3889和0.437 ,X6 通过
X8 和 X9 对 Y1 影响的间接通径系数依次高达
0.2803 、0.4357 。另外 ,X 4 、X10的直接通径系数为负
效应 ,而其通过 X 3 、X8 、X9 对 Y1 影响的间接通径系
数依次分别为 0.1497 、0.1688 、0.3889 和 0.1751 、
0.2487 、0.4322 ,说明间接作用是正效应 。
对Y2直接作用的土壤因素顺序为:X1 (-2.0245)
>X6(0.8764)>X3(-0.6329)>X 5(0.4606)>X4
(0.4232)>X 7(-0.3536)>X 2(0.3333)>X 10
(0.1534)。虽 X 1 和 X3 直接通径系数为较强的负
效应 ,但它们通过 X4 、X6 、X 7 对 Y2 影响的间接通径
系数依次分别 为 0.3298 、 0.8043 、 0.2481 和
0.3248 、0.7716 、0.2002 , 表现为间接正效应。而
X4 、X 5 、X6 、X10虽其直接通径系数为正效应 ,但它们
通过 X1 和 X3 对 Y2 影响的间接通径系数依次分别
为-1.3704 、-0.4696 , -0.7524 、-0.241 , -1.712 、
-0.5418和-1.8418 、-0.5889 ,说明间接作用是较
强的负效应。X7 的直接通径系数虽然为负效应 ,而
其通过 X1 对 Y2 影响的间接通径系数为 1.2716 ,表
现为强的间接正效应。
对 Y3 直接作用的土壤因素顺序为:X8(0.3947)
>X9(-0.3853)>X4(0.2923)>X6(0.1512)>X2
(-0.1477)>X5(0.0795)>X10(-0.0788)>X7(0.0344)。
虽 X7 的直接通径系数为弱的正效应 ,但其通过 X4 、
X8和 X9 对 Y3影响的间接通径系数分别为-0.1377 、
-0.2581 、-0.1256 ,表现为间接负效应 。而 X10的
直接通径系数为弱的负效应 ,其通过 X4 、X8 和 X9
对 Y 3 影响的间接通径系数分别为 0.1639 、0.2898 、
0.2853 ,显示出间接的正效应。
对 Y4直接作用的土壤因素顺序为:X9(-2.88)
>X 1(-2.5306)>X10(-2.5203)>X3(2.1981)>
X8(1.107)>X 2(-0.3461)>X5(-0.1901)>X6
(-0.107)。虽 X1 和 X10的直接通径系数为强的负
效应 ,但它们通过 X 3 、X8 和 X 9对 Y4 影响的间接通
径系数依次分别为 2.1898 、0.9178 、2.4664 和
1.8826 、0.8483 、2.6925 ,说明间接作用是强的正效
应。同样 X9 也显示出强的间接正效应 ,其通过 X1 、
X5和 X10对 Y4 影响的间接通径系数依次为 2.0151 、
0.1139和 2.4326。虽 X2 、X 5 和 X6 的直接通径系
数为较弱的负效应 ,但其间接通径系数在不同程度
上也表现为间接正效应 ,如 X5 通过 X3 、X8 和 X9 对
Y 4 的间接通径系数依次为 1.0765 、0.4084 和
1.6823 , X6 通过 X 2 、X3 、X8 和 X9 对 Y4 的间接通径
—53—
王启兰　王　溪　王长庭　曹广民　龙瑞军　　高寒矮嵩草草甸土壤酶活性与土壤性质关系的研究
系数依次为 0.1253 、2.0158 、0.8974和 2.1138。X3
和 X8 的直接通径系数为强的正效应 ,而它们通过
X1 和 X10对 Y4 影响的间接通径系数依次分别为
-2.3097 、-2.1009和-1.8719 、-1.941 ,说明其
间接作用为强的负效应。
对Y5 直接作用的土壤因素顺序为:X1(-4.3282)
>X 10(2.0919)>X 6(1.5608)>X7(-0.8832)>X4
(0.8073)>X2 (0.4494)>X3 (0.3075)>X5
(0.277)。虽 X1 和 X7 的直接通径系数为不同程度
的负效应 ,但其间接作用为较强的正效应 ,如 X1 通过
X3 、X4 、X6 、X7和 X10对 Y5 影响的间接通径系数依次为
0.301 、0.6291 、1.4323 、0.6198和 2.089 , X7 通过 X1 和
X2 对 Y5 影响的间接通径系数为 2.7185 、0.1564。而
X2 、X3 、X4 、X5 、X6 、X10的直接作用虽为正效应 ,但其间
接作用显示出强的负效应 ,如 X3 、X4 、X5 、X6 和X10通过
X1 对 Y5 影响的间接通径系数依次为 -4.1676、
-2.9297、-1.6086 、-3.66和-3.9375。
对Y6 直接作用的土壤因素顺序为:X1(5.2805)>
X6(-2.5749)>X 9(1.9176)>X4(-1.8886)>X7
(-1.0782)>X5(0.936)>X8(-0.166)>X2(-0.1174)。
其中 X1 、X5 、X9 的直接通径系数虽为正效应 ,但其
间接作用为较强的负效应 ,如 X1 和X 5通过X 4 、X 6 、
X9 对 Y6 影响的 间接通径系数依次分别 为
-1.2296 、-2.2625 、-1.6642和-0.5111 、-0.3351、
-1.288 ,X9 通过 X1 、X 5 和 X 7 对 Y6 影响的间接通
径系数依次为-4.7351 、-0.6163 、-0.2847 。而
X2 、X 4 、X6 、X7 、X8 的直接作用虽为负效应 ,但其间
接作用也表现出不同程度的正效应 , 如 X 4 、X6 、X8
通过 X1 、X7 对 Y6 影响的间接通径系数依次分别为
3.1768 、0.6081 ,4.4581 、0.4603和 4.0455 、0.7194 ,
X7 通过 X4 、X 6 、X9 对 Y6 的间接通径系数依次为
0.9629 、1.088 、0.4996 。
对 Y7直接作用的土壤因素顺序为:X9(-1.1661)
>X10(-0.6794)>X 4(0.4105)>X5(0.216)>X8
(0.2064)>X2(-0.2024)>X7(-0.1618)>X6
(-0.059)。其中 X2 、X6 、X 7 、X9 、X10的直接作用为
较弱的负效应 ,其间接作用也表现出正效应 ,如 X7
和 X9 通过 X 10对 Y 7 的间接通径系数分别为
0.2628 、0.6312 ,X 10通过 X4 和 X9 对 Y7 影响的间
接通径系数为 0.2323 、1.0834。X4 、X 5 和 X8 的直
接通径系数为正效应 ,而其通过 X10对 Y 7 影响的间
接通径系数分别为-0.4037 、-0.3244 、-0.5435 ,
说明其间接作用为负效应。
2.3　土壤酶之间的相关性分析
由表 3可见 ,矮嵩草草甸土壤酶之间存在紧密
的互作关系。其中多酚氧化酶与所测的其它 6种酶
均显示负相关性 ,其它 6种酶之间均显示不同程度
的正相关关系 。说明水解酶类与多酚氧化酶对土壤
营养物质的作用过程不一致 ,前者促进土壤有机物
质的降解 ,以利于植物根系的吸收利用 ,后者促进土
壤芳香族化合物的循环 ,利于土壤腐殖质化进程。
过氧化氢酶 、蛋白酶 、碱性磷酸酶与所测的其他酶均
存在显著的相关关系。而多酚氧化酶只与纤维素酶
和转化酶的负相关性不显著 ,脲酶与转化酶相关性
不显著 ,纤维素酶 、转化酶和多酚氧化酶三者相互之间
均无显著的相关关系 ,除此之外的不同酶间呈显著或
极显著的相关关系。
表 3　高寒草甸土壤酶活性之间的相关系数
Table 3　Correlation coefficient among enzymatic activities in alpine meadow soil
过氧化氢酶
Catalase
多酚氧化酶
Polyphenol oxidase
脲酶
Ureas e
蛋白酶
Protease
纤维素酶
Cel lulase
转化酶
Invertase
碱性磷酸酶
Alkaline ph osphatase
过氧化氢酶 1.0000 -0.8614＊＊ 0.9892＊＊ 0.9413＊＊ 0.8579＊＊ 0.7619＊ 0.9812＊＊
多酚氧化酶 1.0000 -0.8668＊＊ -0.7317＊ -0.4459 -0.5404 -0.7375＊
脲酶 1.0000 0.8848＊＊ 0.8576＊＊ 0.6012 0.8825＊＊
蛋白酶 1.0000 0.8813＊＊ 0.8814＊＊ 0.9362＊＊
纤维素酶 1.0000 0.4734 0.7126＊
转化酶 1.0000 0.9193＊＊
碱性磷酸酶 1.0000
3　讨论
随着生态环境不断恶化 ,土壤质量受到人们的普
遍重视。土壤是由生物和非生物组成的复杂综合体 ,
肥力是土壤的本质和属性。土壤酶作为表征土壤肥
力的一个重要指标 ,参与土壤的发生 、发育及土壤肥
力形成和演变的全过程 ,几乎所有的土壤生态环境的
变化都伴随着土壤酶活性的改变[ 3 , 10] 。土壤酶活性已
—54—
中国草地学报　2010年　第 32 卷　第 3 期
成为反映土壤变化必不可少的早期预警生物指标[ 11] 。
在高寒草甸生态系统 ,随土壤深度的增加 ,只有
pH 值 、容重和多酚氧化酶活性呈增大变化 ,其余的
土壤环境因素及酶活性均呈降低趋势 ,这一结果与
相关文献[ 12] 报道一致 。土壤酶的生化活性受温度 、
湿度 、土壤质地 、结构 、pH 值和通气状况等各种非
生物因子和生物因子的制约[ 10 , 13] 。高寒草甸生态
系统由于其低温环境 ,土壤水解酶类的活性显著低
于农田[ 4] 、森林[ 14] 等生态系统 ,其物质循环缓慢 ,土
壤养分总量高而有效养分低下 ,加之高 pH 值的碱
性土壤环境 ,大多酶的活性受到不同程度的抑制 。
另外 ,植物的根系在生长发育过程中的分泌物和死
亡根茬[ 15] 的矿化分解及不同的耕作[ 16] 和管理方
式[ 17]等都会影响土壤酶活性。高寒草甸植物根系
主要分布在 0 ～ 10cm 土层 ,根系分泌物和细胞的脱
落促使酶进入土壤 。随着土层深度的增加 ,通气状
况越来越差 ,微生物种类和数量及土壤养分含量递
减 ,导致土壤酶活性减弱 。
许多研究表明 ,土壤肥力水平在很大程度上受制
于土壤酶 ,与土壤酶活性之间存在着非常密切的相关
关系[ 1 ,7] 。本实验结果表明 ,土壤有机质 、全氮 、有效
磷、有效钾 、容重 、阳离子交换量与大多数土壤酶活性
有密切的相关关系。容重对多数酶活性表现出强烈的
抑制作用。土壤酶通常与土壤粘粒和有机质结合 ,其
中许多土壤酶与土壤腐殖质结合 ,形成酶-腐殖质复
合体 ,所以土壤有机质是土壤酶的来源和贮藏基地;土
壤全氮 、有效磷 、有效钾是酶作用的底物∕产物 ,阳离
子交换量是土壤缓冲性能表征 ,保证了土壤溶液成分
的多样性和土壤溶液的“生理平衡” ,而容重的大小直
接影响土壤的孔隙度及通气状况 ,所以上述因素是影
响土壤酶活性的重要因素。
两个变量之间的简单相关系数往往不能正确地
说明这两个变量之间的真正关系 ,因为在多个变量
的反应系统中 ,任意两个变量的线性相关关系 ,都会
受到其它变量的影响[ 2 , 4] 。直接通径系数反应了各
主要肥力因子对土壤酶活性的直接影响 ,而间接通
径系数却是一种间接影响力 ,这种影响力更具有客
观性和真实表现力 。本实验中 pH 值 、有效氮 、全
磷 、全钾与大多数酶的相关性不显著 ,但它们通过调
控其它土壤因子对酶活性的间接作用相当显著。有
研究表明 , pH 直接影响土壤酶与底物的结合能力 ,
土壤酶活性随 pH 降低呈现升高的趋势[ 13] ,有效
氮 、全磷和全钾影响土壤植被状况 ,间接影响土壤酶
数量及活性。转化酶是参与土壤有机碳循环的酶 ,
其活性与土壤有机质的 C/ N 比相关 ,它与大多土
壤肥力因子相关性不显著[ 4] ,这可能与转化酶活性
主要集聚在土壤粒级粉砂部分有关[ 18] 。
土壤酶活性之间的相关分析表明 ,土壤酶不但
在土壤物质转化和能量转化过程中起主要作用 ,而
且它们之间关系紧密 ,通过对进入土壤的多种有机
物质和有机残体产生的生命化学转化 ,使生态系统
的各组分间有了功能上的联系 ,从而保持了土壤生
物化学的相对稳定状态[ 19] 。
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The Relationships between Soil Enzyme Activities in Kobresia
humilis Alpine Meadow and Soil Properties
WANG Qi-lan1 , WANG Xi1 , WANG Chang-ting 1 , CAO Guang-min1 , LONG Rui-jun2
(1.Northwest Institute of Plateau Biology , TheChinese Academy of Sciences , Xining 810008 , China;
2.International Centre for Tibetan Plateau Ecosystem Management , LanzhouUniversity , Lanzhou 730020 , China)
Abstract:The soil enzyme activi ties in Kobresia hum il is alpine meadow w as studied , and the relation-
ships betw een soil properties and enzymes w ere analyzed.The results show ed that f rom surface layer to
20cm in deepth , o rganic mat ter , to tal N , avai lable N , to tal P , available P , available K and CEC decreased
significant ly w hile bulk density , pH , and total K increased.The activity of catalase , urease , protease ,
cellulase , inve rtase , and alkaline pho sphatase decreased obviously along deepening of soil depth w hile
po lypheno l o xidase increased.The co rrelation analysis indicated that o rganic mat ter and available K w ere
significant ly negative w ith po lyphenol oxidase , and signif icantly posit ive w ith the othe r enzymes measured
in the study .To tal N , available P , CEC show ed obvious correlations w ith six enzymes except invertase.
Avai lable N , total K were signif icantly co rrelated w ith cellulase , alkaline phosphatase , e tc.However , pH
and total P did not show clo se relation w ith any enzymes.Po lypheno l o xidase and invertase show ed co rre-
lations w ith some of enzymes , while there w ere significant co rrelations betw een the o ther enzymes.Pa th a-
nalysis indicated that enzyme activities were controlled by interaction of soil enzymes and soil environmen-
tal facto rs through direct or indi rect w ay .
Key words:Kobresia humilis meadow ;Soil enzyme act ivity ;Soi l proper ties;Path analy sis
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中国草地学报　2010年　第 32 卷　第 3 期