全 文 ：第 ww卷 第 |期
u s s {年 | 月
林 业 科 学
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湘西北退化侵蚀地植被恢复区土壤养分 !微生物
与酶活性的典范相关分析 3
漆良华t 张旭东u 彭镇华u 周金星u
kt1 国际竹藤网络中心 北京 tsstsu ~ u1 中国林业科学研究院林业研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 以湘西北女儿寨小流域为研究对象 o运用典范相关分析法研究退化侵蚀地植被恢复区土壤养分 !微生物
及酶活性之间的相互关系 ∀结果表明 }土壤养分综合因子中起主要作用的为 ‘与 ° o土壤微生物综合因子中起主
要作用的为细菌数量 !微生物生物量 ≤ !微生物生物量 ‘o土壤酶活性综合因子中起主要作用的为脲酶 !多酚氧化
酶 !磷酸酶和转化酶 ~脲酶和多酚氧化酶的活性与土壤 ‘o°的转化有关 o而 ‘o°的转化与微生物生物量 ≤ !微生物
生物量 ‘的累积有关 ~脲酶 !多酚氧化酶及磷酸酶的活性对微生物生物量 ≤ 积累有一定的促进作用 o转化酶的活
性对微生物生物量 ‘积累有一定的抑制作用 o脲酶活性有利于提高土壤 ‘素含量 o降低土壤 °素水平 o多酚氧化酶
活性与土壤 ‘素负相关 ~不同植被恢复群落不同土壤层次的养分 !微生物及酶活性在各对典范变量上的聚集趋势
可为植被恢复过程中的土壤健康诊断与立地类型划分提供一定的依据 ∀
关键词 } 植被恢复 ~土壤养分 ~土壤微生物 ~土壤酶活性 ~典范相关分析
中图分类号 }≥ztx1v 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{ls| p ssst p sy
收稿日期 }ussz p sv p uy ∀
基金项目 }国家/十一五0林业科技支撑项目/长江中下游低山丘陵生态退化区植被恢复技术试验示范0kussy…„⁄sv„tyl ∀
3 张旭东为通讯作者 ∀
Χανονιχαλ Χορρελατιον Αναλψσισ ον Σοιλ Νυτριεντσo Μιχροοργανισµσ ανδ Ενζψµε Αχτιϖιτιεσ
ιν ςεγετατιον Ρεστορατιον Αρεασφορ Σοιλ ∆εγραδατιον ανδ Εροσιον ιν Νορτηωεστ Ηυναν
±¬¬¤±ª«∏¤t «¤±ª÷∏§²±ªu °¨ ±ª«¨ ±«∏¤u «²∏¬±¬¬±ªu
kt1 Ιντερνατιοναλ Χεντερφορ Βαµβοο ανδ Ρατταν Βειϕινγ tsstsu ~ u1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστρψo ΧΑΦ Βειϕινγ tsss|tl
Αβστραχτ } ׫µ²∏ª«¦¤±²±¬¦¤¯ ¦²µµ¨ ¤¯·¬²± ¤±¤¯¼¶¬¶·«¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶¥¨·º¨ ±¨¶²¬¯ ±∏·µ¬¨±·¶o¶²¬¯ °¬¦µ²²µª¤±¬¶°¶¤±§¶²¬¯ ±¨½¼°¨
¤¦·¬√¬·¬¨¶º¨ µ¨ ¶·∏§¬¨§¬± √¨ ª¨·¤·¬²±µ¨¶·²µ¤·¬²±¤µ¨¤¶©²µ¶²¬¯ §¨ªµ¤§¤·¬²±¤±§ µ¨²¶¬²±¬±·«¨ ¦¤¶¨ ²©‘|¨ µ½«¤¬º¤·¨µ¶«¨§o±²µ·«º¨ ¶·
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¥¤¦·¨µ¬¤¯ ±∏°¥¨µo¶²¬¯ °¬¦µ²¥¬¤¯ ¥¬²°¤¶¶¦¤µ¥²±¤±§±¬·µ²ª¨±o¤±§·«¨ ¤¦·¬√¬·¬¨¶²©∏µ¨¤¶¨ o³²¯¼³«¨ ±²¯ ²¬¬§¤¶¨ o³«²¶³«¤·¤¨¶¨ ¤±§
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§¬©©¨µ¨±·√¨ ª¨·¤·¬²± µ¨¶·²µ¤·¬²±¦²°°∏±¬·¬¨¶¦²∏¯§²©©¨µ¶²°¨ ¶¦¬¨±·¬©¬¦¥¤¶¬¶©²µ¶²¬¯ «¨ ¤¯·«§¬¤ª±²¶¬¶¤±§¶¬·¨·¼³¨ §¬√¬§¬¶¬²±¬±·«¨
³µ²¦¨¶¶²©√¨ ª¨·¤·¬²± µ¨¶·²µ¤·¬²±q
Κεψ ωορδσ} √¨ ª¨·¤·¬²± µ¨¶·²µ¤·¬²±~¶²¬¯ ±∏·µ¬¨±·~¶²¬¯ °¬¦µ²²µª¤±¬¶°~¶²¬¯ ±¨½¼°¨ ¤¦·¬√¬·¼~¦¤±²±¬¦¤¯ ¦²µµ¨ ¤¯·¬²± ¤±¤¯¼¶¬¶
k≤≤„l
土壤侵蚀导致的土地退化问题在我国十分严重k彭镇华 oussv ~漆良华等 oussz¤~任海等 ousstl o而植被
恢复是治理土地退化 !提高土壤健康质量的最有效途径k程水英等 ousswl ∀土壤养分 !微生物和酶是土壤生
态系统的重要组成成分 o是土壤健康评价的重要指标 o历来为众多学者所关注k巩杰等 oussx ~顾峰雪等 o
usss ~何斌等 oussu ~胡海波等 ousst ~焦如珍等 ot||z ~谭芳林等 oussv ~王国梁等 ousst ~温仲明等 oussxl ∀
土壤养分的富集 !空间分布和再分配作用对植被生长 !发育和演替具有重要影响k巩杰等 oussx ~焦如珍等 o
t||z ~漆良华等 oussz¥~王国梁等 ousstl ~土壤微生物是土壤生态系统中养分来源的巨大原动力 o通过分解
动植物残体而参与森林生态系统的能量流动和物质循环k顾峰雪等 ousss ~胡海波等 ousst ~薛立等 oussvl ~
土壤酶素有生物催化剂之称 o既参与包括土壤生物化学过程在内的自然界物质循环 o又是植物营养元素的活
性库k樊军等 oussv ~何斌等 oussu ~薛立等 oussvl ∀典范相关分析在群落植被格局 !土壤酶活性与营养元素
研究等方面中已有成功应用k安韶山等 oussx ~⁄²¨¯°¤±ot|{y ~ ‹¤¤±¶·µ¤ot|{x ~李跃林等 oussul o但在退化土地
植被恢复区土壤养分 !微生物 !酶活性研究中应用较少k胡斌等 oussu ~姜培坤等 oussvl ∀本文以湘西北女儿
寨小流域为研究对象 o对流域内 z种典型植被恢复群落土壤养分 !微生物及酶活性的相关性进行研究 o以期为
退化侵蚀区的植被恢复与重建提供理论依据 ∀
t 研究区概况
女儿寨小流域位于湖南省张家界市慈利县城关镇两溪村kttsβtsχ ∞ou|βvsχ ‘l o母岩以板页岩 !砂岩为
主 o土壤主要为山地黄壤 ∀光热充足 o雨量充沛 o年均日照 t wws «o年均气温 ty ε o年均降水量约 t wss °° o
全年无霜期 uty ∗ uy| §o属中亚热带山原型季风性湿润气候 ∀流域面积 u1{t ®°u o沟口海拔 uts ° o最高峰海
拔 |tz1w °∀小流域内地形复杂 o山峦起伏 o沟壑纵横 o沟壑密度约 u1y ®°#®°pu o主沟纵比降约 u{1w ϕ o土壤
侵蚀严重 o土地退化程度高 ∀流域自 t||v年开始实施人工造林和封山育林相结合的植被恢复与重建工程 o
形成的典型植被恢复模式有马尾松k Πινυσ µασσονιαναl天然林 !杉木k Χυννινγηαµια λανχεολαταl人工林 !杜仲
k Ευχοµ µια υλµοιδεσl人工林 !油桐k ςερνιχια φορδιιl人工林 !润楠k Μαχηιλυσ πινγιιl次生林 !毛竹k Πηψλλοσταχηψσ
πυβεσχενσl杉木混交林及荒草灌丛等类型k漆良华等 oussz¥l ∀主要灌木种类有 木kΛοροπεταλυµ χηινενσισl !苎
麻k Βοεηµερια νιϖεαl !悬钩子k Ρυβυσ παλµατυσl !白背叶k Μαλλοτυσ απελταl !飞蛾槭k Αχερ οβλονγυµl !油茶k Χαµελλια
ολειφεραl等 o主要草本植物有铁芒萁k ∆ιχρανοπτερισλινεαρισl !白茅kΙµπερατᶳ³ql !香石竹k ∆ιαντηυσχαρψοπηψλλυσl !
荩草 k Αρτηραξον ηισπιδυσl !鱼腥草 k Ηουττυψνια χορδατυl !沿阶草 k Οπηιοπογον ϕαπονιχυσχl !千里光 k Σενεχιο
σχανδενσl !莎草k Χψπερυσροτυνδυσl !边缘鳞盖蕨k Μιχρολεπια µαργιναταl !渐尖毛蕨k Χψχλοσορυσ αχυµινατυσl !凸轴蕨
k Μετατηελψπτερισσινγαλανενσισl等 o以及藤黄檀k ∆αλβεργια ηανχειl !海金沙kΛψγοδιυµ ϕαπονιχυµl !赤 k Τηλαδιαντηα
νυδιφλοραl !菝葜kΣµιλαξ χηιναl !木防已k Χοχχυλυστριλοβυσl !三叶木通kΑκεβια τριφολιαταl等层间植物 ∀
u 研究方法
211 样地设置与土样采集
对流域内的马尾松天然林 !杉木 !杜仲 !油桐人工林 !润楠次生林和竹杉混交林 y种森林群落各设置样地
v个 o荒草灌丛群落样地 u个k作为对照l o样地面积 yss °u ∀于 ussy年 z月 tv日采集土样 ∀每个样地按对
角线分层ks ∗ us ¦°ous ∗ ws ¦°l采集混合土样 t ®ª∀采集土样分成 u份 o一份 w ε 低温保存供土壤微生物数
量与生物量分析 o一份自然风干后待做土壤养分与酶活性测定 ∀
212 土壤养分 !微生物及酶活性测定
重铬酸钾法测定有机质 o扩散吸收法k硒粉 p硫酸铜 p硫酸消化法l测定全氮 o钼锑抗比色法测定全磷 o
碱解扩散法测定水解氮 o双酸浸提剂法测定速效磷 o火焰光度计法测定速效钾 o钾亚胺比色法测定有效硼 o硫
氰酸钾比色法测定有效钼 o原子吸收分光光度法测定有效锌 !有效铁 !有效铜及有效锰 ∀取新鲜土壤样品 o采
用平板涂抹法计数测定土壤中细菌 !真菌及放线菌数量 o细菌用牛肉膏蛋白胨培养基 o真菌用马丁氏培养基 o
放线菌用改良高氏 t号培养基 o微生物生物量 ≤Π‘用氯仿熏蒸法测定 ∀脲酶用苯酚钠比色法 o蔗糖酶用三硝
基水杨酸比色法 o脱氢酶用三苯基四氮唑氯化物k××≤l比色法 o过氧化氢酶用 Ž±’w 滴定法 o多酚氧化酶用
邻苯三酚比色法 o蛋白酶用茚三酮比色法 o磷酸酶用磷酸苯二钠比色法测定k中国科学院南京土壤研究所 o
t|z{l ∀各指标的测定重复 v次 ∀
213 典范相关分析
典范相关分析是研究 u组变量之间相关关系的一种多元分析方法 ∀选择有机质k Ξtl !全氮k Ξul !全磷
k Ξvl !水解氮k Ξwl !速效磷k Ξxl !速效钾k Ξyl !有效硼k Ξzl !有效钼k Ξ{l !有效锌k Ξ|l !有效铁k Ξtsl !有效铜
k Ξttl !有效锰k Ξtultu个土壤养分指标 o细菌数量k Ψtl !真菌数量k Ψul !放线菌数量k Ψvl !微生物生物量 ≤
kΨwl !微生物生物量 ‘kΨxlx个土壤微生物指标 o脲酶k Ζtl !蔗糖酶k Ζul !转化酶k Ζvl !过氧化氢酶k Ζwl !多
u 林 业 科 学 ww卷
酚氧化酶k Ζxl !蛋白酶k Ζyl !磷酸酶k Ζzlz个土壤酶活性指标 o构建土壤养分指标 !微生物指标和酶活性指
标的数据集 Ξktu ≅ wul oΨkx ≅ wul和 Ζkz ≅ wul o建立土壤养分典范变量k Υl !土壤微生物典范变量kςl和土壤酶活性典
范变量k Ωl的线性组合函数 }
Υ € αt Ξt n αu Ξu n ,απΞπ ~
ς € βt Ψt n βu Ψu n , n βθΨθ ~
Ω € χt Ζt n χu Ζu n , n χρΖρ ∀
式中 } αt oαu o, oαπkπ € tul oβt oβu o, oβθk θ € xl及 χt oχu o, oχρkρ€ zl为待定系数 o Υoς与 Ω之间具有最
大典范相关系数 ∀
214 统计分析
典范相关分析 !聚类分析运用 ⁄°≥软件处理 ∀
v 结果与分析
311 土壤养分与微生物的典范相关分析
由典范相关系数显著性检验结果k表 tl得到 t对土壤养分与微生物典范变量 o典范相关系数为s1{{x x o
经 • ¬¯®. ¶¤°¥§¤及 ςu 检验达极显著水平k Π€ s1sss vl ∀该对典范变量为 }
Υt € p s qsv{ s Ξt n s quu{ s Ξu p s quyz s Ξv p s qvsy { Ξw n s qzuy w Ξx p s qswt z Ξy n
s qtxx u Ξz n s qtvx v Ξ{ n s qvww | Ξ| p s qwtx w Ξts p s qs|y t Ξtt n s quz{ z Ξtu ~
ςt € p s qysz {Ψt n s qtvy {Ψu n s quvs |Ψv n t quxt tΨw p s qxtx yΨx ∀
由 Υt oςt 系数可知 o土壤养分综合因子中起主要作用的是速效磷k Ξxl o土壤微生物综合因子中起主要
作用的是微生物生物量 ≤kΨwl o说明土壤中 °的转化与微生物生物量 ≤的累积关系最大 o正效应明显 ∀
典范冗余分析表明 o典范变量 Υt 可以解释 uv1|y h的土壤养分变异 o并能解释土壤微生物 tz1{x h的变
异 ~典范变量 ςt 可以解释 uu1zy h的土壤微生物变异 o并能解释土壤养分特性 t{1z| h的变异 ∀将各样地土
壤养分与微生物的实测数据代入 Υt oςt 方程式 o应用最小距离法进行逐步聚类分析 o得到各样地在这对典
范变量上的排序聚类坐标图k图 tl ∀图 t中土壤养分与微生物综合特征在排序图中集结为 ´ oµ与 ¶v类 ∀
´类 }杜仲人工林 !油桐人工林 !润楠次生林及荒草灌丛s ∗ us ¦°土层 ~ µ类 }马尾松天然林 !杉木人工林
s ∗ us ¦°土层 o润楠次生林 !杜仲人工林 !油桐人工林 us ∗ ws ¦°土层 ~ ¶类 }马尾松天然林 !杉木人工林 !荒
草灌丛 us ∗ ws ¦°土层 o竹杉混交林 s ∗ ws ¦°土层 ∀
表 1 典范相关系数显著性检验 ≠
Ταβ .1 Ωιλκ. σ Λαµ βδα ανδ Χηι2σθυαρε τεστσ οφ χανονιχαλ χορρελατιον χοεφφιχιεντσ
项目
Œ·¨°
典范向量序号
≤¤±²±¬¦¤¯ √¨ ¦·²µ‘²q
典范相关系数
≤¤±²±¬¦¤¯ ¦²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·¶ • ¬¯®. ¶ ς
u δφ Π
t s1{{x x s1svz y tsw1|ys x ys s1sss v33
u s1z{t | s1tzw u xx1|tz z ww s1tsz w土壤养分与土壤微生物典范相关分析
≤≤„ ²©¶²¬¯ ±∏·µ¬¨±·¶¤±§¶²¬¯ °¬¦µ²²µª¤±¬¶°¶ v s1yt{ y s1ww{ u ux1yz{ w vs s1y|t ww s1wus v s1zuy s ts1uwx | t{ s1|uv y
x s1vwv | s1{{t z w1suz w { s1{xw y
t s1{ys w s1stv s tvw1xxz u {w s1sss w33
u s1{u{ w s1sxs u |u1zyw v yy s1sty y 3
v s1zzs y s1tx| | xy1{u{ t xs s1uvx {土壤养分与土壤酶活性典范相关分析
≤≤„ ²©¶²¬¯ ±∏·µ¬¨±·¶¤±§¶²¬¯ ±¨½¼°¨ ¤¦·¬√¬·¬¨¶ w s1x{s s s1v|v y u{1|sv s vy s1z|v xx s1wxz v s1x|v u ty1t|s w uw s1{{t t
y s1wuy z s1zxs s {1|t{ s tw s1{vy v
z s1u{{ u s1|tz s u1y{z z y s1{wy |
t s1{y| { s1swz { tsw1{zv { vx s1sss t33
土壤微生物与土壤酶活性典范相关分析 u s1zvw u s1t|y y xy1tt{ | uw s1sss u33
≤≤„ ²©¶²¬¯ °¬¦µ²²µª¤±¬¶°¶¤±§¶²¬¯ ±¨½¼°¨ v s1yzy x s1wuy y u|1v|w y tx s1stw v 3
¤¦·¬√¬·¬¨¶ w s1wux z s1z{y x {1u{x t { s1wsy t
x s1t|{ x s1|ys y t1v{z u v s1zs{ x
≠ 3 Π s1sx ~33 Π s1st q
v 第 |期 漆良华等 }湘西北退化侵蚀地植被恢复区土壤养分 !微生物与酶活性的典范相关分析
312 土壤养分与酶活性的典范相关分析
对土壤养分与土壤酶活性进行典范相关分析 o得到 u对典范变量k表 tl o其典范相关系数分别为 s1{ys w
与 s1{u{ w ∀经 • ¬¯®. ¶¤°¥§¤及 ςu 检验 o第 t对达极显著水平k Π € s1sss wl o第 u对达显著水平k Π €
s1sty yl ∀第 t对典范变量为 }
Υt € p s qs{s x Ξt p s qyww { Ξu n s qzyv s Ξv n s qvxy | Ξw p s qstv y Ξx p s qt|w t Ξy p
s qwsz w Ξz p s qsvy z Ξ{ n s qttx s Ξ| p s qutw s Ξts n s qtxz z Ξtt n s qxtu s Ξtu ~
Ωt € p t qwuw w Ζt n s qs|| | Ζu n s qu{{ w Ζv p s qvwu x Ζw n s qy|y x Ζx n s qvws u Ζy n s quw| v Ζz ∀
第 u对典范变量为 }
Υu € s qwy{ w Ξt p s qy|s w Ξu n s qsyv | Ξv n s qw|s u Ξw n s qts| w Ξx n s qs{u t Ξy n s qxwv y Ξz n
s qsvy w Ξ{ n s qttw { Ξ| p s qxvz x Ξts p s quzv u Ξtt n s qswx u Ξtu ~
Ωu € p s qzvt { Ζt n s quyw | Ζu n s quww v Ζv n s qty{ z Ζw n t qv{t s Ζx n s qusx x Ζy n s qsxt w Ζz ∀
图 t 土壤养分与微生物典范变量排序聚类
ƒ¬ªqt ’µ§¬±¤·¬²± ¤±§¦¯∏¶·¨µ²©¦¤±²±¬¦¤¯ √¤µ¬¥¤¯ ¶¨
²©¶²¬¯ ±∏·µ¬¨±·¶¤±§°¬¦µ²²µª¤±¬¶°¶
由典范变量系数可知 o第 t土壤养分综合因子中起主要作用的
是全氮 k Ξul !全磷k Ξvl o第 t土壤酶活性综合因子中起主要作用
的是脲酶k Ζtl !多酚氧化酶k Ζxl ~第 u土壤养分综合因子中起主
要作用的是全氮k Ξul !有效硼k Ξzl !有效铁k Ξtsl o第 u土壤酶活性
综合因子中起主要作用的也是脲酶k Ζtl !多酚氧化酶k Ζxl ∀这一
方面与脲酶催化 ‘!多酚氧化酶催化 ≤ 的基本规律相符 o另一方面
也表明脲酶和多酚氧化酶的活性通过影响土壤中的一些生化过程
而间接影响 ‘o°的转化 o其中 ‘与脲酶为正效应 o‘与多酚氧化
酶 !°与脲酶为负效应 ∀
典范变量 Υt oΥu 分别可以解释 tu1sw h ot|1{t h的土壤养分
变异 o以及 tt1xu h ot{1xs h的土壤酶活性变异 ~ Ωt oΩu 分别可以
解释 tx1xy h ouy1|x h的土壤酶活性变异 o以及 {1|t h otv1ys h的
土壤养分变异 ∀将各样地土壤养分与酶活性的实测数据代入 Υt o
图 u 土壤养分与酶活性典范变量排序聚类
ƒ¬ªqu ’µ§¬±¤·¬²± ¤±§¦¯∏¶·¨µ²©¦¤±²±¬¦¤¯ √¤µ¬¥¤¯ ¶¨²©¶²¬¯ ±∏·µ¬¨±·¶¤±§ ±¨½¼°¨¤¦·¬√¬·¬¨¶
Ωt 和 Υu oΩu 方程式 o应用最小
距离法进行逐步聚类分析 o得到
各样地在这 u对典范变量上的
排序聚类坐标图k图 ul ∀图 u¤
中土壤养分与酶活性综合特征
在排序图中集结为 ´ oµ和 ¶v
类 ∀ ´类 }杜仲人工林 !油桐人
工林 !润楠次生林 !荒草灌丛群
落 us ∗ ws ¦°土层 ~µ类 }杉木
人工林 !杜仲人工林 !油桐人工
林 !润楠次生林 s ∗ us ¦°土层 ~
¶类 }荒草灌丛 s ∗ us ¦°土层 o
马尾松天然林 !竹杉混交林 s ∗ ws ¦°土层 ∀图 u¥中土壤养分与酶活性综合特征在排序图中集结为 ´ oµ与
¶v类 ∀ ´类 }马尾松天然林 !杉木人工林 !杜仲人工林 !油桐人工林 !润楠次生林 !竹杉混交林 !荒草灌丛
s ∗ us ¦°土层 ~ µ类 }杉木人工林 !油桐人工林 !润楠次生林 us ∗ ws ¦°土层 ~ ¶类 }马尾松天然林 !杜仲人
工林 !竹杉混交林 !荒草灌丛 us ∗ ws ¦°土层 ∀
313 土壤微生物与酶活性的典范相关分析
对土壤微生物与土壤酶活性进行典范相关分析 o经 • ¬¯®. ¶¤°¥§¤及 ςu 检验 o得到 v对典范变量k表 tl o
其典范相关系数分别为 s1{y| { os1zvw u及 s1yzy x o第 tk Π€ s1sss tl ou对k Π€ s1sss ul达极显著水平 o第 v
对达显著水平k Π€ s1stw vl ∀第 t对典范变量为 }
w 林 业 科 学 ww卷
ςt € p s qysz xΨt p s qszw |Ψu p s qtt{ xΨv p s q{zw wΨw n s qxvt vΨx ~
Ωt € p s qzxz { Ζt n s qsu{ v Ζu p s qu|{ | Ζv p s qt|t u Ζw n s qux{ u Ζx p s qsus { Ζ{ p s qxsu x Ζz ∀
第 u对典范变量为 }
ςu € s qsuyvΨt n s qwzz vΨu p s qyt| xΨv p s qxzt xΨw n t quvt yΨx ~
Ωu € s qxy{ u Ζt p s qtt| z Ζu p s q{y{ { Ζv p s quzt | Ζw p s qu|v z Ζx n s qszy u Ζy n s qutz t Ζz ∀
第 v对典范变量为 }
ςv € s q{xz wΨt p s qw{u tΨu n s quyx uΨv p t qt|z vΨw n s qxwv sΨx ~
Ωv € t q{yu t Ζt p s qu|y w Ζu n s qwvx z Ζv p s qvst y Ζw p u qtsu y Ζx n s qtt{ y Ζy n s qty{ s Ζz ∀
图 v 土壤微生物与酶活性典范变量排序聚类
ƒ¬ªqv ’µ§¬±¤·¬²± ¤±§¦¯∏¶·¨µ²©¦¤±²±¬¦¤¯ √¤µ¬¥¤¯ ¶¨²©¶²¬¯ °¬¦µ²²µª¤±¬¶°¶¤±§ ±¨½¼°¨ ¤¦·¬√¬·¬¨¶
由典范变量系数可知 o第 t土壤微生物综合因子中起主要作用的是细菌数量k Ψtl !微生物生物量 ≤
kΨwl o第 t土壤酶活性综合因子中起主要作用的是脲酶k Ζtl !磷酸酶k Ζzl o尤其以微生物生物量 ≤ 和脲酶的
正效应最大 o说明脲酶有利于微生物生物量 ≤的累积 ~第 u土壤微生物综合因子中起主要作用的是微生物
生物量 ‘kΨxl o第 u土壤酶活性综合因子中起主要作用的是转化酶k Ζvl ou个指标之间负效应明显 o说明转
化酶的活性对微生物生物量 ‘的积累有一定的抑制作用 ~第 v土壤微生物综合因子中起主要作用的是微生
物生物量 ≤kΨwl o第 v土壤酶活性综合因子中起主要作用的是多酚氧化酶k Ζxl o说明多酚氧化酶的活性对微
生物生物量 ≤的积累有一定的促进作用 ∀
典范变量 ςt oςu 与 ςv 分别可以解释 vw1xu h otv1|{ h 及 tu1u| h 的土壤微生物变异 o以及 ux1yy h o
{1vv h及 u1v{ h的土壤酶活性变异 ~ Ωt oΩu及 Ωv分别可以解释 vv1|t h otx1wx h与 x1t| h的土壤酶活性变
异 o以及 uy1tu h oz1xw h及 x1yv h的土壤微生物变异 ∀将各样地土壤微生物与酶活性的实测数据代入 v对
典范变量方程式 o应用最小距离法进行逐步聚类分析 o得到各样地在各对典范变量上的排序聚类坐标图k图
vl ∀图 v¤中土壤微生物与酶活性综合特征在排序图中集结为 ´ oµu类 o其中 ´类主要为 z种植被群落us ∗
ws ¦°土层 oµ类为 z种群落 s ∗ us ¦°土层 ∀图 v¥中土壤微生物与酶活性综合特征在排序图中集结为 ´ oµ
与 ¶v类 ∀ ´类 }润楠次生林 !竹杉混交林 us ∗ ws ¦°土层 o马尾松天然林 s ∗ ws ¦°土层 ~ µ类 }杜仲人工
林 !杉木人工林 us ∗ ws ¦°土层 o润楠次生林 !竹杉混交林 !油桐人工林 !荒草灌丛 s ∗ us ¦°土层 ~ ¶类 }杜仲
人工林 !杉木人工林 s ∗ us ¦°土层 o油桐人工林 !荒草灌丛 us ∗ ws ¦°土层 ∀图 v¦中土壤微生物与酶活性综
合特征在排序图中集结为 ´ oµ与 ¶v类 ∀ ´类 }竹杉混交林 s ∗ ws ¦°土层 o杉木人工林 !马尾松天然林 !杜
仲人工林 !油桐人工林 !润楠次生林 !荒草灌丛 us ∗ ws ¦°土层 ~ µ类 }马尾松天然林 !杉木人工林 !杜仲人工
林 !油桐人工林 us ∗ ws ¦°土层 ~ ¶类 }润楠次生林 !荒草灌丛 s ∗ us ¦°∀
w 结论与讨论
土壤养分综合因子中起主要作用的为 ‘与 ° o土壤微生物综合因子中起主要作用的为细菌数量 !微生物
生物量 ≤及微生物生物量 ‘o土壤酶活性综合因子中起主要作用的为脲酶 !多酚氧化酶 !磷酸酶和转化酶 ∀
脲酶和多酚氧化酶的活性同土壤 ‘o°的转化有关 o而 ‘o°的转化与微生物生物量 ≤ !微生物生物量 ‘的累
积有关 ∀脲酶 !多酚氧化酶及磷酸酶的活性对微生物生物量 ≤ 的积累有一定的促进作用 o转化酶的活性对
微生物生物量 ‘的积累有一定的抑制作用 o脲酶活性有利于提高土壤 ‘素含量 o降低土壤 °素水平 o而多酚
x 第 |期 漆良华等 }湘西北退化侵蚀地植被恢复区土壤养分 !微生物与酶活性的典范相关分析
氧化酶活性则与土壤 ‘素之间表现为负相关 ∀可见 o在退化侵蚀植被区 o由凋落物分解 !动植物残体腐解等
释放的 ‘o°等养分元素一方面决定于细菌等土壤微生物活动 o另一方面也间接调控着土壤酶活性及微生物
量 ≤Π‘的高低 o并反作用于植被恢复进程 ∀
土壤速效钾 !真菌与放线菌数量 !蔗糖酶 !过氧化氢酶 !蛋白酶相互之间及与土壤其他生化指标之间的相
关性均不显著 o这与有关过氧化氢酶的研究结果一致k安韶山等 oussxl ∀但也有研究发现桉树k Ευχαλψπτυσl人
工林土壤过氧化氢酶活性与土壤钾转化及磷固定间存在一定相关性 o对土壤中主要营养物质氮素的转化具
有重要作用k李跃林等 oussul o樊军等kussvl也发现旱地农田过氧化氢酶的水平不但与有机碳的含量有关 o
而且与速效磷的关系密切 ∀这可能是由于女儿寨小流域土壤侵蚀导致养分流失 o土壤 ≤ !‘含量较低 o土壤
微生物数量与活性下降 o植被恢复质量与群落结构较差 o每年归还土壤的枯枝落叶与根系分泌物较少 o从而
导致土壤过氧化氢产生较少 o过氧化氢酶活性与土壤养分及微生物因子相关性不明显 ∀
不同植被恢复群落不同土壤层次的养分 !微生物及酶活性在各对典范变量上的排序聚类结果表明 o综合
性质相似的土壤有聚集趋势 o该结果可为植被恢复过程中的土壤健康诊断与立地类型划分提供参考 ∀
参 考 文 献
安韶山 o黄懿梅 o李壁成 o等 qussx1 用典范相关分析研究宁南宽谷丘陵区不同土地利用方式土壤酶活性与肥力因子的关系 q植物营养与肥料
学报 ottkxl }zsw p zs| q
程水英 o李团胜 qussw q土地退化的研究进展 q干旱区资源与环境 ot{kvl }v{ p wv q
樊 军 o郝明德 qussv1 黄土高原旱地轮作与施肥长期定位试验研究 q µ q土壤酶活性与土壤肥力 q植物营养与肥料学报 o|kul }twy p txs q
巩 杰 o陈利顶 o傅伯杰 o等 qussx1 黄土丘陵区小流域植被恢复的土壤养分效应研究 q水土保持学报 ot|ktl }|v p |y q
顾峰雪 o文启凯 o潘伯荣 o等 qusss1 塔克拉玛干沙漠腹地人工植被下土壤微生物的初步研究 q生物多样性 o{kvl }u|z p vsv q
何 斌 o温远光 o袁 霞 o等 qussu1 广西英罗港不同红树植物群落土壤理化性质与酶活性的研究 q林业科学 ov{kul }ut p uy q
胡 斌 o段昌群 o王震洪 o等 qussu1 植被恢复措施对退化生态系统土壤酶活性及肥力的影响 q土壤学报 ov|kwl }ysw p ys{ q
胡海波 o张金池 o高智慧 o等 qusst1 岩质海岸防护林土壤微生物数量及其与酶活性和理化性质的关系 q林业科学研究 otxktl }{{ p |x q
姜培坤 o周国模 qussv1 侵蚀型红壤植被恢复后土壤微生物量碳 !氮的演变 q水土保持学报 otzktl }tuu p tuz q
焦如珍 o杨承栋 o屠星南 o等 qt||z1 杉木人工林不同发育阶段林下植被 !土壤微生物 !酶活性及养分的变化 q林业科学研究 otskwl }vzv p vz| q
李跃林 o李志辉 o彭少麟 o等 qussu1 典范相关分析在桉树人工林地土壤酶活性与营养元素关系研究中的应用 q应用与环境生物学报 o{kxl }
xww p xw| q
彭镇华 qussv1 中国森林生态网络体系建设 q北京 }中国林业出版社 q
漆良华 o彭镇华 o张旭东 o等 qussz¤1 退化土地植被恢复群落物种多样性与生物量分配格局 q生态学杂志 ouykttl }ty|z p tzsu q
漆良华 o张旭东 o周金星 o等 qussz¥1 湘西北小流域典型植被恢复群落土壤持水量与入渗特性 q林业科学 owvkwl }t p { q
任 海 o彭少麟 qusst1 恢复生态学导论 q北京 }科学出版社 q
谭芳林 o林 捷 o张水松 o等 qussv1 沿海沙地湿地松林地土壤养分含量及酶活性研究 q林业科学 ov|ktl }ty| p tzv q
王国梁 o刘国彬 o许明祥 qusst1 黄土丘陵区纸坊沟流域植被恢复的土壤养分效应 q水土保持通报 ouuktl }t p x q
温仲明 o焦 峰 o刘宝元 o等 qussx1 黄土高原森林草原区退耕地植被自然恢复与土壤养分变化 q应用生态学报 otykttl }usux p usu| q
薛 立 o邝立刚 o陈红跃 o等 qussv1 不同林分土壤养分 !微生物与酶活性的研究 q土壤学报 owskul }u{s p u{x q
中国科学院南京土壤研究所 qt|z{1 土壤理化分析 q上海 }上海科学技术出版社 q
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k责任编辑 于静娴l
y 林 业 科 学 ww卷