全 文 ：第 wv卷 第 z期
u s s z年 z 月
林 业 科 学
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∏¯ qou s s z
飞播油松林地土壤酶活性对间伐强度的响应 3
郭 蓓t 刘 勇t 李国雷t 甘 敬u 徐 扬t
kt1 北京林业大学 森林培育教育部重点实验室 北京 tsss{v ~u1 北京市园林绿化局 北京 tsssu|l
关键词 } 油松 ~飞播林 ~间伐强度 ~土壤酶 ~土壤养分 ~生物多样性
中图分类号 }≥zxv1x 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszlsz p stu{ p sy
收稿日期 }ussy p tu p ut ∀
基金项目 }国家自然科学基金kvswztv{sl ~北京市教委项目资助 ∀
3 刘勇为通讯作者 ∀
Ρεσπονσε οφ Σοιλ Ενζψµε Αχτιϖιτψτο Τηιννινγ Ιντενσιτψ οφ
Αεριαλ Σεεδινγ Πινυσταβυλαεφορµισ Στανδσ
Š∏² …¨ ¬t ¬∏≠²±ªt ¬Š∏²¯ ¬¨t Š¤±¬±ªu ÷∏≠¤±ªt
kt1 ΚεψΛαβορατορψοφ Φορεστ Χυλτιϖατιον ανδ Χονσερϖατιον οφ Εδυχατιον Μινιστρψ Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγ tsss{v ~
u1 Βειϕινγ Μυνιχιπαλ Βυρεαυ οφ Λανδσχαπε ανδ Φορεστρψ Βειϕινγ tsssu|l
Αβστραχτ} Œ± usss o·«¨ ©¨©¨¦·²©·«¬±±¬±ª¬±·¨±¶¬·¬¨¶º¬·«©¬√¨ §¬©©¨µ¨±··µ¨¤·°¨ ±·¶²©s h k≤Žl ovs h k¶¯¬ª«··«¬±±¬±ªl o
w{1zx h k°¬§§¯¨·«¬±±¬±ªl oxv1zx h k¬±·¨±¶¨ ·«¬±±¬±ªl ¤±§yx1y h k¶∏³¨µ¬±·¨±¶¨ ·«¬±±¬±ªl ²±·«¨ ¶²¬¯ ±¨½¼°¨ º¨ µ¨ ¦¤µµ¬¨§²∏·
¬±·«¨ |2¼¨ ¤µ2²¯§ ¤¨µ¬¤¯ ¶¨ §¨¬±ª Πινυσ ταβυλαεφορµισ ¶·¤±§¶º¬·«¬±¬·¬¤¯ §¨±¶¬·¼ ²©{ sss ·µ¨ ¶¨#«°pu o¬± ±¬±ª±∏¤±°∏ „ µ¨¬¤¯
≥¨ §¨¬±ª≤ ±¨·¨µo≠¤±´ ¬±ª≤²∏±·¼ ²© …¨ ¬­¬±ª ∏±¬¦¬³¤¯¬·¼qƒ¬√¨ ¼¨ ¤µ¶ ¤¯·¨µo·«¨ ¤¦·¬√¬·¬¨¶²©·«¨ ©¬√¨ ¶²¬¯ ±¨½¼°¨ ¶¶∏¦«¤¶¶²¬¯
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¦°l ¤±§≤kws ∗ ys ¦°l º¨ µ¨ ¦²°³¤µ¨§q ²µ¨²√¨ µoµ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶¤°²±ª¶²¬¯ ±¨½¼°¨ ¶o¶²¬¯ ³«¼¶¬²¦«¨ °¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶¤±§·«¨
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º¨ µ¨ ¤©©¨¦·¨§§¬©©¨µ¨±·¯¼ ¥¼·«¬±±¬±ª¬±·¨±¶¬·¬¨¶o¶«²º¬±ª·«¤·¶²¬¯∏µ¨¤¶¨ ¤±§¤¯®¤¯¬±¨ ³«²¶³«¤·¤¶¨ º¨ µ¨ «¬ª«¨¶·µ¨¶³²±¶¨ ·²¶¯¬ª«·
·«¬±±¬±ª©²¯ ²¯º¨ §¥¼·«¨ °¬§§¯¨·«¬±±¬±ªo²³³²¶¬·¨·²·«¨ ·µ¨±§²©¬±¨ µ·¤¶¨ ¤±§³²¯¼³«¨ ±²¯ ²¬¬§¤¶¨ q׫¨µ¨ ¤µ¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·¯¼ ³²¶¬·¬√¨
µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶¥¨·º¨ ±¨ ¶²¬¯ ±¨½¼°¨ ¶¤±§¶²¬¯³«¼¶¬²¦«¨ °¬¦¤¯ ¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶¤±§·«¨ ²µª¤±¬¦≤ ¤±§·²·¤¯ ‘º¤¶°²µ¨ §²°¬±¤±··«¤±
¤√¤¬¯¤¥¯¨Ž¤¶º¨ ¯¯ ¤¶¤√¤¬¯¤¥¯¨ °q ∞¬¦¨³·¶²¬¯ ³²¯¼³«¨ ±²¯ ²¬¬§¤¶¨ o·«¨ ²·«¨µ¶²¬¯ ±¨½¼°¨ ¶¶«²º¨ §³²¶¬·¬√¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶º¬·«
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¼¨ ¤µ¶²¯§o·«¨ µ¨¤¶²±¤¥¯¨·«¬±±¬±ª¬±·¨±¶¬·¼¶«²∏¯§¥¨ ¤¥²∏·w{1zx h q
Κεψ ωορδσ} Πινυσταβυλαεφορµισ~¤¨µ¬¤¯ ¶¨ §¨¬±ª¶·¤±§¶~·«¬±±¬±ª¬±·¨±¶¬·¼~¶²¬¯ ±¨½¼°¨ ~¶²¬¯ ±∏·µ¬¨±·~¥¬²§¬√¨ µ¶¬·¼
森林土壤酶系统是森林土壤中生物活动的产物 o其活性受森林土壤理化性质 !植被种类和生物多样性等
生态因子的综合影响k关松荫 ot|{y ~杨承栋等 ot||| ~杨万勤等 ousswl ∀目前普遍认为森林土壤酶系统是森
林生态系统的物质循环和能量流动等生态过程中最为活跃的生物活性物质 o在森林生态系统的关键过程中
扮演着重要的角色k周礼恺 ot|{zl ∀因此 o土壤酶活性可以被用作土壤生态胁迫或土壤生态恢复等早期的敏
感性指标k⁄¬¦® ετ αλqot||v ~Š¤µ¦¬¤ ετ αλqot||zl ∀最近研究表明 o选择适宜间伐可改善林地水热状况 o增加林
下植物多样性 o提高微生物活性k杨万勤 ousswl ∀因此探讨间伐强度 p林下生物多样性 p土壤酶活性三者之
间的关系 o对深入理解生态系统过程具有重要意义 o但迄今为止 o尚无有关此方面的报道 ∀
飞播造林是人工促进森林进展演替而形成的人工经营的自然体系k5中国飞播造林四十年6编委会 o
t||{l o是偏远山区重要植被恢复模式之一 ∀飞播油松林的形成是由飞籽侵入荒山灌丛群落 !竞争 !定居的过
程 o其群落类型较为特殊k陈芳清等 ot||zl o种群空间格局为聚集度较高的群团型k刘建军等 ot||t ~刘向东
等 ot|{vl o密度普遍较大 o郁闭相对迅速 ∀针叶林由于密度过高引发的土壤退化问题已受到广大学者关注
k孙书存等 oussxl o选择适宜间伐强度是飞播林健康生长和发挥最大生态效益的关键措施k郭天亮等 ousswl ∀
但目前的为数不多的一些关于飞播林的研究也还只是分析了保留密度对其生长的影响k杨澄 ot||y ~莫冀翔
等 oussv ~刘占朝等 oussv ~郭天亮等 ousswl o间伐强度的筛选仍以追求木材产量为目标 o忽视了处于生态脆
弱区飞播林生态效益的发挥 ∀为此 o本文以地位级 · !|年生的飞播油松幼林为研究对象 o通过间伐 x年后
林下植被调查和土壤酶的测定 o揭示间伐强度对幼龄油松林植被发育的影响 o进而探讨林下植被对土壤酶活
性的作用 o从土壤酶活性响应差异性角度评判间伐强度的优劣 o从而为飞播油松林的可持续经营提供理论依
据 ∀
1 研究地概况
研究地点位于北京市延庆县王家堡飞播造林基地 o地理位置为 wsβtyχ ‘ottxβwsχ ∞∀地貌属低山丘陵 o海
拔 yss ∗ t uss °∀气候属暖温带大陆性季风气候 ∀年平均气温 {1{ ε o平均降水量 wxs ∗ xxs °°∀土壤类型
为含石砾较多的山地褐土 o成土母岩以花岗岩为主 ∀
t||s年初营造的飞播油松林 o面积 yss «°u o有效面积 wss «°u o坡位中 o坡向北坡 ∀usss年进行了 w种不
同间伐强度的处理 }´为弱度间伐 !µ为中度间伐 !¶为强度间伐 !·为超强度间伐 ∀保留密度分别为 x yss o
w tss ov zss ot {vs株#«°pu o间伐后即进行封山育林 o林下植被的生长发育很少受人为干扰 ∀ussx年 v月
初 o在上述不同处理的油松林中 o分别选定 us ° ≅ tx °的 w块有代表性的试验地作为样地林分 o同时设置初
植密度为 { sss株#«°pu的样地作为对照k≤Žl ∀样地资料见表 t ∀x样地林下植被优势种分别为土庄绣线菊
kΣπιραεα πυβεσχενσl n 多花胡枝子k Λεσπεδεζα φλοριβυνδαl p 京芒草k Αχηνατηερυµ πεκινενσεl n 深山堇菜k ςιολα
σελκιρκιιl !荆条kςιτεξ νεγυνδοl n土庄绣线菊 p紫花地丁k ςιολα ψεδοενσισl n白莲蒿k Αρτεµισια γ µελινιιl !土庄绣
线菊 n三裂绣线菊kΣπιραεα τριλοβαταl p野青茅k Χαλαµαγροστισ αρυνδιναχεαl n山莴苣kΛαχτυχα ινδιχαl !荆条 n土
庄绣线菊 p披针叶苔草k Χαρεξ λανχεολαταl n鼠掌老鹳草k Γερανιυµ σιβιριχυµl !虎榛子k Οστρψοπσισ δαϖιδιαναl n土
庄绣线菊 p野古草kΑρυνδινελλα ηιρταl n京芒草 ∀
表 1 飞播油松样地概况
Ταβ . 1 Γενεραλ χονδιτιονσ οφ σαµ πλε πλοτσ
样地
≥¤°³¯¨
³¯²·¶
初始密度
Œ±¬·¬¤¯ §¨±¶¬·¼Π
k·µ¨ ¶¨#«°pul
保留密度
• ¶¨¨µ√¨ §§¨±¶¬·¼Π
k·µ¨ ¶¨#«°pul
间伐强度
׫¬±±¬±ª
¬±·¨±¶¬·¼
郁闭度
≤¤±²³¼
§¨±¶¬·¼
海拔
„¯·¬·∏§¨Π°
坡度
≥¯ ²³¨
ªµ¤§¬¨±·Πkβl
树高
‹ ¬¨ª«·Π°
胸径
⁄…‹Π¦°
≤Ž { sss { sss p s1|{ yvs vz1u u1z| v1tu
´ { sss x yss vs1ss s1{z ywx vz v1tu w1vu
µ { sss w tss w{1zx s1{x yvs vz1u v1vu w1xx
¶ { sss v zss xv1zx s1{s yvx vu1x v1wz w1|s
· { sss t {vs zz1tv s1xx yvs vs u1{w w1tw
2 研究方法
u1t 土样的采集 ussx年 {月初分别在 x样地中以对角线方式设置 x个样点 o设立土壤剖面 o按 s ∗ us ¦°o
us ∗ ws ¦°ows ∗ ys ¦°土层深度采样k分别记为 „ o…o≤层l o去除石块 !根系和土壤动物 o把每样地同一层次的
土样等量混合均匀 ∀取回的土壤样品经风干后 o碾碎过筛 o贮存于广口瓶中 ow ε 储藏备用 ∀
u1u 林下植被调查 ussx年 {月初 o在每个样地内对乔木每木检尺 o调查乔木胸径 !高度等 o同时记载样地
的海拔 !坡向 !坡度等环境因子 ∀每个样地内沿对角线设置 x ° ≅ x °的样方 x个 o按常规分别记载灌木和草
本的种类 !高度 !数量和盖度等 ∀同时 o在每块固定样地内 o机械均匀设置 t ° ≅ t °样方 ts个 o调查林下各
种草本植物的种类 ∀
u1v 土样分析 土壤理化性质的测定 o采用5土壤农化分析6k鲍士旦 oussxl上的方法 o土壤含水量的测定采
用烘箱法 o有效磷采用氟化铵 p盐酸浸提法 o速效钾采用乙酸铵浸提 p火焰光度法 o有机质采用重铬酸钾氧
化 p外加热法 o³‹值采用电位法 ∀土壤酶活性的测定采用关松荫kt|{yl方法 o过氧化氢酶采用高锰酸钾滴
定法 o多酚氧化酶采用碘量滴定法 o碱性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法 o脲酶采用靛酚比色法 o转化酶采用硫
代硫酸钠滴定法 ∀
u1w 数据处理 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ指数k Ηl € p Ε Πι ±¯Πι ~°¬¨ ²¯∏指数kϑl € ΗΠ¯±Σ ∀式中 }Σ为物种数目 oΑ为
|ut 第 z期 郭 蓓等 }飞播油松林地土壤酶活性对间伐强度的响应
样方面积 oΠι 为种 ι的相对重要值k马克平等 ot||x ~毕润成 ot|||l ∀
试验数据采用 ≥°≥≥统计软件分析 ∀双变量相关分析采用 °¨ ¤µ¶²±相关系数 ∀
3 结果与分析
v1t 土壤酶活性的剖面分布特征 由表 u可知 o过氧化氢酶在各土层间变化不明显 o脲酶 !碱性磷酸酶 !转
化酶 !多酚氧化酶等活性随土层的增加而减小 o表现出较强的褐土酶特性k关松荫 ot|{yl ∀与对照相比 o间伐
可提高土壤酶活性 o… !≤层酶活性所受影响较小 o两层酶活性趋近 o„层酶活性受干扰最大 o随间伐强度的增
大 o„层 x种土壤酶活性升高的程度表现不一 o脲酶 !碱性磷酸酶活性弱度间伐最大 o中度间伐次之 o而转化
酶 !多酚氧化酶活性却呈相反的变化趋势 ∀间伐后土壤多酚氧化酶活性的提高将有助于促进土壤的酚类物
质向醌类物质的转化 o这对于减少土壤酚类物质的累积 o降低土壤毒素的含量有着积极的意义k张鼎华等 o
usstl ∀
表 2 间伐强度对土壤酶活性的影响
Ταβ . 2 Εφφεχτ οφ διφφερεντ τηιννινγ ιντενσιτψ ον σοιλ ενζψµε αχτιϖιτψ
样地
°¯ ²·¶
土层
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ¶
脲酶
˜µ¨¤¶¨Π
k°ª#ªptl
碱性磷酸酶
„¯ ®¤¯¬±¨
³«²¶³«¤·¤¶¨Π
k°ª#ªptl
转化酶
Œ±√¨ µ·¤¶¨Π
k°ª#ªptl
过氧化氢酶
≤¤·¤¯¤¶¨Π
k°#ªptl
多酚氧化酶
°²¯¼³«¨ ±²¯ ²¬¬§¤¶¨Π
k°#ªptl
„ s1wyv s1usu u1{wt t1|xw s1stv s
≤Ž … s1vts s1szx t1zxy t1{su s1sts z
≤ s1uvu s1sw| | s1|y{ t1wut s1sts w
„ s1zzs s1wzv v1xux u1suz s1stw x
´ … s1wsw s1usu u1vx{ t1|ws s1stu |
≤ s1vvz s1svz u1tvv t1x{s s1ss{ sy
„ s1wzx s1vwy v1yvx t1||v s1sut s
µ … s1ws| s1t|y u1x{{ t1|wz s1st{ z
≤ s1vzz s1sv| u1vut t1{sx s1ss| y{
„ s1wxw s1u|u v1zxs t1|{z s1st| w
¶ … s1u|y s1tsy t1txs t1{|s s1sty t
≤ s1uzs s1stw t1swu t1z|v s1stu |
„ s1wty s1utu u1{|z t1|yz s1stw x
· … s1u|t s1szy u t1{|u t1z|s s1stu |
≤ s1uv| s1sxu v t1tus t1v{s s1stt v
v1u 土壤酶活性与土壤理化性质的关系 由表 v可知 o土壤含水量 !³‹ 值 !土壤养分随土壤层次的加深而
较小 ∀土壤剖面中 o„层受间伐的影响最大 o这与土壤酶活性表化趋势基本一致 ∀与对照相比 o„层土壤含
水量 !全氮 !速效钾 !有效磷 !有机质都有不同程度的增加 o而 ³‹值对间伐的响应相对于土壤理化性质要复
杂得多 o弱度 !中度 !强度间伐土壤 „层 ³‹值均小于对照 o仅有超强度间伐样地有一定增加 ∀
养分含量的变化与酶活性是密切相关在许多研究中已经被证实k孙庆业等 oussx ~ „²± ετ αλqousst ~ •²¶
ετ αλqoussvl o但间伐过程中土壤酶活性与土壤养分的定量分析尚未见报道 ∀由表 w可知 o速效钾 !有机磷 !
有机质 !全氮均与土壤酶正相关 o其中全氮和有机质与 x种土壤酶关系最为密切 o均达到极显著正相关 ∀间
伐使林地土壤有机质含量的增加 o这既能增强土壤孔隙度和通气性 o又能为微生物提供丰富的营养源 o有利
于微生物 !土壤酶和矿物质的固定 ∀可见 o作为土壤酶的有机载体 o有机质对土壤酶的影响较无机态的速效
钾 !有效磷明显 ∀值得注意的是 o碱性磷酸酶与速效钾极显著正相关 o而与有效磷正相关 o有驳于土壤磷酸酶
活性对磷的依赖强于钾的观点k关松荫 ot|{yl o这可能与土壤类型或林地土壤 ŽΠ°营养元素失调有关 ∀
v1v 土壤酶活性与林下植被物种多样性的关系 由表 x可知 o与对照相比 o弱度 !中度 !强度间伐可增加林
下植被多样性 o其中以中强度间伐效果最为明显 ∀而超强度间伐 ·林下植被的 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ!°¬¨ ²¯∏指数
下降 ∀
由表 y可知 o土壤脲酶 !碱性磷酸酶 !转化酶 !过氧化氢酶等酶活性与林分郁闭度 !灌木层和草本层的
≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ!°¬¨ ²¯∏指数成正相关 o其中碱性磷酸酶与郁闭度 !林下植被多样性关系最为密切 ∀进而分析
林分郁闭度与灌木层和草本层的 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ!°¬¨ ²¯∏指数 o发现两者成正相关或极显著正相关 o这表明间
svt 林 业 科 学 wv卷
伐通过减小高密度飞播油松的郁闭度 o不仅增加了林下灌木和草本植物的种类和多样性 o而且使林下植被的
优势种各异 o林下植物可通过根系分泌物和凋落物质量等影响土壤酶活性k杨万勤等 ousswl ∀
表 3 间伐强度对土壤理化性质的影响
Ταβ . 3 Εφφεχτ οφ διφφερεντ τηιννινγ ιντενσιτψ ον σοιλ πηψσιοχηεµιχαλ προπερτιεσ
样地
°¯ ²·¶
土层
≥²¬¯ ¤¯¼¨ µ¶
含水量
²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·Πh ³‹
全氮
ײ·¤¯ ‘Πkª#®ªptl
速效钾
„√¤¬¯¤¥¯¨ŽΠk°ª#®ªptl
有效磷
„√¤¬¯¤¥¯¨°Πk°ª#®ªptl
有机质
’µª¤±¬¦≤Πkª#®ªptl
„ z1tv z1u| t1uw{ xu1vt s1xy| uy1yxz
≤Ž … y1xu z1ty s1|vu xs1vs s1uyv t|1yv|
≤ y1w{ z1sx s1ztx w{1v{ s1uuz tx1xyv
„ z1yu z1tw t1{xv zy1yw s1x|v vs1|xw
´ … z1s{ z1tt t1ty{ y|1u{ s1u|z uv1w{|
≤ y1|| z1ss s1z{ xs1y{ s1u{v t{1xzx
„ {1vx z1uu t1ywu zx1x s1yyy vx1s{u
µ … z1ut z1ty t1sz{ yz1wy s1u{x ux1z|x
≤ z1tw z1sv s1{{y ys1y s1uz{ t|1ysw
„ z1u{ z1t{ t1vxu x|1|w s1z{w vw1v|w
¶ … y1xu z1tu s1|yy x{1zy s1wxw t|1ysw
≤ y1vt z1sx s1{y| xv1vw s1uzw t{1xzv
„ z1uy z1vu t1uy{ xu1{u t1sty u{1vuv
· … y1xw z1t| s1|yy xs1vs s1wuw tz1xtx
≤ y1vv z1st s1{{u wz1yu s1u|y ty1xs|
表 4 酶与土壤养分及 πΗ值的相关分析 ≠
Ταβ . 4 Τηε ρελατιονσηιπσ αµ ονγ τηε σοιλ ενζψµε αχτιϖιτιεσ, σοιλ νυτριεντσ ανδ πΗ ϖαλυεσ
含水率
²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±· ³‹
全氮
ײ·¤¯ ‘
速效钾
„√¤¬¯¤¥¯¨Ž
有效磷
„√¤¬¯¤¥¯¨°
有机质
’µª¤±¬¦≤
脲酶 ˜µ¨¤¶¨ s1zxt33 s1wsu s1|sy33 s1zxw33 s1xsu s1zzt33
碱性磷酸酶 „¯ ®¤¯¬±¨ ³«²¶³«¤·¤¶¨ s1{su33 s1xws 3 s1|zx33 s1z{z33 s1yvy 3 s1{|y33
转化酶 Œ±√ µ¨·¤¶¨ s1{|x33 s1x{v 3 s1{ww33 s1yxw33 s1y{w33 s1|vt33
过氧化氢酶 ≤¤·¤¯¤¶¨ s1yvx 3 s1y|w33 s1zvw33 s1yzx33 s1x{w 3 s1zzv33
多酚氧化酶 °²¯¼³«¨ ±²¯ ²¬¬§¤¶¨ s1x|t 3 s1xwu 3 s1ywy33 s1yt{ 3 s1xxw 3 s1z{s33
≠ 3 } Α€ s1sx o33 }Α€ s1st q下同 ∀ ׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
多酚氧化酶与林分郁闭度呈负相关 o与灌木层和草本层 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ指数 !灌木层 °¬¨ ²¯∏指数正相关 o
仅与草本层 °¬¨ ²¯∏指数负相关 o因此 o多酚氧化酶与郁闭度的负相关可能是与由草本层分布不均所致 ∀
表 5 林下植被多样性指数比较
Ταβ . 5 Χοµ παρισον ον Σηανννον2 Ωιενερ ανδ Πιεου
διϖερσιτψινδιχεσ οφ τηε υνδεργροωτη
样地
°¯ ²·¶
郁闭度
≤¤±²³¼ §¨±¶¬·¼Πh
≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ °¬¨ ²¯∏
灌木层 ≥«µ∏¥ 草本层 ‹ µ¨¥ 灌木层 ≥«µ∏¥ 草本层 ‹ µ¨¥
≤Ž |{ t1zvz v1u|w s1{vx s1|x|
´ {z u1s|z v1t{| s1|tt s1{yw
µ {x u1usx v1x{{ s1{{z s1|uu
¶ {s t1{zx u1{|| s1z{u s1{sv
· xx t1w{| u1yu| s1yut s1z{t
v1w 土壤质量的评价指标分析 为
了更好的分析不同土壤层次的酶活性
与土壤理化性质的关系 o从而选择用
于飞播油松林土壤健康评价指标 o对
研究区域内的土壤信息系统的土壤
酶 !土壤含水量 !土壤养分和 ³‹ 值共
tt个指标进行了主成分分析k表 zl ∀
需 u个主成分即可解释超过 {v h 的
信息 ∀由表 {可知 o第一主成分为全
氮 !有机质 !转化酶 !过氧化氢酶 ~第
二主成分为含水量 !³‹ !速效钾 !有效磷 !脲酶 !碱性磷酸酶 !多酚氧化酶 ∀说明土壤的养分中全氮和有机质
的含量多少是评价土壤质量的重要指标 o土壤酶中转化酶和过氧化氢酶的活性对土壤质量的高低评价有重
要影响 ∀
4 结论与讨论
飞播林群落代替荒山宜林群落而加快了演替进程 o同时也加大了对土壤养分的消耗 ∀飞播林密度普遍
较大 o养分竞争激烈 o加之飞播林以针叶纯林为主 o郁闭度大 o林下光照差 o土壤微生物较少k周德明等 oussu ~
tvt 第 z期 郭 蓓等 }飞播油松林地土壤酶活性对间伐强度的响应
表 6 酶与林分郁闭度及林下植被多样性相关分析
Ταβ . 6 Ρελατιονσηιπσ αµ ονγ τηε σοιλ ενζψµε αχτιϖιτιεσ, χανοπψ
δενσιτψ ανδ διϖερσιτψινδιχεσ οφ τηε υνδεργροωτη
郁闭度
≤¤±²³¼ §¨±¶¬·¼Πh
≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ °¬¨ ²¯∏
灌木层 ≥«µ∏¥ 草本层 ‹ µ¨¥ 灌木层 ≥«µ∏¥ 草本层 ‹ µ¨¥
脲酶 ˜µ¨¤¶¨ s1tsx s1vvw s1t{| s1uz| s1sxw
碱性磷酸酶 „¯ ®¤¯¬±¨ ³«²¶³«¤·¤¶¨ s1ust s1wv| s1u{u s1wtz s1tvv
转化酶 Œ±√ µ¨·¤¶¨ s1s{{ s1v|{ s1u{| s1u|w s1tt{
过氧化氢酶 ≤¤·¤¯¤¶¨ s1tt| s1vz| s1usz s1uxz s1st{
多酚氧化酶 °²¯¼³«¨ ±²¯ ²¬¬§¤¶¨ p s1s{y s1uzx s1tsu s1sux p s1tus
郁闭度 ≤¤±²³¼ §¨±¶¬·¼ t s1wzv s1zzx33 s1{xv33 s1{wt33
李志辉等 ousswl o
凋落物分解缓慢 o
养分返还少 o飞播
林/ 取0多 / 给0寡 o
林地肥力下降 o因
此 o油松飞播林郁
闭后应及时进行间
伐 ∀在土壤理化性
质 !土壤酶及 ³‹
值构成的土壤质量
表 7 土壤信息系统主成分分析
Ταβ . 7 Πρινχιπαλ χοµ πονεντ αναλψσισ οφ σοιλινφορµ ατιον σψστεµ
项目 第 t主成分 ≤²°³²±¨ ±·t 第 u主成分 ≤²°³²±¨ ±·u
特征根 ∞¬ª¨ ±√¤¯∏¨¶ z1|yy t1uxw
方差贡献率 •¤·¨ ²©√¤µ¬¤±¦¨ zu1wtz tt1wsv
累计贡献率 ≤∏°∏¯¤·¬√¨µ¤·¨ zu1wtz {v1{us
评价指标体系中 o只需 u个主成分即
可解释超过 {v h的信息 ∀x种土壤酶
对间伐敏感性各异 o碱性磷酸酶受间
伐影响最大 o脲酶次之 o转化酶 !多酚
氧化酶居中 o过氧化氢酶所受影响最
小 ~不同层次的土壤酶对间伐响应也
不同 o„层土壤酶活性变化最为明显 o
随土层深度的增加 o酶活性趋同且对间伐敏感性减弱 ∀造成这种原因 o笔者认为主要有以下几方面因素 }一
方面 o土壤养分随土壤层次的加深而减小 o而土壤酶主要是以物理的或化学的结合形势吸附在土壤有机质或
无机颗粒上 o或与腐殖质络合 ∀土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮 !磷的主要来源 o它能使土壤具
有保肥力和缓冲性能使土壤疏松 o从而改善土壤理化性质 ∀本试验中的 x种酶活性与速效钾 !速效磷存在着
不同程度的正相关 o均与有机质 !全氮含量极显著正相关 o也说明了作为土壤酶有机载体的有机质固定土壤
酶的作用强于速效钾 !速效磷等无机物质 ∀另一方面 o间伐有效调节了林分的郁闭度 o飞播油松植被优势种
各异 o改变了根系的组成 o根系种类和数量增大 ~同时 o间伐使灌木层 !草本层的多样性和均匀性也有一定程
度的提高 o由于灌木和草本层根系分布较浅 o并且多为细根 o间伐影响了根系的分布 ∀细根是根系最活跃的
部分 o其分泌物和细胞的脱落促使酶进入土壤 o而细根也主要分布在土壤的表层 o在土壤中由上而下逐渐减
少 ∀再加上随着土层的增加 o通气状况越来越差 o微生物种类和数量递减 o因此 o土壤酶活性随土壤深度的增
加逐渐减弱k关松荫等 ot|{wl o我们通过土壤酶活性与林分郁闭度 !林下植被的多样性和均匀性的相关分析
有力证明了这一推断 ∀
表 8 主成分因子负荷矩阵 ≠
Ταβ . 8 Λοαδινγσ µατριξ οφ εξτραχτεδ χοµ πονεντσ
因子 ƒ¤¦·²µ Ξt Ξu Ξv Ξw Ξx Ξy Ξz Ξ{ Ξ| Ξts Ξtt
t s1ttt s1s{w s1s|z s1s|u s1tus s1tut s1ts{ s1tt| s1tty s1tsx s1s|w
u p s1txz s1xuz p s1wvy s1wwx p s1s{| s1sxu p s1uwu p s1tus p s1stx s1s|v s1tt|
≠ Ξt ∗ Ξtt分别代表含水量 !³‹ !速效钾 !有效磷 !全氮 !有机质 !脲酶 !碱性磷酸酶 !转化酶 !过氧化氢酶 !多酚氧化酶 ∀ Ξt ∗ Ξtt µ¨³µ¨¶¨±·
°²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·o³‹ o¤√¤¬¯¤¥¯¨Žo¤√¤¬¯¤¥¯¨° oײ·¤¯ ‘o²µª¤±¬¦≤ o∏µ¨¤¶¨ o¤¯®¤¯¬±¨ ³«²¶³«¤·¤¶¨ o¬±√ µ¨·¤¶¨ o¦¤·¤¯¤¶¨ o³²¯¼³«¨ ±²¯ ²¬¬§¤¶¨ q
及时对郁闭林分进行适宜强度的间伐是提高飞播油松林地土壤酶活性的有效途径 ∀中度间伐下 x种土
壤酶活性普遍较高 o结合土壤的理化性质及其林下植被物种组成 !多样性指标 o地位级 · !初始密度为 { sss
株#«°pu !|年生飞播油松幼林选择 w{1zx h的间伐强度最佳 ∀飞播油松林多处于海拔较高 !交通不便的深远
山区 o林分高密度过大 o可适当增大飞播林间伐强度从而延长间伐周期以达到减少间伐次数的目的 o本研究
认为可把上述条件的林分密度降至 v zss株#«°pu左右 ∀而保留密度 t {vs株#«°pu的林分 o林下植被组成单
一 o土壤酶活性与对照相差不大 o超强间伐强度在生产实践中要慎重使用 ∀
参 考 文 献
5中国飞播造林四十年6编委会 qt||{ q中国飞播造林四十年 q北京 }中国林业出版社 ouy
鲍士旦 qussx1土壤农化分析 q北京 }中国农业出版社 ovx p tss
uvt 林 业 科 学 wv卷
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陈芳清 o卢 斌 qt||z q长江飞播油松林的群落学特点 q信阳师范学院学报 otskvl }wu p wy
关松荫 o沈桂琴 o孟昭鹏 o等 qt|{w q我国主要土壤剖面酶活性状况 q土壤学报 outkwl }vy{ p v{t
关松荫 qt|{y1土壤酶及其研究法 q北京 }农业出版社 ot{{ p vx|
郭天亮 o李素林 o白 静 o等 qussw1 飞播油松林抚育间伐技术的探讨 q防护林科技 okxl }yv p yw
李志辉 o漆良华 o柏方敏 o等 qussw1 马尾松飞播林土壤肥力研究 q中南林学院学报 ouwkxl }vu p vx
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孙书存 o包维楷 qussx1 恢复生态学 q北京 }化学工业出版社 oxs
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杨万勤 o王开运 qussw1 森林土壤酶的研究进展 q林业科学 owskul }txu p tx|
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周德明 o陈晓萍 o张建湘 o等 qussu1 马尾松飞播林地土壤微生物的研究 q中南林学院学报 ouukvl }x| p yu
周礼恺 qt|{z1土壤酶学 q北京 }科学出版社 otz{
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k责任编辑 郭广荣l
vvt 第 z期 郭 蓓等 }飞播油松林地土壤酶活性对间伐强度的响应