全 文 ：中国生态农业学报 2012年 11月 第 20卷 第 11期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2012, 20(11): 1478−1483


* 国家自然科学基金项目(30970499)资助
** 通讯作者: 马风云(1965—), 男, 博士, 副教授, 主要从事生态、生物统计等课程的教学与科研工作。E-mail: sdmfy@sdau.edu.cn
白世红(1964—), 女, 硕士, 教授, 主要从事生态、生物统计等教学与科研工作。E-mail: bsh@sdau.edu.cn
收稿日期: 2012-05-31 接受日期: 2012-08-15
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.01478
黄河三角洲不同退化程度人工刺槐林土壤
酶活性、养分和微生物相关性研究*
白世红1,2 马风云1,2** 李树生3 姚秀粉1,2
(1. 山东农业大学林学院 泰安 271018; 2. 农业生态与环境重点实验室 泰安 271018;
3. 三明学院数学与计算机科学系 三明 365000)
摘 要 由人为及自然多种因素的影响造成很多地区人工林地出现衰退现象。本研究选择黄河三角洲不同退
化程度的刺槐人工林, 对林地土壤酶、养分和微生物及其相关性进行了研究, 探讨人工刺槐林退化的原因。结
果表明: 随着人工刺槐林退化程度加重, 土壤脲酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性下降; 过氧化氢酶活性则先
上升, 重度退化林地下降。脲酶与多酚氧化酶和过氧化物酶活性显著相关, 过氧化物酶与多酚氧化酶活性显著
相关, 其他酶之间相关性不显著。土壤养分与土壤酶的变化趋势基本一致, 随着林分退化程度加重, 有机质、
全氮、碱解氮、速效磷含量均呈下降趋势; 土壤 pH、含盐量随着林分退化程度加重与土壤深度增加而上升, 与
土壤酶活性的变化趋势相反。土壤酶特别是脲酶活性与土壤养分显著正相关性, 与土壤 pH 和含盐量呈显著
负相关。不同退化程度的人工刺槐林地土壤细菌数量最多; 真菌和放线菌与细菌变化趋势各不相同, 随着退
化程度的增加, 细菌平均数量表现为未退化>轻度退化>中度退化>重度退化, 真菌数量为轻度退化>未退化>
中度退化>重度退化, 放线菌数量为中度退化>轻度退化>未退化>重度退化。脲酶与细菌、真菌和放线菌数量
显著相关, 细菌与除过氧化氢酶外的土壤酶活性显著相关, 其他酶活性与各类微生物数量相关性不显著。
关键词 黄河三角洲 刺槐人工林 退化 土壤酶 土壤养分 土壤微生物 相关性分析
中图分类号: S714.2 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)11-1478-06
Relational analysis of soil enzyme activities, nutrients and microbes in
Robinia pseudoacacia plantations in the Yellow River Dalta with
different degradation degrees
BAI Shi-Hong1,2, MA Feng-Yun1,2, LI Shu-Sheng3, YAO Xiu-Fen1,2
(1. College of Forestry, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China; 2. Key Laboratory for Agricultural Ecology and
Environment, Tai’an 271018, China; 3. Department of Mathematics and Computer Sciences, Sanming University, Sanming 365000, China)
Abstract A great deal of degradation of plantations across the globe are caused by natural and artificial factors. The Yellow River
Delta (YRD) is one of China’s three estuarine deltas where plenty protection forests were established in the 1980s to improve local
ecological environment. Among the forest plants is Robinia pseudoacacia, covering the largest area as main sand/windbreaker in this
region. In recent years, however, much of the R. pseudoacacia plantation has dry-tops and some even wither to death. This has
caused significant loss to shelter forest construction and management of salinization in the region. In this paper, R. pseudoacacia
plantations with different degradation degrees in the YRD were selected for relational analysis of soil enzymes, nutrients, microbes as
a means of exploring the causes of degradation of the plants. The results showed soil urease, polyphenol oxidase and peroxidase
activities decreased with the aggravation of R. pseudoacacia plantations degradation. However, hydrogen peroxidase activity pre-
sented first increasing and then decreasing tendency. Urease was significantly positively correlated with polyphenol oxidase and
peroxidase. Peroxidase was also significantly positively correlated with polyphenol oxidase, but not with the other enzymes. Soil
nutrients such as organic matter, total nitrogen, available nitrogen and available phosphorus decreased with increasing degradation
第 11期 白世红等: 黄河三角洲不同退化程度人工刺槐林土壤酶活性、养分和微生物相关性研究 1479


degree of R. pseudoacacia plantations. The reverse was the case for soil pH and soil salts. Soil enzymes, especially urease, were
significantly positively correlated with soil nutrients and negatively correlated with soil pH and soil salts. Bacteria count was highest
in R. pseudoacacia plantation soils with different degradation degrees. With increasing degradation degree of R. pseudoacacia
plantation, average soil bacteria count was in the following order: no degradation > slight degradation > moderate degradation >
severe degradation. The order for average fungi count was as follows: slight degradation > no degradation > moderate degradation >
severe degradation. Then that for actinomycetes was: moderate degradation > slight degradation > no degradation > severe
degradation. Urease was highly positively correlated with bacteria and actinomycetes. Bacteria count was highly positively correlated
with enzymes, except hydrogen peroxidase. The other enzymes showed no significant correlations with microbial count.
Key words Yellow River Delta, Robinia pseudoacacia plantation, Degradation, Soil enzyme, Soil nutrient, Soil microbe,
Relational analysis
(Received May 31, 2012; accepted Aug. 15, 2012)
森林是构成陆地生态系统的主体, 在维持地球
生态系统平衡方面发挥着重要的作用。然而随着人
类社会经济的不断发展, 由人为及自然多种因素的
影响很多地区森林出现衰退现象, 由此引发的各种
环境危机已成为困扰各国经济和社会发展的重要因
子[1]。在大力发展森林植被以改善生态环境的过程
中, 人工纯林由于造林技术简单, 经营管理方便而
被大量应用于商业用材林和生态防护林的营林建设
中。但是, 随着人工纯林面积的不断扩大和人工纯
林生长发育过程的进行, 人们注意到许多人工纯林
出现生长发育不良和土壤退化的现象。根据目前对
人工纯林的大量研究表明, 由于人工纯林土壤性质
极化导致的土壤退化包括物理、化学和生物学性质
恶化 3 种类型[2]。有学者认为人工纯林中树种生物
生态学特性的单一性、对养分吸收利用的选择性和
对环境效应的特殊性, 土壤性质往往呈现偏离原平
衡态并朝某个方向非平衡或极端化发展的趋势是导
致土壤退化的根本原因之一[3]。颜景红[4]对人工林土
壤退化的原因进行了分析, 认为群落结构简单、土
壤肥力下降、林地清理措施、采伐利用方式等因素
是造成人工林土壤退化的重要原因。黄河三角洲是
我国三大河口三角洲之一, 20世纪 80年代营造了大
量的防护林, 其中尤以刺槐防护林的面积较大。这
些刺槐林已成为胜利油田和山东省东营市防风固沙
的重要屏障, 是改善该地区生态环境的重要生态工
程。但近些年刺槐人工林出现了大面积枯梢, 甚至
成片死亡的现象, 对黄河三角洲地区的防护林建设
及盐碱化的治理造成了很大损失和影响。引起刺槐
林退化的原因是多方面的, 为了探讨刺槐林退化的
原因, 本研究选择退化程度不同的刺槐林进行调查,
以未退化的刺槐林作为对照, 通过对退化程度不同
的刺槐林土壤对比分析, 探讨了不同退化程度的刺
槐林地土壤酶与土壤养分、土壤微生物之间的关系,
旨在了解黄河三角洲地区刺槐林退化过程中土壤的
变化, 为刺槐林管理提供依据。
1 研究区概况和研究方法
1.1 研究区概况
研究区位于东营市河口区 (N 36°55′~38°10′,
E118°07′~119°10′), 系山东省北部黄河三角洲地区,
属暖温带半湿润地区, 大陆性季风气候, 年均气温
12.5 , ℃ 无霜期206 d, ≥10 ℃积温4 300 ; ℃ 年降
水量550~600 mm, 多集中在夏季, 7—8月降水量约
占全年降水量的50%, 且多暴雨 , 易形成旱、涝灾
害。土壤pH(7.5~8.5)和含盐量(1~6 g·kg−1)较高, 有机
质含量较低(<10 g·kg−1)。境内黄河滩地有刺槐(Robinia
pseudoacacia)林、柽柳(Tamarix chinensis)林、旱柳
(Salix matsudana)林、白蜡(Fraxinus chinensis)林等人
工林。本试验选择分布在河口区黄河滩地的人工刺
槐林进行调查。
1.2 研究方法
首先对黄河三角洲地区的刺槐林种植面积较大的
地区进行踏查, 在此基础上, 根据刺槐林外貌特征和枯
梢状况, 确定调查样地。选定的调查样地概况见表 1。

表 1 研究区不同退化程度的人工刺槐林基本情况
Table 1 Basic status of artificial R. pseudoacacia plantations with different degrees of degradation in the study area
退化程度 Degradation degree 郁闭度 Canopy density 株行距 Spacing (m) 枯梢高度 Dried top height (m) 林龄 Age
未退化 No degradation 0.90 2×2 0 (基本不枯梢 No dried top) 22
轻度 Slight 0.75 2×2 1~1.5 23
中度 Moderate 0.60 2×2 1.5~3 22
重度 Severe 0.45 2×2 >3 21

1480 中国生态农业学报 2012 第 20卷


土样采集: 在每种退化程度的人工刺槐林内设
置 1块标准地, 标准地内随机布设 3个采样点, 每个
采样点挖土壤剖面, 分 0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm
3层取混合土样。一部分土样风干过筛, 用于土壤化
学性质与土壤酶活性的测定。一部分鲜土样保鲜带
回实验室, 冷藏用于测试土壤微生物。
土壤化学性质的测定: 有机质采用重铬酸钾容
量法, 全氮采用凯氏蒸馏法, 速效钾采用醋酸铵浸
提火焰光度法, 速效磷采用 Olsen 法(恒温水浴振荡
浸提), 碱解氮采用碱解扩散法, 土壤含盐量用电导
法, 土壤 pH用电位法。
土壤酶活性的测定: 脲酶活性采用比色法, 多
酚氧化酶和过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法 ,
过氧化物酶活性采用邻苯三酚比色法[5]。
土壤微生物数量的测定: 微生物数量采用稀释
平板法测定。细菌采用牛肉蛋白胨培养基, 接种时
采用 10−5 g·mL−1和 10−6 g·mL−1的土壤稀释液; 真菌
采用 PDA 培养基, 接种时采用 10−3 g·mL−1和 10−4
g·mL−1 的土壤稀释液; 放线菌采用改良高氏一号培
养基, 接种时采用 10−4 g·mL−1和 10−5 g·mL−1的土壤
稀释液。各微生物类群分析均采用表面接种法无菌
超净工作台接种, 每处理设 4个重复。接种后置 28 ℃
温箱内培养, 细菌、真菌和放线菌分别在 18~36 d、
3~5 d及 7~10 d内每天检查统计微生物数量。
采用 Duncan 新复极差检验进行不同处理间差
异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 不同退化程度刺槐林的土壤酶活性
土壤酶在土壤物质循环和能量转化过程中起
着重要作用, 土壤酶活性反映了土壤营养循环过程
的速率 , 也是土壤生产力和微生物活性潜力的指
标。不同退化程度的刺槐林土壤酶活性的测定结果
见表 2。
从表 2 可以看出: 不同退化程度人工刺槐林土
壤的脲酶、过氧化氢酶活性无显著差异, 而多酚氧
化酶、过氧化物酶活性差异显著。随着刺槐林退化
程度加重, 脲酶活性逐渐降低, 表现为未退化林地>
轻度退化林地>中度退化林地>重度退化林地。多酚
氧化酶活性和脲酶活性表现出相同的变化趋势。随
着退化程度的增加, 过氧化物酶活性也出现递减的
趋势。在退化程度不同的刺槐林分中, 过氧化氢酶
活性表现为轻度退化>中度退化>未退化林>重度退
化。4 种酶活性中除过氧化氢酶外都随着林分退化
程度的加重活性降低, 但减低程度不同, 多酚氧化
酶活性降低较为剧烈, 过氧化物酶活性降低较少。4
种酶活性的垂直分布在不同退化程度刺槐林中呈相
同趋势, 即随着土层深度增加活性降低。
不同退化程度刺槐林土壤酶活性相关性分析
(表 3)表明: 脲酶与多酚氧化酶呈极显著正相关关系,
与过氧化物酶呈显著相关关系, 说明土壤中氮素转
化与氧化还原过程是相互促进的。多酚氧化酶与过

表 2 不同退化程度人工刺槐林的土壤酶活性
Table 2 Soil enzymes activities in artificial R. pseudoacacia plantations with different degrees of degradation
退化程度
Degradation
degree
土层
Soil layer
(cm)
脲酶
Urease
[mg(NH3+-N)·g –1·d−1]
多酚氧化酶
Polyphenol oxidase
[mL(0.1mol KMnO4)·g−1]
过氧化氢酶
Hydrogen peroxidase
[mL(0.1mol KMnO4)·g−1]
过氧化物酶
Peroxidase
[mg(gallnut)·g− 1]
0~20 0.39 1.65 1.93 1.13
20~40 0.27 1.58 1.96 0.92
40~60 0.18 1.21 1.63 0.87
未退化
No degradation
平均 Average 0.28±0.10a 1.48±0.24a 1.84±0.18a 0.97±0.14a
0~20 0.38 1.36 2.26 0.87
20~40 0.25 1.13 2.05 0.80
40~60 0.11 0.88 2.25 0.98
轻度
Slight
平均 Average 0.25±0.14a 1.12±0.24b 2.20±0.12a 0.88±0.09a
0~20 0.23 1.00 2.15 0.89
20~40 0.15 0.63 2.15 0.78
40~60 0.10 0.37 1.64 0.58
中度
Moderate
平均 Average 0.16±0.07a 0.67±0.32c 1.98±0.29a 0.75±0.16ab
0~20 0.19 0.66 1.96 0.66
20~40 0.10 0.44 1.76 0.60
40~60 0.08 0.21 0.94 0.62
重度
Severe
平均 Average 0.12±0.06a 0.44±0.23d 1.55±0.54a 0.63±0.03b
不同小写字母表示不同退化程度的平均值间差异显著, 下同。Different small letters mean significant difference among averages of different
degradation degrees. The same below.

第 11期 白世红等: 黄河三角洲不同退化程度人工刺槐林土壤酶活性、养分和微生物相关性研究 1481


表3 不同退化程度刺槐林土壤不同酶活性间相关性
Table 3 Correlation among soil enzymes activities of artificial R.
pseudoacacia plantations with different degrees of degradation
多酚氧化酶
Polyphenal oxidase
过氧化氢酶
Catalase
过氧化物酶
Peroidase
脲酶 Urease 0.87** 0.49 0.68*
多酚氧化酶
Polyphenal oxidase
0.51 0.85**
过氧化氢酶 Catalase 0.52
**和*表示极显著(P<0.1)和显著(P<0.5)相关, 下同。** and * mean
significant correlation at 0.01 and 0.05 levels, respectively. The same below.

氧化氢酶相关性不显著, 但与过氧化物酶相关关系
极显著, 说明这 2 种酶相互促进。过氧化氢酶与过
氧化物酶相关性不显著。
2.2 不同退化程度刺槐林土壤养分、pH和盐分含量
及与酶活性的相关性
土壤有机质、氮、磷、钾是土壤肥力的重要标
志, 土壤肥力的高低影响林木的生长发育, 而土壤
中的酶类则参与土壤中复杂的生物化学反应和物质
循环, 从而影响着土壤肥力。不同退化程度刺槐林
土壤化学性质见表 4。
从表4可以看出 : 不同退化程度人工刺槐林的
土壤只有含盐量差异显著, 其余各种营养元素均无
显著差异。各种营养元素含量与土壤酶活性的变化
趋势基本一致, 随着林分退化程度的加重, 有机质、
全氮、碱解氮、速效磷含量均呈下降趋势。从垂直变
化上看, 随土层深度增加, 土壤养分呈下降趋势, 这
与脲酶、多酚氧化酶和过氧化物酶在垂直分布上的变
化一致。土壤pH和含盐量随林分退化程度加重与土
壤深度增加而上升, 与土壤酶的变化趋势相反。
不同退化程度的刺槐林土壤酶活性和土壤养
分、pH、盐分的相关性分析结果见表 5。
从表 5 可以看出: 脲酶活性与有机质、全氮、
碱解氮、速效磷、速效钾极显著正相关, 与 pH和含
盐量显著负相关; 多酚氧化酶活性与有机质、碱解
氮、速效磷极显著正相关, 与全氮、速效钾显著正
相关, 与含盐量极显著负相关, 与 pH 相关性不显著,
且多酚氧化酶活性除与盐分外, 与其他指标的相关
系数均小于脲酶; 过氧化氢酶活性与有机质、全氮、
碱解氮、速效磷、速效钾、pH和含盐量相关性不显
著; 过氧化物酶活性与有机质、碱解氮呈显著正相
关, 与盐分呈显著负相关, 与全氮、速效磷、速效钾

表 4 不同退化程度人工刺槐林的土壤化学性质
Table 4 Soil chemical properties in R. pseudoacacia plantations with different degrees of degradation
退化程度
Degradation
degree
土层
Soil layer
(cm)
有机质
Organic matter
(g·kg−1)
全氮
Total N
(g·kg−1)
碱解氮
Available N
(mg·kg−1)
速效磷
Available P
(mg·kg−1)
速效钾
Available K
(mg·kg−1)
pH
含盐量
Salt content
(g·kg−1)
0~20 14.70 0.93 63.68 9.94 142.63 7.55 0.87
20~40 9.52 0.41 40.75 9.91 86.25 7.80 0.65
40~60 6.83 0.39 28.16 9.69 60.19 7.89 0.97
未退化
No degrada-
tion
平均 Average 10.35±4.00a 0.58±0.31a 44.20±18.01a 9.85±0.14a 96.36±42.14a 7.75±0.18a 0.83±0.16a
0~20 12.68 0.69 46.54 10.70 118.84 7.81 1.39
20~40 6.13 0.59 35.38 9.39 82.50 7.63 0.93
40~60 4.49 0.28 11.86 8.55 27.60 7.99 2.50
轻度
Slight
平均 Average 7.77±4.33a 0.52±0.21a 31.26±17.70a 9.55±1.08a 76.31±45.93a 7.81±0.18a 1.61±0.81a
0~20 9.41 0.67 51.15 10.55 106.33 7.59 2.37
20~40 4.24 0.45 18.33 8.51 60.15 7.91 2.03
40~60 2.29 0.31 14.39 8.08 41.04 8.05 3.25
中度
Moderate
平均 Average 5.31±3.68a 0.48±0.18a 27.96±20.18a 9.05±1.32a 69.17±33.57a 7.85±0.24a 2.55±0.63ab
0~20 7.90 0.75 41.63 10.66 114.74 7.52 2.17
20~40 3.56 0.27 20.48 8.08 52.12 8.03 2.23
40~60 2.19 0.16 14.01 7.75 44.61 8.09 4.20
重度
Severe
平均 Average 4.55±2.98a 0.39±0.31a 25.37±14.45a 8.83±1.59a 70.49±38.51a 7.88±0.31a 2.87±1.16b

表5 不同退化程度刺槐林土壤酶活性与土壤养分含量、pH及含盐量之间的相关系数
Table 5 Correlation coefficients between soil enzymes activities and soil nutrients contents, pH, salt content of
artificial R. pseudoacacia plantations with different degrees of degradation

有机质
Organic matter
全氮
Total N
碱解氮
Available N
速效磷
Available P
速效钾
Available K
pH 含盐量
Salt content
脲酶 Urease 0.96** 0.83** 0.89** 0.79** 0.87** −0.70* −0.76*
多酚氧化酶 Polyphenal oxidase 0.88** 0.62* 0.76** 0.71** 0.64* −0.58 −0.90**
过氧化氢酶 Catalase 0.49 0.52 0.37 0.53 0.35 −0.46 −0.53
过氧化物酶 Peroidase 0.72* 0.54 0.62* 0.53 0.48 −0.48 −0.69*

1482 中国生态农业学报 2012 第 20卷


和 pH相关性不显著。
上述结果表明, 土壤酶活性与养分相关性较高,
特别是脲酶。土壤养分的提高可以促进酶活性, 而
酶活性的提高反过来加快有机质的分解, 从而提高
了土壤酶活性。土壤酶活性和 pH及土壤盐分含量呈
负相关, 随着刺槐林的退化, 土壤有机质减少, pH
上升, 盐分含量升高, 导致土壤酶活性下降。
2.3 不同退化程度刺槐林土壤微生物数量及其与
酶活性的相关性
土壤微生物能分解动植物残体, 把储藏在其中
的有机物质转化为土壤养分, 因此土壤微生物在土
壤一系列复杂生化反应中起着重要作用, 对土壤养分
有较大影响, 与土壤酶活性有较好的相关性[6]。不同
退化程度刺槐林土壤微生物区系的测定结果见表 6。
从表6可以看出 : 不同退化程度人工刺槐林的
土壤微生物数量均无显著差异。刺槐林地土壤中细
菌数量最多, 其次是放线菌, 真菌数量最少。随着退
化程度的增加 , 细菌平均数量表现为未退化>轻度
退化>中度退化>重度退化 , 真菌数量为轻度退化>
未退化>中度退化>重度退化, 放线菌数量为中度退
化>轻度退化>未退化>重度退化。3种类型微生物垂
直分布的趋势均是随土层深度增加数量减少。
不同退化程度的刺槐林土壤酶和土壤微生物之
间的相关性分析结果见表 7。
从表 7 可以看出: 脲酶活性与细菌数量极显著
正相关, 与真菌数量、放线菌数量和微生物总量呈
显著正相关; 多酚氧化酶活性与细菌数量和微生物
总量呈显著正相关, 与真菌和放线菌数量相关不显
著 ; 过氧化氢酶活性与放线菌数量呈显著正相关 ,
但与细菌、真菌数量和微生物总量相关性不显著 ;
过氧化物酶活性与细菌数量和微生物总量呈显著正
相关, 与真菌和放线菌数量相关不显著。

表 6 不同退化程度人工刺槐林的土壤微生物数量
Table 6 Soil microbes amounts in artificial R. pseudoacacia plantations with different degrees of degradation
退化程度
Degradation degree
土层 Soil layer
(cm)
细菌 Bacteria
(×105 CFU·g−1)
真菌 Fungi
(×105 CFU·g−1)
放线菌 Actinomycete
(×105 CFU·g−1)
微生物总量 Total microbe
(×105 CFU·g−1)
0~20 360.8 3.1 8.7 372.6
20~40 112.6 0.5 3.2 118.1
40~60 32.3 0.4 0.8 33.5
未退化
No degradation
平均 Average 168.6±171.3a 1.3±1.5a 4.2±4.1a 174.7±176.5a
0~20 108.3 8.5 10.9 127.6
20~40 52.4 0.6 3.1 56.1
40~60 6.6 0.2 0.4 7.2
轻度 Slight
平均 Average 55.8±50.9a 3.1±4.7a 4.8±5.5a 63.6±60.6a
0~20 22.3 0.9 14.7 37.8
20~40 7.8 0.5 3.6 11.9
40~60 1.8 0.3 0.4 2.5
中度Moderate
平均 Average 10.6±10.5a 0.6±0.3a 6.2±7.5a 17.4±18.3a
0~20 40.2 0.8 5.5 46.5
20~40 6.4 0.2 0.8 7.4
40~60 0.3 0.0 0.1 0.4
重度 Severe
平均 Average 15.6±21.5a 0.3±0.4a 2.1±2.9a 18.1±24.8a

表7 不同退化程度刺槐林土壤酶活性与土壤微生物之间的相关系数
Table 7 Correlation coefficients between soil enzymes activities and soil microbes amounts of artificial R. pseudoacacia
plantations with different degrees of degradation
细菌 Bacteria 真菌 Fungi 放线菌 Actinomycete 微生物总量 Total microbe
脲酶 Urease 0.80** 0.74* 0.71* 0.83**
多酚氧化酶 Polyphenal oxidase 0.72* 0.47 0.47 0.74*
过氧化氢酶 Catalase 0.18 0.38 0.52* 0.21
过氧化物酶 Peroidase 0.70* 0.32 0.44 0.71*

3 讨论与结论
土壤酶在土壤物质循环和能量转化过程中起着
重要作用, 其活性反映了土壤营养循环过程的速率,
可作为土壤生物功能多样性的指标 [7], 能够较早地
反映土壤利用和生物变化 [8], 也是反映土壤生产力
和微生物活性潜力的指标[9]。本研究发现随人工刺
槐林退化程度的加重, 土壤养分和酶活性呈下降趋
势, 土壤酶和养分呈显著相关, 与前人的研究结果
一致。因此如果对退化刺槐林土壤肥力进行评价 ,
选择合适的土壤酶可以作为评价的指标之一。
大量研究表明 , 人工纯林除了有自肥效应外 ,
还有自贫、自毒和自衰效应[2], 因此人工纯林的退化
可能与本身的自贫、自毒和和自衰效应有关。本研
第 11期 白世红等: 黄河三角洲不同退化程度人工刺槐林土壤酶活性、养分和微生物相关性研究 1483


究选择林龄相近但退化程度不同的人工刺槐纯林进
行对比分析, 发现该年龄段的人工刺槐林在该区域
内还有生长良好而没有退化的林分, 表明自贫、自
毒和自衰并不是造成该区域内刺槐林衰退的主要原
因。根据该地区所处的立地条件推断, 刺槐林的衰
退可能与土壤盐分含量有关。不同退化程度的人工
刺槐林地土壤酶活性与土壤pH及土壤盐分呈显著负
相关, 较高的土壤pH和盐分限制了土壤生物化学过
程, 降低了土壤养分利用和酶活性, 从而引起土壤
的退化, 进而使刺槐林出现逐渐退化的现象, 土壤
盐分含量和pH越高, 刺槐林退化程度就越严重。
土壤酶活性与土壤养分、微生物数量的关系比
较复杂。很多研究都显示土壤酶活性和有机质含量
有很好的相关性[10−12], 与其他土壤养分也有一定的
相关关系[13−14], 可以作为评价土壤肥力的指标。徐
秋芳等[13]还认为过氧化氢酶和蔗糖酶可作为竹林退
化的指标。但也有相反的意见, 如宋海燕等[15]认为
土壤酶活性不能作为评价林地土壤肥力的参数。在
分析各种酶活性与土壤养分的相关性时, 不同的研
究者就同一种酶与同一种土壤养分的相关性得出不
同的结论[16−18]。土壤酶活性与土壤微生物数量的关
系也未达成共识, 有些研究者认为土壤微生物数量
与土壤酶活性没有相关性, 而另一些研究则认为某
些酶的活性和一些微生物之间具有相关性。本研究
的结论一部分和前人研究结果一致, 另一部分也不
尽相同。这些研究结果不同的原因可能是不同研究
者的研究对象不同。研究对象不同及其处的环境不
同, 受到的干扰也不同, 土壤中各种成分相互作用
可能表现出不同方式, 因此各种成分之间的耦合变
化也不同。这些研究的不一致体现了土壤酶、养分
和微生物之间关系复杂性, 也说明了他们之间的关
系还需要进一步研究。
随着人工刺槐林退化程度加重, 脲酶、多酚氧
化酶和过氧化物酶活性呈下降趋势, 过氧化氢酶活
性随退化程度加重先上升后又下降。脲酶与多酚氧
化酶和过氧化物酶相关性显著, 过氧化物酶与多酚
氧化酶活性显著, 与其他酶之间相关性不显著。
本研究表明, 随着林分退化程度加重, 土壤有
机质、全氮、碱解氮、速效磷含量呈下降趋势。土
壤 pH、含盐量随林分退化程度加重和土层深度增加
而上升。土壤酶特别是脲酶的活性与土壤养分显著
正相关, 与土壤 pH和含盐量呈显著负相关。
各种刺槐林地土壤中细菌数量最多, 随着退化
程度增加, 细菌平均数量表现为未退化>轻度退化>
中度退化>重度退化 , 真菌和放线菌与细菌变化趋
势各不相同。脲酶与细菌、真菌和放线菌数量显著
相关, 细菌与除过氧化氢酶外的其他酶活性显著相
关, 其他酶与各类微生物之间相关性不显著。
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