藏北高寒草原土壤酶活性对氮添加的响应及其影响因素

吴建波， 王小丹

(中国科学院申扎高寒草原与湿地生态系统观测试验站； 山地表生过程与生态调控重点实验室，中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所， 四川 成都 610041)

氮元素作为高寒草地生态系统主要限制营养元素之一，其含量增加势必影响土壤物质循环过程，尤其是已经适应氮限制的土壤物质循环过程[1]。从资源分配理论上来说，土壤氮含量增加会提高碳和磷相关土壤酶活性[2-3]，然而，高寒草地生态系统氮添加对碳水解酶和磷酸酶活性影响呈降低、提高或无影响，结论并不一致[4-8]。这可能是由于氮添加不仅影响土壤氮含量，还改变土壤pH、提高地上和地下生物量、增加植物组织氮含量、改变高寒草原植物群落组成和微生物数量与群落组成[9-15]。因此，土壤酶活性可能受到土壤氮有效性、土壤酸化以及植物和微生物群落的相互影响。

土壤氮含量增加会引起土壤酸化，改变酶分子构象直接影响酶活性[8,16-20]；土壤氮含量增加提高水解酶的活性，通过改变酶的底物直接降低氧化酶活性[21]；土壤氮含量增加直接影响地上和地下生物量以及植物组织氮含量，间接影响土壤酶活性[8,22]；土壤氮含量增加会引起植物和微生物磷限制，植物和微生物通过增加磷水解酶活性缓解磷限制[23-25]。土壤酶活性在氮添加后发生变化进而影响土壤养分循环过程[8,11,20,23-25]。因此，研究土壤酶活性对氮增加的响应及其影响土壤酶活性主要因素，对预测土壤养分循环以及土壤养分释放具有重要意义。……