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49年植被恢复时序中土壤胞外酶活性和化学计量的变化模式及其驱动因素

更新时间:2024-03-12   点击次数:187次

本次分享一篇由华北水利水电大学 《 Plant and Soil 》上发表的一篇学术论文——Variation patterns and their driving factors in soil extracellular enzyme activities and stoichiometry along a 49-years vegetation restoration chronosequence。该文章探讨了植被恢复对土壤胞外酶活性(EEAs)和化学计量(EES)的影响,以及这些变化背后的驱动因素。研究沿49年植被恢复时间序列进行,探讨了土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、微生物生物量、土壤物理化学性质和重金属含量等因素如何影响EEAs和EES的变化。

土壤重金属污染负荷指数(PLI)值沿时间序列的变化(a)和土壤中重金属的CF值(b)

主要发现包括:

1. 在植被恢复的早期(0-15年),EEAs呈上升趋势,并在后期(16-49年)保持高水平或进一步增加。

2. 酶C:P比率随时间线性增加,而酶C:N比率在早期减少,后期增加。

3. SOC、TN和微生物生物量主要控制EEAs的变化,而重金属污染和SOC主导酶C:P比率的变化。SOC和TN在早期显著调节酶C:N比率的变化,而重金属污染在后期调节酶C:N比率的变化。

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植被恢复过程中土壤中DGT提取物(metalDGT) 中重金属CF值和重金属浓度的变化。(a) CdCF and CdDGT;   (b) CrCF and CrDGT; (c) CuCF and CuDGT; (d) NiCF and NiDGT; (e) VCF and VDGT; (f)   ZnCF and ZnDGT

研究还讨论了植被恢复对土壤EEAs的促进作用,以及土壤物理化学性质对EEAs的积极影响。此外,研究指出,重金属污染对微生物C代谢的负面影响可能导致土壤C循环的抑制,从而影响土壤C的固定和周转。因此,应采取更有效的措施来控制严重的重金属污染,特别是在后期阶段。研究的局限性包括:所选酶可能无法涵盖参与C、N和P获取的所有酶;EEAs和EES的变化不仅依赖于土壤性质,还与植被类型、土壤微生物群落组成和SOC结构和组成有关;研究未考虑植被对EEAs和EES的影响,以及微生物群落组成和SOC组成对土壤C储量的影响。未来的研究应致力于探索长期植被恢复时间序列中EEAs和SOC储量的深度依赖响应。

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