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49年植被恢復時序中土壤胞外酶活性和化學計量的變化模式及其驅動因素

時間:2024/3/12閱讀:589
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本次分享一篇由華北水利水電大學 《 Plant and Soil 》上發表的一篇學術論文——Variation patterns and their driving factors in soil extracellular enzyme activities and stoichiometry along a 49-years vegetation restoration chronosequence。該文章探討了植被恢復對土壤胞外酶活性(EEAs)和化學計量(EES)的影響,以及這些變化背后的驅動因素。研究沿49年植被恢復時間序列進行,探討了土壤有機碳(SOC)、總氮(TN)、總磷(TP)、微生物生物量、土壤物理化學性質和重金屬含量等因素如何影響EEAs和EES的變化。

土壤重金屬污染負荷指數(PLI)值沿時間序列的變化(a)和土壤中重金屬的CF值(b)

主要發現包括:

1. 在植被恢復的早期(0-15年),EEAs呈上升趨勢,并在后期(16-49年)保持高水平或進一步增加。

2. 酶C:P比率隨時間線性增加,而酶C:N比率在早期減少,后期增加。

3. SOC、TN和微生物生物量主要控制EEAs的變化,而重金屬污染和SOC主導酶C:P比率的變化。SOC和TN在早期顯著調節酶C:N比率的變化,而重金屬污染在后期調節酶C:N比率的變化。

圖片

植被恢復過程中土壤中DGT提取物(metalDGT) 中重金屬CF值和重金屬濃度的變化。(a) CdCF and CdDGT;   (b) CrCF and CrDGT; (c) CuCF and CuDGT; (d) NiCF and NiDGT; (e) VCF and VDGT; (f)   ZnCF and ZnDGT

研究還討論了植被恢復對土壤EEAs的促進作用,以及土壤物理化學性質對EEAs的積極影響。此外,研究指出,重金屬污染對微生物C代謝的負面影響可能導致土壤C循環的抑制,從而影響土壤C的固定和周轉。因此,應采取更有效的措施來控制嚴重的重金屬污染,特別是在后期階段。研究的局限性包括:所選酶可能無法涵蓋參與C、N和P獲取的所有酶;EEAs和EES的變化不僅依賴于土壤性質,還與植被類型、土壤微生物群落組成和SOC結構和組成有關;研究未考慮植被對EEAs和EES的影響,以及微生物群落組成和SOC組成對土壤C儲量的影響。未來的研究應致力于探索長期植被恢復時間序列中EEAs和SOC儲量的深度依賴響應。

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