采伐整地措施对土壤有机碳矿化及酶活性的短期影响OA

为探究采伐整地措施对土壤有机碳矿化及酶活性的短期影响机制,以美洲黑杨人工用材林为研究对象,设置采伐整地更新(HSP)、采伐不整地更新(HNSP)及未采伐(CK)3种处理,对比分析表层(0~10 cm土层)和亚表层(10~20 cm土层)土壤理化性质、碳水解酶活性及土壤有机碳矿化特征。结果表明:HSP、HNSP处理显著降低土壤有机碳含量(P<0.05),且土层深度对处理效应具有显著调节作用(交互作用P<0.001)。培养60 d时,0~10 cm土层土壤有机碳累积矿化量表现为HNSP处理>HSP处理>CK;10~20 cm土层培养5 d后HNSP处理显著高于CK(P<0.05),且HNSP处理在培养20、30 d时亚表层显著低于表层(P<0.05)。与HNSP处理相比,HSP处理能有效减缓土壤矿化速率。采伐处理显著提高了土壤β-1,4-木糖苷酶、纤维二糖水解酶活性(P<0.05),而β-1,4-葡萄糖苷酶活性在表层土壤显著提高(P<0.05),在亚表层仅HNSP处理显著提高(P<0.05)。同时,0~10 cm土层的β-1,4-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶活性均显著高于10~20 cm土层(P<0.05),而β-1,4-木糖苷酶活性仅在HSP、HNSP处理下表现出显著的土层差异(P<0.05)。土壤有机碳矿化速率仅部分处理和时间点表现显著的土层差异,显示土壤碳矿化过程的土层差异。结构方程模型表明,采伐整地措施通过影响土壤总氮含量和碳水解酶活性,进而间接影响土壤有机碳矿化过程。综上,与HNSP处理相比,HSP处理通过显著降低β-1,4-葡萄糖苷酶(0~10 cm土层)与纤维二糖水解酶活性,进而有效抑制土壤有机碳矿化速率,减少采伐后有机碳的短期损失。