长白山退化泥炭沼泽恢复过程中土壤活性有机碳组分和酶活性变化

　　

摘要： 泥炭沼泽是陆地最重要的碳储存库之一,其土壤活性有机碳组分对环境条件变化的响应是反映泥炭沼泽土壤碳库稳定状况的重要指标。土壤酶是泥炭沼泽生物化学过程的主要参与者,影响泥炭沼泽物质循环和能量流动过程。本研究以长白山区退化、恢复3、5、8年和天然泥炭沼泽为对象,测定土壤活性有机碳组分和酶活性及土壤理化性质和地上生物量,探究退化泥炭沼泽在近自然恢复过程中土壤活性有机碳组分和酶活性的变化特征及其驱动因素。结果表明: 泥炭沼泽近自然恢复后,易氧化有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量均呈显著增加趋势。其中,MBC和DOC含量随着恢复年限的增加逐渐升高,与退化泥炭沼泽相比,恢复8年泥炭沼泽的MBC和DOC分别提高139.7%和160.2%;而EOC含量在恢复3年后即已达到天然泥炭沼泽水平,表现出更快速的恢复响应特征。近自然恢复后,泥炭沼泽0~10 cm土壤的β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(ACP)活性显著增加。恢复8年后,两种酶活性较退化状态分别提高30.1%和84.1%;而β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)活性在泥炭沼泽恢复3年后提高60.8%,但在恢复5年后略有下降,恢复8年后与退化泥炭沼泽的酶活性无显著差异。相关分析和结构方程模型结果显示,泥炭沼泽恢复过程中土壤有机碳(SOC)含量直接影响其活性碳组分,而活性碳组分和地上生物量共同影响土壤酶活性。综上,近自然恢复措施能有效提高退化泥炭沼泽土壤活性有机碳组分和酶活性,促进生态系统功能的恢复。本研究结果可为退化泥炭沼泽的生态恢复与管理提供重要的基础数据和参考依据。