第30卷 增刊22008年11月
北 京 林 业 大 学 学 报JOURNAL OF BEIJING FORES TRY UNIVERSITY
Vol.30,Supp.2Nov.,2008
收稿日期:2008
--04--26http:P P https://www.doczj.com/doc/187607750.html,,http:P P journal.bj https://www.doczj.com/doc/187607750.html, 基金项目:北京市科委重大项目(D0706001000091)。
第一作者:耿玉清,博士,副教授。主要研究方向:森林土壤健康及管理。电话:010--62338103 Email:gengyuqing@bj https://www.doczj.com/doc/187607750.html, 地址:100083北京林业大学水土保持学院。
责任作者:余新晓,教授,博士生导师。主要研究方向:水土保持、生态学、生态水文。电话:010--62338846 Email:yuxinxiao@https://www.doczj.com/doc/187607750.html, 地址:同上。
森林经营对土壤酶活性影响的研究进展
耿玉清1
戴 伟1
余新晓1
陈峻崎
2
(1水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室,北京林业大学水土保持学院
2北京市园林绿化国际合作项目管理办公室)
摘要:为探讨土壤质量酶指标研究的新思路,把有关森林经营对土壤酶活性影响的研究资料进行了归纳总结。结果发现:林地利用方式的改变、人工林的培育模式、森林抚育措施以及林地施肥管理等各种森林生态系统经营过程,都显著改变着土壤酶活性。酶是反映森林土壤质量高低的重要生物学指标,在一定程度上也可反映森林经营措施的实施效果。今后在森林土壤酶的研究中,应重视水解酶的种类、酶指标的敏感性以及酶变化机理的探索。关键词:森林经营;土壤酶活性;土壤质量;人工林培育模式;营林抚育措施中图分类号:S71413 文献标识码:A 文章编号:1000
--1522(2008)增刊2--0132--07GE NG Yu -qing 1;DAI Wei 1;YU Xin -xiao 1;C HE N Jun -qi 2
.Research advances for the effects of forest
management on soil enzyme activity .Journal o f Beijing Forestry University (2008)30(Supp.2)132--138[Ch,59ref.]
1Key Laboratory of Soil and Water C onservation &Desertification Combating of Ministry of Education,School of Soil and Water Conservation,Beijing Forestry University,100083,P.R.China;
2Beijing Forestry and Parks Department of International Cooperation,100029,P.R.C hina.
Research advances about the effects of different forest manage ment methods on soil enzyme activity were sum marized in order to find new directons in the field of soil enzyme as indicator of soil quality.Results indicate that various processes of forest ecology management,for instance,different uses of forest land,silvicultural patterns of plantation,method of forest culture and tending and treatment with different fertilizers,can obviously change soil enzyme activity.As an biological indicator of soil quality,to a certain extent,soil enzyme can reflect the effec ts of different forest manage ment methods.The species of soil hydrolase,the sensitivity of different enzyme indices and the change mechanism of soil enzyme should be noticed in future studies.
Key words forest management;soil enzyme activity;soil quality;silvicultural pattern of plantation;method of forest culture and tending
在1994年出版的5土壤质量与持续环境6一书中,Doran 将土壤质量定义为:土壤在生态系统范围内,维持生物生产力、保护环境质量以及促进动植物健康的能力[1]
。土壤质量概念的提出,使人们进一步认识到土壤与空气和水具有同样的重要性。面对全球森林资源的减少和质量的下降,针对森林土壤的重要性,世界各国都十分关注土壤质量对持续生产力和森林健康的重要作用
[2
--4],并把土壤质量的监
测作为森林经营过程的重要组成部分[5--6]
。尽管目
前还没有形成统一的土壤质量指标,但由于土壤质
量的生物学指标维持并控制着生态系统的物质循环且具有敏感性强的特点,而成为现代土壤学研究的
焦点[7--9]
。
土壤酶作为一类具有专性催化作用的蛋白质,
几乎参与了土壤中所有生物化学过程[10]
。由于它对环境和管理因素导致的变化具有较强的敏感性,
同时具有测定方法相对简单、操作性强的特点,因此一直被看作是比较理想的反映土壤质量的综合度量指标[11--15]。为了及时了解森林土壤质量的变化趋势,土壤酶似乎已成为必不可少的研究内容之一[16]。本文将国内外有关森林经营对土壤酶影响的研究资料进行归纳总结,旨在进一步探讨森林土壤酶指标的变化规律,为今后土壤质量酶指标的研究提供一些新的思路;同时也为森林健康经营措施的实施提供理论依据。
1林地利用方式对土壤酶的影响
111林地开垦为耕地后土壤酶的变化
随着世界人口的增加,依赖于森林植被发育的森林土壤不断被农田土壤所取代。土壤利用方式的改变,直接改变和影响着土壤的性质,如森林土壤被开垦为农田后,地表凋落物会明显减少,有机质的分解速度明显加快。土壤有机物质的减少,可导致土壤酶活性的降低。研究发现,森林土壤经过开垦为农田后,土壤的蛋白酶、脲酶、B--葡萄糖苷酶、磷酸酶、脱氢酶、蔗糖酶、多酚氧化酶活性以及土壤肥力生物学指标(BIF)和酶活性数(FAN)等酶指标会显著降低,而森林土壤和草原土壤的酶指标区别不大[17--19]。林地开垦为农田后土壤酶活性降低的结论是比较常见的。
但也有开垦林地能增加土壤酶活性的报道。在热带湿润区域的林地土壤开垦成农田后,由于在种植农作物的过程中,经常使用肥料、农药和除草剂等农资产品,因此可显著增加酸性磷酸酶、B--葡萄糖苷酶、脱氢酶的活性,但抑制了酚氧化酶的活性[20]。在我国亚热带的红黏土发育的红壤地区,由于林草地及荒地系统长期受侵蚀淋溶等退化过程的影响,耕垦利用后,土壤生物学肥力也随着熟化过程而提高,表现为土壤有机质和土壤微生物数量的增加以及土壤磷酸酶、脲酶活性的显著提高,但转化酶的变化不明显[21]。土壤酶的这一变化与农田土壤科学经营措施的实施有很大关系。
112林地育林模式对土壤酶的影响
11211人工林取代天然林后土壤酶的变化
人类对天然林的利用,对全球生态环境构成了严重的威胁。通过人工途径恢复植被,是生态建设的重要途径。人工林取代天然林后,随着植被类型的演变,也会影响到土壤酶活性的变化。在我国亚热带地区,杉木(Cunninghamia lanceolata Hook.)人工林取代天然次生阔叶林后,由于表层土壤总有机碳含量下降,使得土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性下降,而土壤多酚氧化酶活性增加[22]。在北京八达岭林区,除过氧化物酶外,糠椴(Tilia mandshurica Rupr.et Maxim.)天然次生林的土壤酶活性显著高于华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Magyr.)和油松(Pinus tabulae formis Carr.)林的土壤酶活性[23]。在格氏栲(Castanopsis kawakamii Hayata)天然林的根际土壤和全土土壤中,各类土壤酶活性高于人工林。但从根际效应来看,人工林的各类土壤酶活性的根际效应R P S值均比天然林高。这可能与人工林在土壤相对较差的胁迫条件下,促进了根系土壤酶的分泌有关[24]。由此看来,人工林取代天然林后,土壤酶活性呈下降的趋势,这可能与人工林生态系统退化而天然林相对稳定有密切的关系。11212人工林培育模式对土壤酶的影响
纯林生态系统的稳定性差是不争的事实。由于阔叶林中凋落物的分解程度较针叶林高,因此采用针阔混交林模式是培育人工林的有效途径。从土壤质量的变化来看,针阔混交有利于土壤生物学质量的改善。陈爱玲等[25]对杉木林土壤的研究表明,杉木与建柏[Fokienia ho dginsii(Dunn)Henry et Thomas]混交后,土壤转化酶、脲酶、蛋白酶的活性均比杉木纯林高,其中表层土壤3种酶的活性分别比纯林提高17174%、49160%和15109%。油松与刺槐(Robinia pseudoacacia L.)混交,能显著地改善林地土壤生物学特性,表现为混交林土壤中细菌、真菌和放线菌以及固氮菌、磷细菌、钾细菌的种群数量较纯林明显增多,土壤过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性明显提高[26]。杨树(Po pulus spp.)与刺槐混交后,非根际土壤的脲酶、蛋白酶、磷酸酶活性比纯林提高50% ~100%;但对于根际土壤来说,混交后杨树有所提高,而刺槐则有所下降[27]。此外,对湿地松(Pinus elliottii Engelm)混交林的研究也表明,混交后土壤的细菌和放线菌数量以及脲酶、过氧化氢酶和纤维素分解酶的活性都大于湿地松纯林[28]。综合分析认为,针阔树种混交较针叶纯林更有利于土壤酶活性的提高。其原因可能与阔叶林对土壤酶的促进作用有关。在不同类型的森林植被下,常绿阔叶林中土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性最高,杉木林最低,而针阔混交林和马尾松(Pinus massonian Lamb.)林居中[29]。
第二代人工林质量下降是较普遍的人工林经营问题。随着连栽次数的增加,土壤生物学性质有恶化趋势。研究表明,与一代相比,二代和三代杉木林表层土壤转化酶、脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶、土壤接触酶和过氧化物酶活性均会明显降低[30]。在皆伐的杉木迹地,采用混交林模式经营的土壤,其脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性都显
133
增刊2耿玉清等:森林经营对土壤酶活性影响的研究进展
著高于连栽杉木林,且混交林土壤酶活性的增强与其矿质养分含量的提高有着紧密的联系[31]。在人工林培育中,前茬植被类型的不同,也会影响现有森林类型下的土壤酶活性。前茬为马尾松、阔叶树和灌丛林地,改种杉木后,土壤转化酶活性会明显高于杉木连栽林[32]。因此,林地连栽所导致的酶活性降低,是地力衰退的一个明显特征。
2育林措施对土壤酶的影响
211森林皆伐对土壤酶的影响
在森林开发利用的过程中,主伐更新是关键的育林措施。传统的主伐方式主要有皆伐、渐伐和择伐。目前有关皆伐更新对土壤酶的研究较多。由于皆伐收获不仅改变了凋落物对土壤的输入,而且也改变了土壤的环境条件。因此,土壤微生物群落的结构、功能以及土壤酶活性也会发生相应的改变。
皆伐对土壤酶活性影响的结论有3种:1皆伐会降低土壤酶的活性。对优势树种分别为美洲山杨(Populus tremuloides Michx.)和大齿杨(P. grandidentata Michx.)的两种林分进行不同强度的收获处理发现,森林收获后会使A--葡萄糖苷酶、纤维二糖酶、磷酸酶、N--乙酰葡糖酰胺酶、酚氧化酶、过氧化物酶等酶活性降低10%~30%。土壤酶活性降低的原因与森林收获后导致的土壤微生物量减小有关[33]。o皆伐会使土壤酶的活性提高。薛立等[34]研究认为,皆伐杉木林1年后,迹地土壤脲酶、过氧化氢酶和纤维素分解酶活性分别为对照的119、116和211倍。酶活性的提高与采伐迹地残留剩余物通过腐解释放到土壤中有关。对亚热带常绿阔叶林和杉木林皆伐10d后,土壤酶活性均得到了较大幅度的提高,其中增强幅度最大的是脲酶。但随着时间的推移,微生物数量和酶活性均呈下降趋势[35]。?皆伐对土壤酶活性的影响不明显。对加拿大北美短叶松(Pinus banksiana Lamb.)进行皆伐4年后,森林凋落物层以及矿质土壤层的磷酸酶和芳基脂酸酶并没有显著的变化[36]。
笔者认为,皆伐是一种严重的干扰形式。森林皆伐前后土壤环境条件的改变,会导致土壤酶活性发生相应的改变。但土壤酶活性的变化程度与皆伐后林地的清理方式以及土壤样本采集的时间有关。采伐后短期内土壤酶活性的增加,有助于加速土壤有机物质的分解,促进养分物质的释放。这可能是林地裸露后土壤养分易损失的主要原因。
212森林间伐后土壤酶的变化
在森林生态系统经营中,森林间伐又称抚育采伐,是进行林木结构调整的重要手段。由于间伐可
以增加林冠的透光度、促进下层植被的发育,因此,间伐会影响到土壤酶活性的变化。一些研究表明,间伐后微生物活性增强,有助于土壤酶活性的提高。如对火炬松(Pinus taeda L.)林实行抚育间伐后,磷酸酶、几丁质酶以及酚氧化酶会显著增加[37]。对密度较大的杉木、马尾松、建柏、柳杉(Cryptomeria f ortunei Hooibr.e x Otto et Dietr.)和木荷(Schima superba Gardn et Champ.)人工林抚育间伐2年后,土壤微生物数量增加、酶活性增强[38]。但也有研究认为,抚育间伐对土壤酶的影响不大。在德国东北部,将62年生完全郁闭的松林(Pinus spp.)间伐5年后,与未间伐的对照相比,虽然微生物群落结构发生了改变,但微生物的活性并没有显著的变化。有机层和矿质土壤层的B--葡萄糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、酚氧化酶、过氧化物酶等土壤酶活性没有显著的差异[39]。此外,还有间伐降低土壤酶活性的报道。在属于半干旱地中海气候的西班牙东南部,对自然植被的树冠部分修剪并移出林地7年后,土壤中的脱氢酶、过氧化氢酶、B--葡萄糖苷酶、磷酸酶以及脲酶的活性会显著降低,但对蛋白酶活性的影响不大[40]。由此看来,间伐对土壤酶的影响非常复杂,土壤酶活性的变化与间伐后的环境是否有利于微生物的发育有关。
213土壤压实对土壤酶的影响
由于森林采伐过程中的设备对土壤的压实,可改变土壤小气候、土壤总孔隙、氧气浓度和渗透速度等因子,因此可影响到土壤酶活性以及养分的有效性。大量的研究表明,土壤紧实会降低土壤酶的活性。Dic k等[41]发现,在采伐区,土壤脱氢酶、磷酸酶、芳基硫酸脂酶以及酰胺酶活性的降低范围可达41%~74%。对生长在砂质壤土上的火炬松林进行研究发现,土壤密度由113g P c m3提高到116g P cm3时,蛋白酶活性会显著降低,磷酸酶也呈下降的趋势[42]。在加拿大寒温带针叶林中,由采伐引起的土壤压实对有机层的蛋白酶、磷酸酶和脱氢酶的影响并不明显,即使凋落物层完好无损、土壤紧实,也会使矿质土壤层的蛋白酶和磷酸酶活性降低28%和27%[43]。针对土壤压实后土壤酶活性的降低,对皆伐后的林地进行松土处理,但对有机层磷酸酶活性的影响不大[44]。Quilchano等[45]认为,压实土壤以及地表凋落物的移走,对土壤酶的影响比较复杂,因为森林立地因子的复杂性、取样时间对水解酶活性的影响程度,要比森林经营所引起的变化剧烈得多。214林火发生对土壤酶的影响
计划用火是森林经营的一项重要内容。林地燃烧向土壤中施加了热量、残留了灰烬,引起了土壤环
134北京林业大学学报第30卷
境以及土壤微生物生存条件的改变。由于土壤酶来源于动植物残体的分解、林木根系以及微生物的分泌,因此,林火发生会影响到土壤酶活性。
从目前的研究来看,不同林分火烧导致的酶活性的变化程度不同。对火炬松林实行计划火烧后,第一年对几丁质酶活性的影响很小,但在第4年几丁质酶活性会显著下降,而磷酸酶和酚氧化酶的影响很小[37]。在混交的阔叶林中,火烧后土壤的酸性磷酸酶会显著降低,酚氧化酶活性会显著增加,而几丁质酶活性的变化不明显。土壤酶活性的降低与土壤呼吸速率显著降低有关[46--47]。Staddon[36]在皆伐的北美短叶松林地上实施计划火烧,会显著降低有机层中酸性磷酸酶和芳基硫酸脂酶的活性,其降低可持续4年左右。酶活性降低的原因与火烧可使酶变性、杀灭土壤微生物、减小生物量有关。对杉木皆伐后进行炼山清理,会使土壤脲酶、过氧化氢酶和纤维素分解酶活性明显降低[34]。但随着时间的推移,土壤中有机质积累、土壤酶活性的恢复有加速的倾向。火烧后3~4年,脲酶和蛋白酶活性可恢复到原水平的50%~80%,而碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性可恢复到原水平的20%~40%[48]。
3林地施肥管理对土壤酶的影响
311化学肥料施用对土壤酶的影响
施用化肥是改善林地营养状况的有效途径。不同土壤养分含量水平的改变,会直接或间接地影响到土壤微生物的发育以及林木的生长状况,进而影响到土壤酶的活性。从目前的研究来看,林地施肥对土壤酶的影响结果比较复杂。
一些研究表明,施用化学肥料可促进土壤酶活性的提高。王健等[49]在油松刺槐混交林中,利用渗灌管道将015%肥料溶液均匀地渗入土壤中。研究结果表明,施肥对土壤酶活性具有促进作用,其中以磷酸铵处理的促进作用最为显著,其次是复合肥处理;脲酶活性对施肥反应敏感,活性由强到弱的顺序为:磷酸铵、复合肥、尿素。磷肥和钾肥的施用更有益于提高土壤脲酶活性。
较多的研究认为,土壤酶活性的变化与肥料的施肥量有密切关系。在14年生落叶松(Larix gmelinii Rupr.)人工林中,土壤蛋白酶活性是随着施肥量的增加而减小的。土壤多酚氧化酶和脲酶起初随着施肥量的增加而增大,当施肥量达到120kg P hm2时,再增加施肥量,就会抑制土壤酶的活性。林地中磷酸二铵的施用量低于120kg P hm2时,蛋白酶活性随施肥量的增加而增大;施用量超过120kg P hm2时,土壤酶活性就开始降低[50]。在花旗松(Pseudotsuga menziesii Franco)林的土壤腐殖质层施用尿素肥料,可提高土壤的氮矿化势。但大量应用氮肥,就会导致土壤氮矿化速率的下降,其原因可能与胞外酶活性的降低有关[51]。
施肥也可能降低土壤酶的活性。在挪威云杉(Picea abies Karst.)林的土壤腐殖质层进行施肥试验表明,磷肥的施用降低了酸性磷酸酶的活性[52]。施用磷肥抑制了磷酸酶活性的原因可能与土壤溶液中磷酸根的浓度高有关。因为磷可能会抑制微生物体中磷酸酶的合成[11]。硫酸铵的施用会导致芳基硫酸脂酶活性的降低[53]。在糖槭(Acer saccharum Marsh)林中,以硝酸钠形式每年每公顷加入30kg的NO3---N,会显著地抑制有机层的多酚氧化酶和矿质土壤层中B--葡萄糖苷酶活性,但对磷酸酶、木聚糖酶、过氧化物酶活性的影响并不显著[54]。
312有机肥料对土壤酶的影响
一些研究表明,向土壤中增施不含有抑制酶物质(如城市固体废弃物中的重金属等)的有机改良剂,可通过刺激微生物发育和诱导土壤酶的产生,提高土壤酶的活性[12]。在森林土壤中,凋落物层的分解可向土壤增加大量的有机物质,因此,凋落物的存在,有利于土壤酶活性的提高。移走地表凋落物,改变了地表的温度和水分条件,使得土壤蛋白酶和碱性磷酸酶的活性降低25%和45%[43]。在板栗(Castanea mollissima Blum)林中,种植黑麦草(Lolium perenn Linn)、白三叶(Tri f olium repen Linn)和大绿豆(Vigna radiate Linn)等绿肥,能显著增加土壤酶活性和土壤水溶性有机碳及微生物量碳的含量[55]。
较农田土壤而言,目前有关林地施肥对土壤酶活性的研究资料不多[11--12]。由于施肥过程涉及到肥料的种类、用量以及施用方法等多方面的差异,因此,土壤酶对肥料施用的响应很难得出统一的变化趋势。同时,森林土壤性质的差异,也增加了土壤酶研究的复杂性,如磷肥对磷酸酶活性的影响,与土壤的类型有关。在有机质含量低的土壤中施用磷肥,会促进磷酸酶活性的提高,但有机质含量较高时,施肥对磷酸酶的影响不明显[11]。
4研究前景展望
任何森林经营过程的实施都可以改变森林的生态环境因子。环境条件的微小改变可影响到微生物的生长发育,进而影响到土壤酶的活性。由于土壤酶与土壤肥力因子有密切的关系,可以作为森林土壤质量变化的生物学指标。因此,在一定程度上,土壤酶活性的变化可以反映森林土壤质量的演变趋势,反映森林经营措施对土壤质量影响的效果,这对
135
增刊2耿玉清等:森林经营对土壤酶活性影响的研究进展
森林健康、营林措施的制定有一定的指导作用。我国从20世纪60年代开始,针对农田土壤进行了土壤酶学的研究工作。但无论在研究方法还是研究内容上都与欧美发达国家有很大差距[8,56]。而在森林土壤研究领域中,有关森林土壤酶的研究更是十分有限[16]。针对我国森林土壤酶的研究现状,笔者认为,今后应加强以下3方面的研究:
1)加强土壤水解酶种类的研究。目前在土壤酶的研究中,对土壤酶种类的选择性有一定的随意性,主要集中在脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶,其次是蔗糖酶和磷酸酶。而对有机质转化密切的B--葡萄糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶以及蛋白酶的研究不多。由于森林生态系统主要通过营养元素的生物小循环维持土壤养分以及土壤的功能的发挥。而水解酶类直接参与森林土壤有机物质中碳、氮、磷、硫等重要元素的矿质化过程,因此扩大水解酶的研究种类,对深入了解森林生态系统的物质循环具有重要作用。
2)注重土壤酶敏感性指标的探索。现代森林土壤的研究着重于土壤质量演变动态的探索。对土壤酶指标的研究也是基于它对土壤生态环境的敏感性进行的。但土壤酶的种类很多,仅参与土壤氮素循环的土壤酶就有200种左右[12]。大量研究表明,不同种类酶的敏感性不同。de la Horra等[57]研究认为,在表层土壤中,B--葡萄糖苷酶对土壤耕作管理措施的响应比蛋白酶敏感。Wick等[58]认为,碱性磷酸酶随时间变化比较稳定,可以用来监测土壤质量的长期变化;B--葡萄糖苷酶的变化剧烈,但在退化和非退化土壤中的季节和空间变化一致,可以作为短期的土壤质量指标;而酸性磷酸酶和蛋白酶随季节变化呈现显著的差异,不能指示土壤质量的演变。但也有学者认为,在非碱性土壤中,可应用碱性磷酸酶作为土壤微生物活性和功能的指标[59]。因此,不同种类土壤酶对土壤的敏感反应有很大的差异。在森林土壤质量的动态监测中,应关注能反映森林经营措施变化的敏感性指标的研究。
3)注重土壤酶机理性的探索。近年来有关森林土壤酶指标的研究逐渐增多。但多数研究局限在描述性研究,注重数据之间的比较,而对引起差异的原因即机理性的探索不多。由于土壤微生物是土壤酶的来源之一,微生物群落组成的变化,可以显著地影响酶的活性的变化。在目前土壤酶分析方法有限的情况下,将土壤酶的研究与土壤微生物研究相结合,可进一步了解土壤酶指标变化的机理。
参考文献
[1]D ORAN J W,PARKIN T B.Defi ning and ass es sing soil quali ty
[M]P P DO RAN J W,CO LEMAN D C,BED ZICEK D F,et al.
De fining soil quality for a sustainable environment.Madison:Soil Society of A merica Inc,1994:3--21.
[2]SCHOEN HOL TI S H,VAN MIEGROET H,BURGER J A.A review
of chemical and physical properties as indicators of fores t s oil
quality:Challenges and opportunity[J].Fore st Ecology and
Management,2000,138:335--356.
[3]POWER R F,ANDREW S D,SANCHEZ F G,et al.The North
American long term soil producti vi ty e xperiment:Findings from the first decade of researc h[J].Forest Ecology and Manage ment,2005,
220:31--50.
[4]陆元昌.森林健康状态监测技术体系综述[J].世界林业研
究,2003,16(1):35--41.
LU Y C.A monitoring forest c ondition:A synthesi s of methods and
cri teria for sa mpling and assess men[J].Worl d Fo restry Researc h,
2003,16(1):20--25.
[5]ALEXA NDER S A,P ALMER C J.Fores t health monitoring in the
united s tates:Firs t four years[J].Env ironmental M onito ring and Assessme nt,1999,55(2):267--277.
[6]HO PKIN A,FENECH A,LILIALEHTO H.The Ontario fores t health
data co-operative[J].Environme ntal Monitoring and Assessment,
2001,67(2):131--139.
[7]GOBA T J M,AR AGNO M,MA TTHEY W.The living soil[M].New
Hamps hire:Science Publishers Inc,2004:539--550.
[8]BARDG ETT.The biology o f soil[M].Ne w York:Oxford Universi ty
Press,2005:24--117.
[9]ARIA S M E,GORZ#LEZ-P*REZ J A,GONZ#LEZ-VILA F J,et
al.Soil health)a ne w challenge for microbiologi sts and chemi sts
[J].Inte rnational Microbiology,2005,8(1):13--21.
[10]DICK R P.Soil enz yme acti vities as indicators of s oil quality[M]P P
D ORAN J W,COLEMAN D C,BEDZICEK D F,et al.De fining soil
qualit y f o r a sustainable e nv ironment.Madis on:Soil Society of America Inc,1994:107--124.
[11]DICK R P.Soil Enz yme activi ties as integrative indicators of s oil
health[M]P P PANKHURST C,DO UBE B M,G UPTA V V S R.
Biological indicators o f soil https://www.doczj.com/doc/187607750.html,:CAB Internati onal,1997:
121--156.
[12]GIAN FR EDA L,RUGGIER O P.Enzyme activity in s oil[M]P P
NANNIPIERI P,SMALLA K.Nuc le ic ac ids and proteins in soil.
Berlin:Springer,2006:257--311.
[13]SCHLO TER M,DILLY O,MUNCH J C.Indicators for evaluating
s oil quality[J].Agriculture,Ecosystems and Environment,2003,98
(1P3):255--262.
[14]曹慧,孙辉,杨浩,等.土壤酶活性及其对土壤质量的指示研
究进展[J].应用与环境生物学报,2003,9(1):105--109.
CAO H,SUN H,Y ANG H,et al.A revie w of soil enzyme acti vi ty
and its i ndication for soi l quality[J].Chinese Journal o f Applie d and
Environme ntal Biology,2003,9(1):105--109.
[15]张玉兰,陈利军,张丽莉.土壤质量的酶学指标研究[J].土
壤通报,2005,36(4):598--604.
136北京林业大学学报第30卷
ZHANG Y L,CHEN L J,Z HA NG L L.Enz ymological indicators of soil quali ty[J].Chinese Journal o f Soil Sc ie nce,2005,36(4):598--604.
[16]杨万勤,王开运.森林土壤酶的研究进展[J].林业科学,
2004,40(2):152--159.
YANG W Q,WN G K Y.Advances in fores t s oil enz ymology[J].
Sc ientia Silvae Sinicae,2004,40(2):152--159.
[17]SAYIOZZI A,LEVI-MINZIR,CARDELLI R,e t al.A compari son of
soil quality in adjacent culti vated fores t and native grassland s oil[J].
Plant and Soil,2001,233(2):251--259.
[18]CA LD WELL B A,GRIFFITHS R P,SO LLINS P.Soi l enzyme
response to vegetation disturbance in t wo lowland Costa Rican[J].
Soil Biolo gy and Bioc he mistry,1999,31(12):1603--1608. [19]DECKER K L M,BOEMER R E J,M O RRIS S J.Scale-dependent
patterns of soil enz yme activi ty i n a forest lands cape[J].Canadian Journal o f Forest Re searc h,1999,29(2):232--241.
[20]MON KIEDJE A,SPITELLER M,FOTIO D,et al.The effec t of land
use on s oil health i ndicators in per-urban agriculture in the humid forest zone of s outhern Cameroon[J].Journal o f Environmental Q ualit y,2006,35(6):2402--2409.
[21]孙波,张桃林,赵其国.我国中亚热带缓丘区红粘土红壤肥
力的演化ò.化学和生物学肥力的演化[J].土壤学报,1999,
36(2):203--217.
SUN B,Z HANG T L,Z HA O Q G.Fertility evolution of red s oil derived from Quaternary red clay in low-hilly re gion in the middle subtropics.Evolution of soil che mical and biological fertiliti es[J].
Acta Pe dologica Sinica,1999,36(2):203--217.
[22]胡亚林,汪思龙,颜绍馗,等.杉木人工林取代天然次生阔叶
林对土壤生物活性的影响[J].应用生态学报,2005,16(8):
1411--1416.
HU Y L,WANG S L,YAN S K,et al.Effects of replaci ng natural secondary broad-leaved fores t wi th Cunninghamia lance olata plantation on soil biological activi ties[J].Chinese Journal o f Applie d
Ec olo gy,2005,16(8):1411--1416.
[23]耿玉清,白翠霞,赵铁蕊,等.北京八达岭地区土壤酶活性及
其与土壤肥力的关系[J].北京林业大学学报,2006,28(5):
7--11.
GENG Y Q,BAI C X,ZHAO T R,et al.Soil enzyme activi ty and its relationshi p with the soil fertility in Badaling Mountai n Area of Beijing[J].Journal o f Bei jing Fore stry Unive rsit y,2006,28(5):7--
11.
[24]杨玉盛,何宗明,邹双全,等.格氏栲天然林与人工林根际土
壤微生物及其生化特性的研究[J].生态学报,1998,18(2):
198--202.
YANG Y S,HE Z M,ZO U S Q,et al.A study on the soil microbes and bioc hemis try of rhi zospheric and total soil in natural forest and plantation of Castano psis kauakamii[J].Ac ta Ecologic a Sinic a,
1998,18(2):198--202.
[25]陈爱玲,陈青山,蔡丽萍.杉木建柏混交林土壤肥力的研究
[J].南京林业大学学报(自然科学版),2001,25(3):43--46.
CHEN A L,CHEN Q S,CAI L P.A s tudy on soil fertility under mi xed forest of Cunninghamia lance olat and Fokienia ho dginsii[J].
Journal o f Nanjing Forest ry Universit y(Natural Scie nce s Edit ion),
2001,25(3):43--46.[26]王健,刘作新.油松刺槐混交林土壤生物学特性研究[J].干
旱区研究,2004,21(4):348--352.
WANG J,LIU Z X.Study on the biol ogical properties of soil under the mi xed.fores t of Pinus tabulae formis Carr.and Robinia Pseudoae aeia L.[J].Arid Zone Research,2004,21(4):348--352.
[27]胡延杰,翟明普,武觐文,等.杨树刺槐混交林及纯林土壤酶
活性的季节性动态研究[J].北京林业大学学报,2001,23
(5):23--26.
HU Y J,Z HAI M P,WU J W,et al.Dyna mics of enz yme activi ty in the s oil of pure and mi xed stands of poplar and black locust[J].
Journal o f Bei j ing Fore stry U nive rsity,2001,23(5):23--26.
[28]薛立,陈红跃,邝立刚.湿地松混交林地土壤养分、微生物和
酶活性的研究[J].应用生态学报,2003,14(1):157--159.
X UE L,CHEN H Y,KUANG L G.Soil nutri ent,microorganis m and enzyme activity in Pinus elliott ii mi xed s tands[J].Chine se Journal o f Applie d Ecology,2003,14(1):157--159.
[29]姜春前,徐庆,姜培坤.不同森林植被下土壤化学和生物化
学肥力的综合评价[J].林业科学研究,2002,15(6):700--705.
J IA NG C Q,XU Q,J IA NG P K.Integrated evaluation of s oil che mical and bioche mical fertility under di fferent vegetations[J].
Forest Researc h,2002,15(6):700--705.
[30]杨玉盛,邱仁辉,俞新妥.杉木连栽土壤微生物及生化特性
的研究[J].生物多样性,1999,7(1):1--7.
YANG Y S,QIU R H,YU X T.Study on soil microbes and biochemical activi ty in the conti nuous plantations of Cunninghamia lanceolata[J].Chinese Biodive rsity,1999,7(1):1--7.
[31]黄宇,冯宗炜,汪思龙,等.杉木与固氮和非固氮树种混交对
林地土壤质量和土壤水化学的影响[J].生态学报,2004,24
(10):2192--2199.
HUANG Y,FENG Z W,WANG S L,e t al.Effec ts of Chines e-fi r mixing with N-fi xing and non-N fixing tree s peci es on fores tl and quality and fores-t floor solution chemistry[J].Acta Ecologica Sinica,2004,24(10):2192--2199.
[32]杨承栋,张小泉,魏以荣,等.浙江省丽水不同前茬杉木林土
壤性质与林木生长[J].土壤学报,2004,41(6):954--961.
YANG C D,ZHANG X Q,WEI Y R,et al.Soil properties and fores t growth in Chi nese fi r forest s oils di fferent in preceding vegetation i n Lishui of Zhejiang province[J].Ac ta Pedologica Sinica,2004,41(6):954--961.
[33]HA SSETT J E,ZAK D R.Aspen harvest i ntensi ty decreases
microbial biomass and extracell ular enzyme activity and s oil nitrogen cycli ng[J].Soil Science Soc ie ty o f Americ a Journal,2005,69(1):
227--235.
[34]薛立,向文静,何跃君,等.不同林地清理方式对杉木林土壤
肥力的影响[J].应用生态学报,2005,16(8):1417--1421.
X UE L,XIAN G W J,HE Y J,et al.Effects of different ground clearance on soil fertility of Chinese fir s tands[J].Chine se Journal o f Applie d Ecology,2005,16(8):1417--1421.
[35]张鼎华,范少辉.亚热带常绿阔叶林和杉木林皆伐后林地土
壤肥力的变化[J].应用与环境生物学报,2002,8(2):115--
119.
Z HA NG D H,FAN S H.Changes of soil ferti li ty i n the evergreen broad-leaved and Chinese fir fores t lands in s ub-tropical after clear cutti ns[J].Chinese Journal o f Applie d and Environmental Biology,
2002,8(2):115--119.
137
增刊2耿玉清等:森林经营对土壤酶活性影响的研究进展
[36]STADD ON W J.E ffects o f sele cted f o restry practice s and c limatic
factors on forest soil microbial dive rsit y and soil enzymatic activ it y
[D].Guelph,Canada:University of Guelph,1997.
[37]BOERNER R E J,WALDRO P T A,SHELDUNE V B.Wildfire
mi ti gation strategies affec t s oil enz yme acti vi ty and s oil organic carbon in l obloll y pine(Pinus taeda)forests[J].Canadian Journal
o f Fo rest Re searc h,2006,36(12):3148--3154.
[38]张鼎华,叶章发,范必有,等.抚育间伐对人工林土壤肥力的
影响[J].应用生态学报,2001,12(5)B672--676.
ZHANG DH,YE Z F,FAN B Y,et al.Influence of thinning on s oil fertility in arti ficial forest[J].Chinese Journal o f Applie d Ecology,
2001,12(5)B672--676.
[39]MAA SSEN S,FRI TZE H,WIRTH S.Respons e of soil microbial
biomas s,activities,and community structure at a pine s tand in northeas ter Germany5years after thi nning[J].Canadian Journal o f
Fo rest Re se arch,2006,36(6):1427--1434.
[40]GARCIA C,NERNAND EZ T,R OLDAN A,et al.Soil processes and
c hemical trans port:Biological an
d bioch
e mical quality o
f a semiarid
soil after i nduced devegetation[J].Journal o f Environmental Q ualit y,1997,26(4):1116--1122.
[41]DICK R P,MYR OLD D D,KERLE E A.Microbial biomas s and s oil
enzyme ac tivities in compac ted and rehabilitated skid trail s oils[J].
Soil Science Society o f America Journal,1988,52(2):512--516.
[42]JORD AN D,PONDER F,J r.HUBBARD V C.Effects of s oil
c ompaction,fores t leaf litter an
d nitrogen fertilizer on two oak species
and microbial acti vi ty[J].Apply Soil Ecology,2003,23(1):33--41.
[43]TAN X,CHANG S X,KABZEMS R.Soil compacti on and forest floor
removal reduced microbial bi omass and enzyme activities in a boreal as pen fores t s oil[J].Biology and Fe rtility o f Soils,2008,44(3):
471--479.
[44]STADD ON W J,D UCHESNE L C,TREVORS J T.Acid
phos phatase,alkaline phosphatas e and aryls ulfatase ac tivities in s oils from a jack pine(Pinus bansiana La mb.)ecos ys tem after clear
c utting,prescribe
d burning and scarification[J].Biology and
Fertility o f Soils,1998,27(1):1--4.
[45]QUILCHANO C,MAR A S7N T.Dehydrogenase ac tivity in
Mediterranean forest soils[J].Biolo gy and Fe rtility o f S oils,2002,
35(22):102--107.
[46]BOERNER R E J,DECKER K L M,SUTHERLAND E K.
Prescri bed burning effects on soil enz yme activi ty i n a s outhern Ohio hardwood fores t:A landscape scale analysis[J].Soil Biology and Bioche mistry,2000,32(7):899--908.
[47]BOERNER R E J,BRINK MAN J A.Fire frequency and soil enzyme
activity in s outhern Ohio oak-hickory forest[J].Apply Soil Ecology,
2003,23(2):137--146.
[48]周瑞莲,张普金,徐长林.高寒山区火烧土壤对其养分含量
和酶活性的影响及灰色关联分析[J].土壤学报,1997,34
(1):89--96.
ZHOU R L,Z HA NG P J,X U C L.Effect of burni ng turf on nutrient
c ontents an
d enz ymatic activities of alpi n
e meado w s oil and i ts grey
relationship analysis[J].Ac ta Pedologica Sinic a,1997,34(1):89--
96.
[49]王健,刘作新,蔡崇光.施肥对油松刺槐混交林土壤微生物
种群和酶活性的影响[J].生态学杂志,2004,23(5):89--92.
WANG J,LIU Z X,CAI C G.Effects of fertilization on soil microbe and enz yme activi ty in Pinus tabulae formis and Robinia Pse udoacaia mixed fores t[J].Chinese Journal o f Ecology,2004,23(5):89--92.
[50]陈立新.施肥对落叶松人工林根际土壤生化活性的影响[J].
水土保持学报,2003,17(3):133--137.
CHEN L X.Infl uence of fertilization on bio-chemical acti venes s of
rhiz os phere soil in Larch plantati ons[J].Journal o f Soil and W ate r
Conse rvation,2003,17(3):133--137.
[51]FOX T R.Nitrogen mineraliz ati on following fertiliz er of D ouglas-fi r
fores ts with urea in western Washi ngton[J].S oil Sc ienc e Socie ty o f
America Journal,2004,68(5):1720--1728.
[52]CLAR HO LM M.Microbi al biomass P,labile P,and acid phos phatase
activi ty in the humus layer of a spruce fores t,af ter repeated additions
of fertilizers[J].Biolo gy and Fertility o f Soils,1993,16(4):287--
292.
[53]PRIETZEL J.Arylsulfatase ac ti vities in s oils of the black forest P
German-y seasonal variation and effec t of fertili zati on[J].Soil
Biology and Bioc hemistry,2001,33(10):1317--1328.
[54]D EFOREST J L,ZA K D R,PREGITZER K S,et al.A tmospheric
nitrate deposi tion,microbial community composition,and enz yme activi ty i n northern hardwood fores t[J].S oil Sc ie nce S oc iety o f
America Journal,2004,68(1):132--138.
[55]姜培坤,徐秋芳,周国模,等.种植绿肥对板栗林土壤养分和
生物学性质的影响[J].北京林业大学学报,2007,29(3):120--
123.
J IA NG P K,XU Q F,Z HO U G M,et al.Effects of green manure on
s oil nutrients and bio-properties of Castane a mollissi ma Blume plantati ons[J].Journal o f Bei jing Fore stry U ni versity,2007,29(3):
120--123.
[56]中国土壤学会.中国土壤科学的现状与展望[M].南京:河海
大学出版社,2007:94--109.
Soil Science Society of Chi na.Prese nt and e xpectation o f soil sc ienc e
in China[M].Nanjing:Hehai Uni versity Pres s,2007:94--109. [57]D E LAHORR A A M,CONTI M E,PALMA R M.B-glucosi dase and
proteases activi ties as affected by long-term management practices in
a Typic Ai giudoll soil[J].Communication in Soil Sc ience and Plant
Analysis,2003,34(17):2395--2404.
[58]WICK B,K B HNE R F,VIELHA UER K,et al.Temporal variabili ty
of selected soil microbiol ogical and biochemical i ndicators under
different s oil quality condi tion in s outh western Nigeria[J].Biology
and Fert ilit y o f Soils,2002,35(3):155--167.
[59]BOY LE S I,HAR T S C,KAYE J P,et al.Res toration and canopy
type infl uence soil microflora i n a ponderosa pine forest[J].Soil
Sc ienc e Soc iety o f Americ a Journal,2005,69(5):1627--1637.
(责任编辑冯秀兰)
138北京林业大学学报第30卷
土壤酶的研究进展 摘要：土壤酶作为土壤组分中最活跃的有机成分之一不仅可以表征土壤物质能量代谢旺盛程度，而且可以作为评价土壤肥力高低、生态环境质量优劣的一个重要生物指标，并且，在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色。本文通过分析、总结国内外土壤酶研究进展，研究土壤酶的来源、作用及其影响因素，展望土壤酶学的发展前景，将有助于该学科研究的纵深发展与广泛利用。 关键字：土壤酶作用影响因素进展 前言 土壤酶( soil enzyme)是指土壤中的聚积酶, 包括游离酶、胞内酶和胞外酶, 其活性变化规律及与生态因子的相互作用关系研究引起众多学者的重视, 它是评价土壤质量的重要手段之一[1], 同时也是评价土壤自净能力的一个重要指标[2]。对土壤酶的研究，让我们能更好地去了解土壤酶是土壤有机体的代谢动力, 在生态系统中起着重要的作用, 以及与土壤理化性质、土壤类型、施肥、耕作以及其它农业措施的密切关系。而土壤酶活性在土壤中的表现, 在一定程度上反映了土壤所处的状况, 且对环境等外界因素引起的变化较敏感, 成为土壤生态系统变化的预警和敏感指标。 关于土壤酶的研究历史可以追溯到19世纪末，自Woods( 1898) 首次从土壤中检测出过氧化氢酶活性以来, 土壤酶研究经历了一个较长的奠定和发展时期( 关松荫, 1986) 。一般认为, 20 世纪50 年代以前为土壤酶学的奠定时期, 许多土壤学者从各种土壤中共检测出了40 余种土壤酶的活性,并发展了土壤酶活性的研究方法和理论, 土壤酶研究逐渐发展成一门介于土壤生物学和生物化学之间的一门新兴边缘交叉学科( Burns, 1978)[3]。20 世纪50～ 80 年代中期为土壤酶学迅速发展的时期。由于生物化学和土壤生物学所取得的巨大成就, 土壤酶的检测技术和方法不断改进, 一些新的土壤酶活性逐渐被检测出来。到20 世纪80 年代中期, 大约有60 种土壤酶活性被检测出来, 土壤酶学的理论和体系逐渐完善。土壤酶活性与土壤理化性质的相互关系、土壤酶的来源和性质以及土壤酶检测手段的改进等成为这段时期的研究重点[4, 5]。土壤酶活性的研究作为土壤肥力指标而受到土壤学家的普遍重视( 周礼恺, 1987) 。20 世纪80 年代中期以后为土壤酶学与林学、生态学、农学和环境科学等学科相互渗透的时期, 土壤酶学的研究已经超越了经典土壤学的研究范畴, 在几乎所有的陆地生态系统研究中, 土壤酶活性的检测似乎成了必不可少的测定指标[7, 8]。由于土壤酶活性与土壤生物、土壤理化性质和环境条件密切相关( Dick, 1996) , 因而土壤酶活性
纤维素酶 一、试剂： 1）醋酸缓冲液（pH 5.5）：164.08 g无水醋酸钠（C2H3O2Na）溶于700 ml去离子水，用醋酸（C2H4O2）调节pH至5.5，用去离子水稀释至1 L。 2）CMC溶液（0.7%，w:v）：7 g羧甲基纤维素钠盐溶于1 L醋酸缓冲液，45℃下搅拌2 h，此溶液在4℃下可存放7天。 3）还原糖试剂： 试剂A：16 g无水碳酸钠（Na2CO3）和0.9 g氰化钾（KCN）溶于去离子水并稀释至1 L。试剂B：0.5 g六氰铁钾（K4Fe（CN）6）溶于去离子水并稀释至1 L，贮于棕色瓶中。 试剂C：1.5 g 硫酸铁铵（NH4SO4Fe2(SO4)2·H2O）、1 g十二烷基硫酸钠（C12H25O4SNa）和4.2 ml浓硫酸溶于50℃去离子水，冷却后稀释至1 L。 4）水合葡萄糖溶液：28 mg水合葡萄糖溶于少量去离子水中，并定容至1 L。 二、仪器设备 恒温培养箱，水浴锅，分光光度计，搅拌器，三角瓶 三、操作步骤 取10.00 g（耕地）或5.00 g（林地）新鲜土壤（＜2 mm）于100 ml三角瓶中，加15 ml 醋酸缓冲液和15 ml CMC溶液，盖上塞子，于50℃下培养24 h，过滤。同时做空白对照，但在培养结束时才加入15 ml CMC溶液，并迅速过滤。 取2.00 ml滤液于50 ml容量瓶中，并用去离子水定容至刻度。吸取2.00 ml稀释液于20 ml试管中，加2.00 ml还原糖试剂A和2.00 ml还原糖试剂B，盖紧混匀，在100℃水浴中加热15 min 后，立即至于20℃水中冷却5 min。加10.00 ml还原糖试剂C，混匀，20℃下静置显色60 min，于690 nm波长处比色测定（要求在30 min内完成）。 标准曲线：吸取0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0 ml水合葡萄糖溶液，用去离子水稀释至2 ml，同上加入还原糖试剂A、B、C后，比色测定还原糖含量。c) 空白： 无土空白：不加土样，其余操作与样品试验相同，整个试验设置一个，重复一次。 无基质空白：以等体积水代替基质，每个土样设置一个。 四、结果计算 土壤纤维素酶活性（μg·g-1·(24 h)-1）＝(C*V*f)/ dwt 式中C为样品的葡萄糖含量（μg·ml-1）；V为土壤溶液体积（30 ml）；f为稀释倍数（25）；
土壤酶活性测定方法 土壤脲酶的测定方法（苯酚钠—次氯酸钠比色法） 一、原理 脲酶存在于大多数细菌、真菌和高等植物里。它是一种酰胺酶作用是极为专性的，它仅能水解尿素，水解的最终产物是氨和二氧化碳、水。土壤脲酶活性，与土壤的微生物数量、有机物质含量、全氮和速效磷含量呈正相关。根际土壤脲酶活性较高，中性土壤脲酶活性大于碱性土壤。人们常用土壤脲酶活性表征土壤的氮素状况。 土壤中脲酶活性的测定是以脲素为基质经酶促反应后测定生成的氨量，也可以通过测定未水解的尿素量来求得。本方法以尿素为基质，根据酶促产物氨与苯酚—次氯酸钠作用生成蓝色的靛酚，来分析脲酶活性。 二、试剂 1）甲苯 2）10%尿素：称取10g尿素，用水溶至100ml。 3）柠檬酸盐缓冲液（PH6.7）：184g柠檬酸和147.5g氢氧化钾（KOH）溶于蒸馏水。将两溶液合并，用1mol/LNaOH将PH调至6.7，用水稀释定容至1000ml。 4）苯酚钠溶液（1.35mol/L）：62.5g苯酚溶于少量乙醇，加2ml甲醇和18.5ml丙酮，用乙醇稀释至100ml（A液），存于冰箱中；27gNaOH溶于100ml水（B液）。将A、B溶液保存在冰箱中。使用前将A液、B液各20ml混合，用蒸馏水稀释至100ml。 5）次氯酸钠溶液：用水稀释试剂，至活性氯的浓度为0.9%，溶液稳定。 6）氮的标准溶液：精确称取0.4717g硫酸铵溶于水并稀释至1000ml，得到1ml含有0.1mg 氮的标准液；再将此液稀释10倍（吸取10ml标准液定容至100ml）制成氮的工作液（0.01mg/ml）。 三、操作步骤 称取5g土样于50ml三角瓶中，加1ml甲苯，振荡均匀，15min后加10ml10%尿素溶液和20ml PH 6.7柠檬酸盐缓冲溶液，摇匀后在37℃恒温箱培养24小时。培养结束后过滤，过滤后取1ml滤液加入50ml容量瓶中，再加4ml苯酚钠溶液和3ml次氯酸钠溶液，随加随摇匀。20min后显色，定容。1h内在分光光度计与578nm波长处比色。（靛酚的蓝色在1h 内保持稳定）。 标准曲线制作：在测定样品吸光值之前，分别取0、1、3、5、7、9、11、13ml氮工作液，移于50ml容量瓶中，然后补加蒸馏水至20ml。再加入4ml苯酚钠溶液和3ml次氯酸钠溶液，随加随摇匀。20min后显色，定容。1h内在分光光度计上于578nm波长处比色。然后以氮工作液浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制标准曲线。 注意事项: 1、每一个样品应该做一个无基质对照，以等体积的蒸馏水代替基质，其他操作与样品 实验相同，以排除土样中原有的氨对实验结果的影响。 2、整个实验设置一个无土对照，不加土样，其他操作与样品实验相同，以检验试剂纯
关于影响土壤酶活性因素的研究 摘要：本文对国内外土壤酶活性影响因素的研究进行了综述,总结了土壤微生物、团聚体、农药、重金属和有机物料等对土壤酶活性的影响,并对土壤纳米粒子与土壤酶活性关系的研究发展前景进行了展望。 关键词：土壤酶活性;微生物;团聚体;重金属;有机物料 Study progress on factors affecting soil enzyme activity Abstracts:In this article,the study on factors affecting soil enzyme activity in recent years was reviewed. Several aspects such as microbial,aggregation,heavy metals,organic manure and so on were included.At the same time,the effects of the soil inorganic nanometer particle (SINP) on soil enzyme activity inthe future research was forecasted. Key words:soil enzyme activity;microbial;aggregation;heavy metals;organic manure 酶是土壤组分中最活跃的有机成分之一,土壤酶和土壤微生物一起共同推动土壤的代谢过程[1]。土壤酶来源于土壤中动物、植物和微生物细胞的分泌物及其残体的分解物,其中微生物细胞是其主要来源[1,2]。土壤中广泛存在的酶类是氧化还原酶类和水解酶类,其对土壤肥力起重要作用。土壤中各有机、无机营养物质的转化速度,主要取决于转化酶、蛋白酶磷酸酶、脲酶及其他水解酶类和多酚氧化酶、硫酸盐还原酶等氧化还原酶类的酶促作用[2]。土壤酶绝大多数为吸附态,极少数为游离态,主要以物理和化学的结合形式吸附在土壤有机质和矿质颗粒上,或与腐殖物质络合共存[3]。 土壤酶活性反映了土壤中各种生物化学过程的强度和方向[4],其活性是土壤肥力评价的重要指标之一,同时也是土壤自净能力[1]评价的一个重要指标。土壤酶的活性与土壤理化特性、肥力状况和农业措施有着显著的相关性[5]。因此,研究土壤酶活性的影响因素,提高土壤酶活性,对改善土壤生态环境,提高土壤肥力有重要意义。本文对土壤酶活性影响因子的研究
土壤蔗糖酶(Solid-Sucrase,S-SC）试剂盒使用说明 分光光度法50管/24样货号：BC0240 产品简介： S-SC能够水解蔗糖变成相应的单糖而被机体吸收，其酶促作用产物与土壤中有机质、氮、磷含量，微生物数量及土壤呼吸强度密切关，是评价土壤肥力的重要指标。 S-SC催化蔗糖降解产生还原糖，进一步与3，5－二硝基水杨酸反应，生成棕红色氨基化合物，在540nm有特征光吸收，在一定范围内540nm光吸收增加速率与S-SC活性成正比。 试验中所需的仪器和试剂： 可见分光光度计、台式离心机、水浴锅、可调式移液器、1mL玻璃比色皿、冰、甲苯（不允许快递）和蒸馏水。 产品内容： 试剂一：甲苯5mL×1瓶，4℃保存；（自备） 试剂二：液体15mL×1瓶，4℃保存； 试剂三：粉剂×1瓶，4℃保存；临用前每瓶加入40mL蒸馏水充分溶解备用； 试剂四：液体45mL×1瓶，4℃保存； 标准品：粉剂×1支，4℃保存，含10mg无水葡萄糖（干燥失重<0.2%），临用前加入1ml 蒸馏水溶解备用，4℃可保存1周，或者用饱和苯甲酸溶液溶解，可保存更长时间。 标准品准备：将标准品用蒸馏水稀释至0.5、0.4、0.3、0.2、0.1mg/ml。 操作步骤： 试剂名称测定管对照管标准管风干土样（g）0.10.1- 试剂一（μL）1515-
振荡混匀，使土样全部湿润，37℃放置15min-试剂二（μL）250250- 试剂三（μL）750-- 蒸馏水（μL）-750- 混匀，放入37℃水浴培养24小时，10000g，4℃，离心5min，取上清液，同时准备标准品上清液或标准品（μL）200200200试剂四（μL）500500500 充分混匀，放入沸水浴中煮沸5min（盖紧，以防止水分散失），流水冷却后充分混匀。 标准曲线的建立：540nm处蒸馏水调零，读标准管吸光值A。以浓度（y）为纵坐标，吸光度A（x）为横坐标建立标准曲线。 样品处理：测定管和对照管用蒸馏水稀释10倍后（可以吸取100μL，加入900μL蒸馏水稀释；如果吸光度大于1.5，可以适当加大稀释倍数），540nm处蒸馏水调零，读吸光值A。计算ΔA=A测定管-A对照管。每个测定管需设一个对照管。 S-SC活力的计算： 根据标准曲线，将ΔA带入公式中（x）计算样品浓度y（mg/mL）。 单位的定义：每天每g土样中产生1mg还原糖定义为一个S-SC活力单位。 S-SC活力(U/g土样)=y×10×V反总÷W÷T=101.5×y 10：稀释倍数；T：反应时间，1d；V反总：反应体系总体积：1.015mL；W：样本质量，0.1g。
土壤酸性磷酸酶活性的测定 1．试剂配制 (1)0.115M p-硝基苯磷酸钠溶液 取10.67g p-硝基苯磷酸二钠（6H O,分子量为371.1），溶于pH4.5通用缓冲液中并稀释至 2 250ml.4摄氏度冰箱保存。 (2)通用缓冲液（pH4.5）（缓冲液久置会有沉淀） 原液由以下成分组成: 三羟甲基氨基甲烷12.1g 顺丁烯二酸11.6g 柠檬酸14g 硼酸6.3g 溶于500ml 1N NaOH（40g定容1L）中，加蒸馏水至1L。取原液200 ml，再加入0.1N HCL 或浓HCL来调pH为4.5。最后稀释至1L，即得。 (3)甲苯 (4)0.5 mol/L Cacl2.2H2O溶液： 36.75g Cacl2.2H2O定容500ml. (无水CaCl2: 11.1g定容200ml) (5)0.5 mol/L NaOH溶液：20g NaOH定容1L. 2．测定步骤 置于50ml三角瓶中，加4ml通用缓冲液（pH4.5）、0.25ml甲苯和1ml 0.115M p-硝基苯磷酸钠溶液,摇匀后，置于37℃恒温箱中1h。 培养结束后，加入1ml 0.5 mol/L氯化钙溶液和4ml 0.5 mol/L NaOH溶液，通过致密滤纸过滤到50ml容量瓶，用蒸馏水定容后在410nm处比色. 3．计算方法 土壤酸性磷酸酶的活性用单位时间内每克土中的对硝基苯酚的毫克数表示， W（mg·g-1·h-1）=M1/（m×t） 式中：M1—标准曲线上查得样品中对硝基苯酚的质量（mg）； t —反应时间（h）；=1h m—样品土壤的重量（g） 无土壤CK: 用1ml蒸馏水代替1g土壤；每批土样做2个；无基质CK: 用1ml蒸馏水代替1ml PNPP。每个处理做1个。 标准曲线的制作： 1）对硝基苯酚标液：1g对硝基苯酚定容1L，低温保存。 2）取标液0、1、2、3、4、5ml于0-6号硬质试管中，分别加pH6.5通用缓冲液4ml，Cacl2.2H2O 溶液1ml，NaOH溶液4ml， ②混匀后，定量滤纸过滤到50ml容量瓶，定容后，再取各浓度标液1ml定容至50ml，以0号试管作为对照，在A410nm波长下测光吸收值，并记录光吸收值A410。 ③以吸光值为横坐标、对硝基苯酚的含量为纵坐标计算直线回归方程y=a+bx及相关系数R，即对硝基苯酚含量n（mg）=a+b×A410.
土壤酶活性测定方法 一、蔗糖酶: 3，5-二硝基水杨酸比色法 1. 试剂配制 （1）2N氢氧化钠200mL：称取16g 氢氧化钠，用蒸馏水溶解，定溶于200mL容量瓶中。 （2）3，5-二硝基水杨酸溶液1000mL：称5g二硝基水杨酸，溶于200mL2N氢氧化钠和500mL蒸馏水中，再加300g酒石酸钾钠，用蒸馏水稀释至1000mL（不超 过7天）。 （3）1/15M 磷酸氢二钠1000mL：23.867g N a2HPO4·12H2O溶于1000mL蒸馏水中。 （4）1/15M 磷酸二氢钾1000mL：9.078g KH2PO4溶于1000mL蒸馏水中。 （5）pH5.5磷酸缓冲液100mL：5 mL磷酸氢二钠(1/15M)加95mL磷酸二氢钾(1/15M) （6）8%蔗糖1000mL：称取80g蔗糖，用水溶解，稀释至1000mL。 （7）甲苯。 （8）标准葡萄糖溶液（1mg/mL）1000mL：取少量葡萄糖在真空干燥箱中，于55℃条件下真空干燥至恒重。然后取1.00g葡萄糖溶于100ml蒸馏水中成标准葡萄 糖母液（10mg还原糖/ml）。取此母液10ml, 用蒸馏水定容至100mL即成标准 葡萄糖液（1mg/ml）； 2. 操作步骤 （1）标准曲线绘制：分别取标准葡萄糖液0.4mL，0.8 mL，1.2mL, 1.6mL, 2.0mL,2.8mL, 3.2mL于50 mL比色管中，另取一管做空白对照。用蒸馏水补足至10mL。加入3.0mL 3，5-二硝基水杨酸，沸水浴5min，随即在自来水流下冷却。最后用蒸馏水稀释至50mL，并在分光光度计上于波长508nm处进行比色。 比色后，以光密度值为纵坐标，葡萄糖浓度为横坐标绘制成标准曲线。 （2）土壤蔗糖酶活性测定：称5.00g土样，置于50mL三角瓶中，注入15.0mL 8%蔗糖溶液，5.0mL pH5.5磷酸缓冲液和5滴甲苯。摇匀混合物后，放入恒温箱，在37℃下培养24h。到时取出，6000rpm离心10min。取1.0mL上清液（新鲜土样所吸取的上清液体积为1.0mL；风干土及保存1个月的土样所吸取的上清液体积为0.5mL）于50mL比色管中，然后按绘制标准曲线显色方法进行比色测定。 为消除土壤中原有的蔗糖、葡萄糖引起的误差。每一土样需做无基质对照。整个实验需作无土壤对照。 3．结果计算 蔗糖酶活性以24h后1g土壤葡萄糖的毫克数表示。 葡萄糖（mg）=(a-b)×c 式中 a---从标准曲线查得的样品（加了基质）对应的葡萄糖浓度，mg/mL； b---从标准曲线查得的样品对照组的葡萄糖浓度，mg/mL； c---换算成1g土的系数。 二、脲酶: 靛酚比色法 1. 试剂配制 （1）pH6.7柠檬酸盐缓冲液1L：取184g柠檬酸溶于300mL蒸馏水中，另取147.5g KOH溶于水，再将两种溶液合并，用1N NaOH将pH调至6.7，并用水稀至1L。 （2）苯酚钠溶液：称取62.5g苯酚溶于少量乙醇中，加2mL甲醇和18.5mL丙酮，然后用乙醇稀释至100mL(A液)，保存在冰箱中。称取27g NaOH溶于100mL 水中（B液），保存在冰箱中。使用前，取A、B两液各20mL混合，并用蒸馏 水稀释至100mL备用。 （3）次氯酸钠溶液100mL：取10%的次氯酸钠溶液9mL，用水稀释定容于100mL 容量瓶中，即活性氯的浓度为0.9%，溶液稳定。 （4）10%尿素溶液500mL：取50g尿素，用水稀释至500mL。 （5）甲苯。
农药对土壤酶活性影响的研究进展 闫 雷a,李晓亮a,秦智伟b,敖斯刚a (东北农业大学a.资源与环境学院;b.园艺学院,哈尔滨 150030) 摘 要:随着农药对土壤污染的日益严重,越来越多的研究者将土壤酶作为指示剂,检测农药对土壤环境条件的影响,并根据土壤酶活性的变化来判断污染物对土壤的毒害程度,这也是从土壤生物化学角度探索环境保护的一个新内容。为此,介绍了影响土壤酶活性的环境因素,综述了农药对土壤酶活性影响的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,以期为土壤农药污染的进一步治理和修复提供科学依据。 关键词:农药污染;土壤;酶活性;影响 中图分类号:S154.2 文献标识码:A文章编号:1003-188X(2009)11-0223-04 0 引言 土壤酶是土壤新陈代谢的重要因素[1],土壤中所进行的生物和化学过程在酶的催化下才能完成。土壤污染条件下酶活性变化很大,土壤酶活性的改变将影响土壤养分的释放,从而影响作物的生长,所以土壤酶活性常作为土壤质量演变的生物活性指标。近年来,随着农药对土壤污染的日益严重,越来越多的研究者将土壤酶作为指示剂,检测农药对土壤环境的影响,并根据土壤酶活性的变化来判断污染物对土壤的毒害程度,这也是从土壤生物化学角度探索环境保护的一个新内容。 1 土壤酶活性的影响因素 1.1 土壤微生物 早在20世纪60年代就有人研究酶活性与土壤微生物活性之间的相互关系,如Lenhard发现微生物活性与土壤脱氢酶活性密切相关[2]。郭继勋证实了脲酶、磷酸酶和纤维素酶的活性与微生物量有较密切的关系,3种酶的活性随着生物量的增强而不断增强,二者变化基本同步[3]。Naseby通过向根际接种遗传改性微生物,发现遗传改性微生物生成的酶,对土壤的碳、磷转化具有重要作用[4]。沈宏等发现玉米生长的中、前期,土壤微生物中碳、氮与土壤过氧化氢、蔗糖 收稿日期:2009-06-06 基金项目:国家自然科学基金项目(39870469);黑龙江省博士后基金项目(LBH-Z06162);东北农业大学创新团队发展计划项 目(CXT003-1-3) 作者简介:闫 雷(1974-),女,黑龙江牡丹江人,副教授,博士,硕士生导师,(E-m ail)yan l ei h ai peng@g m ai.l co m。 通讯作者:秦智伟(1957-),男,黑龙江阿城人,教授,博士生导师, (E-m ail)qz w303@126.co m。酶、脲酶、蛋白酶活性及速效养分的相关性均达到显著或极显著水平[5]。 1.2 土壤理化性质 土壤水分、空气、温度与机械组成,一方面与微生物的活性和类型有显著的相关性,另一方面也会直接影响土壤酶活性的存在状态与强弱。一般来说,土壤湿度大,土壤酶活性高;但土壤过湿可能会造成土壤缺氧,从而影响微生物的生长[1]。温度直接影响释放酶类的微生物种群及数量,冯贵颖研究发现[6],在20 ~60 时,各土壤粘粒的脲酶吸附量随温度升高而降低。土壤中二氧化碳、氧气含量与土壤微生物的活性相关,因此对土壤酶活性有直接影响。土壤的机械组成及结构状况也能影响土壤酶活性[7]。同一类土壤的黏质土壤比轻质土壤具有较高酶活性,其原因是酶主要分布在腐殖质含量较高和微生物数量较多的细小颗粒中。因此,向矿质土中加入黏质土,能较大地增强蛋白酶、脲酶和蔗糖酶的活性。 土壤化学性质可从多方面影响土壤酶活性。首先,能在很大程度上直接影响酶的主要生成者 微生物;其次,土壤中的某些化学物质可通过激活或抑制作用来调节胞外酶的功能。另外,土壤一系列化学性质,如土壤p H值、交换性阳离子的组成与比例、盐基饱和度、腐殖质的特性以及有机 矿物质复合体的组成等,在很大程度上决定酶在土壤中的固定情况。土壤pH值越低(低于蛋白酶的等电点),粘粒吸附的酶越多。土壤有机质与土壤酶之间存在显著正相关。土壤有机物质可吸附土壤中的酶,如脲酶、二酚氧化酶、蛋白酶及水解酶等,这些物质都曾以 酶 腐殖物质复合物 的形式从土壤中被提取出来。
森林调整就是为了实现森林永续利用，森林经营应用森林调整理论与技术，对现实森林进行调整，采取不同的调整措施，把现实森林的结构逐步调整成为完全合理的时间和空间秩序，能够使森林逐步实现永续利用。 完全调整林是森林通过若干次调整以后，形成理想的森林结构，建立起既符合自然规律又符合永续利用结构空间秩序与时间秩序的标准林。完全调整林根据年龄划分为同龄林与异林龄完全调整林两种类型。 完全调整林应具备的条件 ?森林每年或定期收获蓄积、大小和质量大体 相等。 ?各个直径级或龄级的林木保持适当的比例， 能够每年或定期取得数量大致相等，达到期 望大小的收获量。 ?收获量包括野生动物、游憩、美学价值和其 他林产品。 完全调整林与法正林的比较 完全调整林比起法正林较为灵活一些，在做法上力求切合实际，既考虑森林自然规律和现状，又结合林业生产的要求；在形式上，它要求各龄级能呈现一定的比例，而不要求严格的年龄阶序列，它要求以生长量控制采伐量，并且以生长量、蓄积量与林分的立地条件、年龄保持相应一致，能够在一定期间获得数量和质量大致相等的林产品，在边生产边调整的过程中，逐步形成符合永续利用的完全调整林。 可见，完全调整林与法正林相似，但更加灵活、现实，其不同的特点如下： 各龄级面积相等，并不因时间而改变，这是法正林的主要条件。但是完全调整林各龄级希望尽量相等，但不必完全相等。 法正林要求法正生长量，但完全调整林不强调法正生长量，只提在相应条件下的生长量，可小于法正生长量，生长量的大小取决于经营水平。 法正林要求法正蓄积量，而完全调整林不要求法正蓄积量。完全调整林的蓄积量水平决定于经营水平，可小于或大于法正蓄积量，但往往不是最大的。 法正林条件下其蓄积、年伐量是最大的，而完全调整林的年伐量往往不是最大的，只希望在一定的采伐水平上龄级结构保持不变，能够永续利用的森林。 法正林是一个极限概念，它的疏密度最大，同时只适用于同龄林、皆伐作业，而完全调整林可以是同龄林，也可以是异龄林。 检查法的特点是提出一个具体的森林经营方法。通过定期重复调查来检查森林构造、蓄积和生长量的变化。检查法是一种集约经营的方法，它的基本想法和方法论至今仍有指导意义。 为了在时间上、空间上，在每一林分中获得持续生产，毕奥莱确定的检查法森林经营原则是： ①尽可能多的持续生产； ②用尽可能少的资料进行生产； ③尽可能生产最好的材种。 持续发展的含义 持续发展的基本意图是既满足当代人的需要，又不对后代满足其需要能力构成危害；持续发展的本质是运用生态学原理，增强资源再生能力，引导技术变革使再生资源替代非再生资源成为可能，制定行之有效的政策，使发展要素的利用趋于合理化。
土壤酶的测定 1．三角瓶用稀HNO 3（3-5%）或用洗衣粉浸泡24h，后刷洗，然后再用蒸馏水润洗，晾干。 2．土样研磨精细后分袋装好。土量需2g+2.5g+5g+5g=14.5g，重复一次，14.5×2=29g。 一、过氧化氢酶（容量法）（关松荫P323） 1．试剂配制： (1)0.3%过氧化氢溶液： ①（1：100 30%的H 2O 2和水） ②（0.5molH 2O 2+49.5ml蒸馏水） ③（1ml30% H 2O 2+99ml蒸馏水） (2)3N硫酸： （10ml硫酸+50ml水） (3)0.1N高锰酸钾溶液： （1.58gKMnO
4+100ml蒸馏水） 2．操作步骤： 2g风干土置100三角烧瓶→注入40ml蒸馏水和5ml 0.3%过氧化氢（现配）→在往复式振荡机上振荡20min→加入5ml3N硫酸（以稳定未分解的H 2O 2）→用慢速型滤纸过滤，→吸取25ml滤液，用0.1N高锰酸钾的滴定至淡粉红色 3．结果计算 过氧化氢酶的活性（M），以20min后1g土壤的0.1N KMnO 4的毫升数表示： M=（A－B）×T 式中： A： 空白消耗的0.1N KMnO 4毫升数 B： 滤液消耗的0.1 N KMnO 4毫升数 T： KMnO 4滴定度的校正值
以容量法测H2O2的酶活： Kappen （1913）首先介绍硫酸存在下用高锰酸钾滴定剩余的过氧化氢测定酶活。此法根据H 2O 2与土壤相互作用时，未分解的H 2O 2的数量用容量法（常用高锰酸钾滴定未分解的H 2O 2）测定H 2O 2的酶活 2 KMnO 4＋5H 2O 2＋3H 2SO 4→2MnSO 4＋K 2SO
土壤蔗糖酶活性测定（3,5- 二硝基水杨酸比色法） 一、原理 蔗糖酶与土壤许多因子有相关性，如与土壤有机质、氮、磷含量，微生物数量及 土壤呼吸强度有关，一般情况下，土壤肥力越高，蔗糖酶活性越高。蔗糖酶酶解所生 成的还原糖与 3,5- 二硝基水杨酸反应而生成橙色的3-氨基-5-硝基水杨酸。颜色深度 与还原糖量相关，因而可用测定还原糖量来表示蔗糖酶的活性。 二、试剂 1）酶促反应试剂：基质8%蔗糖，pH5.5磷酸缓冲液：1/15M磷酸氢二钠 （11.876g Na2HPO4·2H2O溶于1L蒸馏水中）0.5ml加1/15M磷酸二氢钾（9.078g KH2PO4溶于1L蒸馏水中）9.5ml即成，甲苯 2）葡萄糖标准液（1mg/mL） 预先将分析纯葡萄糖置80℃烘箱内约12小时。准确称取50mg葡萄糖于烧杯中，用蒸馏水溶解后，移至50mL容量瓶中，定容，摇匀（冰箱中4℃保存期约一星期）。若该溶液发生混浊和出现絮状物现象，则应弃之，重新配制。 3） 3,5- 二硝基水杨酸试剂（DNS试剂） 称0.5g二硝基水杨酸，溶于20ml 2mol/LNaOH和50ml水中，再加30g酒石酸钾钠，用水稀释定容至100ml（保存期不过7天）。 三、操作步骤 （1）标准曲线绘制 分别吸1 mg/mL的标准葡糖糖溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL于试管中，再补加蒸馏水至1mL，加DNS试剂3mL混匀，于沸水浴中准确反应5min（从试管放入重新 沸腾时算起），取出立即泠水浴中冷却至室温，以空白管调零在波长540nm处比色， 以OD值为纵坐标，以葡萄糖浓度为横坐标绘制标准曲线。 （2）土壤蔗糖酶测定
森林经营管理 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
森林经营管理 管理的对象：是森林资源，宗旨是促使森林的经济、生态、社会三大效益的充分发挥，实现森林的可持续经营。 森林区划：是林业局内部的区划，是针对调查规划、行政管理、资源管理及组织林业生产措施的需要进行的。森林经营区划系 统：林业局-林场-林班-小班。 林班：是林场范围内，为便于森林资源统计和经营管理，将林地划分为许多个面积大小比较一致的基本单位。林班是林场内具有永久性经营管理的土地区划单位。林班区划方式有三种：人工区划法、自然区划法和综合区划法。 小班：根据经营要求和林学特征，在林班内划分出不同的地段，即为小班。其特点是：小班内部具有相同的林学特征，经营目的和经营措施相同，是林场内的基本经营单位，也是清查森林资源、统计计算和资源管理最基本的单位。调查因子的显著差别是区划小班的依据。划分小班的条件有：土地权属、土地种 类、林种、优势树种、龄级或龄组、郁闭度、林型或立地条件类型、地位级或地位指数、林分起源、坡度级、出材率等。森林调查：分三大类：一类调查，在国家林业局组织下实施，间隔期为5 年。二类调查（也称森林经理调查，包括林业生产条件调查、小班调查、专业调查、多资源调查），由省林业主管部门或其委托的地、市、州林业主管部门负责组织，复查间隔期
为10年。三类调查，即为作业设计调查，是林业基层单位施工前进行的调查。 一类调查：是在全国范围内开展，在国家林业局布置下统一完成。 一类调查以固定样地为主，必要时配置部分临时样地。 小班调查方法：小班调查是二类调查中涉及地域最广，工作量最大的一项工作。方法有：样地调查法。标准地调查法；目测调查法；角规调查法；回归估计法。 森林调查常用的专业调查有：生长量调查、消耗量调查、森林保护调查、立地条件调查、出材量调查、苗圃调查、抚育间伐调 查。 主要的多资源调查有：经济植物资源调查（食用类调查、药材类资源、工业原料类资源、经济植物资源的调查）野生动物资源调查。 森林经营方案编制或规划设计的步骤：初步设计（提出远景规划，设备及投资概算，要求应满足设计方案的比较和选定。包括主要设备材料的配置、土地征用，基本建设控制，施工图及施工组织设计的编制，施工准备和生产准备等）、技术设计、施工图设计。 方案编制或规划设计的内容：经营方针、经营规模、生产布局、生产顺序、经营措施。 森林燃烧必须具备的三个条件：森林可燃物、氧气和一定的温度
土壤酶活性测定 几种水解酶：芳基硫酸酯酶（Arylsulphatase(EC 3.1.6.1)）, 葡萄糖苷酶（β-glucosidase(EC 3.2.1.21) ）和磷酸单酯酶（phosphmonoesterase(EC 3.1.3)）测定：这三种酶的测定都是依据人工合成底物（p-nitrophenyl sulphate, p-nitrophenyl glucoside and p-nitrophenyl phosphate,respectively）裂解后释放的p-nitrophenol 的量来测定。 Arylsulphatase(EC 3.1.6.1)：称取1g土（湿重），与4ml 500mM乙酸缓冲液（acetate buffer）（pH5.8）和1ml底物（25mM）混匀。对照为4ml乙酸缓冲液加1ml灭菌蒸馏水。土壤稍作涡旋振荡，置于旋转摇床20℃，200rpm培养2h。然后，往样品中加1ml 无菌蒸馏水，往对照中加1ml底物。再加入1ml 500mM 氯化钙和4ml 500mM 氢氧化钠以终止反应。悬浮液在旋转摇床上20℃，200rpm振荡30min。9464×g离心5min，然后在400nm波长下测定上清夜中所提取的p-nitrophenol 的颜色深度。如果是在中性条件下测定，则用蒸馏水取代乙酸缓冲液。标准曲线制作：用蒸馏水配制p-nitrophenol溶液，浓度范围0-50ug/ml。 β-glucosidase(EC 3.2.1.21)：缓冲液换为改进的通用缓冲液（modified universal buffer）(pH6.0);底物浓度25mM，提取液用Tris缓冲液（pH12.0）. phosphmonoesterase(EC 3.1.3): 缓冲液换为改进的通用缓冲液（modified universal buffer）(pH4.0和9.0)（分别测定酸性和碱性磷酸酯酶），底物浓度为15mM。 脲酶Urease (EC 3.5.1.5): 称取5g土（湿土），加2.5ml脲（80mM）和20ml 75mM 硼酸缓冲液（pH10.0）。涡旋振荡，旋转摇床20℃，200rpm振荡反应4h。对照为加2.5ml灭菌蒸馏水和20ml硼酸缓冲液。4h后，处理中加2.5ml灭菌蒸馏水，对照中加2.5ml脲。然后用30ml酸化的2M氯化钾提取。悬浮液在旋转摇床20℃，200rpm振荡30min。9464×g离心5min，取1ml上清夜与9ml 蒸馏水、5ml水杨酸钠（sodium salicylate）/ 氢氧化钠溶液和2ml dichloroisocyanuric acid(Na+盐)混允，20±2℃静置1h，在690nm波长下测定溶液的颜色强度。对于中性土壤用用蒸馏水取代硼酸缓冲液。标准曲线用氯化铵标准溶液制作，浓度范围0-2.5ug/ml。 脱氢酶（Dehydrogenase）： INT（2(p-iodophenyl)-3-(p-nitrophenyl)-5-phenyl tetrazolium chloride）还原酶活性（既脱氢酶活性）采用Von Mersi 和Schinner（1991）的方法测定。1g鲜土置于带盖的玻璃瓶中，加入1.5ml 1M Tris缓冲液（pH 7.0）和2ml INT（5mg/ml，溶于2%体积比的二甲替甲酰胺（N，N-dimethylformamide）中）。对照土壤加1.5ml Tris缓冲液和2ml蒸馏水。旋转摇床20℃，200rpm培养24h。然后，往样品中加2ml蒸馏水，而往对照土样中加2ml INT。然后加10ml N，N-dimethylformamide/ 甲醇（1：1，v/v）提取液终止反应，20℃，200rpm振荡1h。9464×g离心5min，464nm波长下测定上清夜的吸光值。对于中性土壤用蒸馏水取代Tris缓冲液。用INTF（iodonitrotetrazolium chloride）（Sigma）制作标准曲线，浓度范围0-27ug/ml提取液。 荧光素二乙酸酯水解（Fluorescein diacetate hydrolysis）： 称取3g鲜土，悬浮于50ml 磷酸盐缓冲液，加入250ul FDA（2mg/ml，溶于丙酮）。对照加250ul蒸馏水。土壤悬浮液在20℃，200rpm培养4h。培养结束后，样品中加250ul 蒸馏水，而对照中加250ul FDA。悬浮液涡旋振荡，取5ml置于含5ml丙酮的试管中以终
土壤与环境微生物研究法／李振高，骆永明，滕应编著．一北京：科学出版社，2008 过氧化氢酶（398-399）脲酶（404-405）磷酸酶（412-413） 关松荫/土壤酶及其研究法农业出版社 1986年七月第一版蔗糖酶274-276 土壤脲酶（urease）活性的测定方法：靛酚比色法 （一）方法原理 土壤中脲酶活性的测定是以尿素为基质，酶促水解生成的氨与酚类化合物起反应生成蓝色的靛酚，颜色深度与氨含量相关，因而用于脲酶活性的测定。 （二）试剂 1）甲苯 2）10%尿素：称取10g尿素，加蒸馏水90ml。 3）柠檬酸盐缓冲液（PH6.7）：取184g柠檬酸溶于300ml蒸馏水中，另取147.5g KOH 溶于蒸馏水，再将二种溶液合并，用1N NaOH将pH调节至6.7，用水稀释至1L。 4）苯酚钠溶液（1.35mol/L）： 62.5克苯酚溶于少量乙醇，加2毫升甲醇和18.5毫升丙酮，用乙醇稀释至100毫升（A 液），存于冰箱中； 27克NaOH溶于100毫升水（B液）,存于冰箱中。 将A、B溶液保存在冰箱中。使用前将两种溶液各20ml混合，用蒸馏水稀释至100ml。 5）次氯酸钠溶液：用水稀释试剂，至活性氯的浓度为0.9%，溶液稳定。 6）氮的标准溶液：精确称取0.4717克硫酸铵溶于水并稀释至1000mL，得到1mL含有0.1mg 氮的标准液（100ppm）。 （三）测定步骤 （1）标准曲线绘制 吸取配置好的氮溶液10mL，定容至100mL，即为10ppm，吸取0、1、2、3、4、5、10、15、20 mL移至50mL容量瓶，加水至20mL，再加入4mL苯酚钠，仔细混合，加入3mL次氯酸钠，充分摇荡，放置20分钟,用水稀释至刻度。即为0、0.2ppm、0.4ppm、0.6ppm、0.8ppm、1ppm、2ppm、3ppm、4ppm的标准曲线。将着色液在紫外分光光度计上于578nm处进行比色测定，以标准溶液浓度为横坐标，以光密度值为纵坐标绘制曲线图。 （2）土壤中脲酶活性的测定 称取10g土壤置于100ml容量瓶中。用2mL甲苯处理15分钟。往瓶中加入10mL 10%尿素溶液和20mL柠檬酸缓冲液（pH6.7）。仔细混合后，将瓶放在37℃恒温箱中，放置24 h。之后用38℃水定容至100ml（甲苯浮在刻度线上）。与此同时，进行以水代替基质（10ml 10%尿素用10ml蒸馏水代替），及无土对照测定。 培养结束后，将悬液过滤。吸取3mL（视情况而定）滤液于50mL容量瓶中，用蒸馏水加至10mL。然后按标准曲线绘制的操作加入苯酚钠等试剂，显色，比色，最后根据标准曲线求出氨态氮含量。 以每克土壤在37℃下24h内酶解尿素释放的NH3-N 的毫克数来表示脲酶活性。
土壤酶研究进展 孙富强1 （1西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌 712100） 摘要：土壤酶是土壤重要组成部分，在土壤生态系统的土壤物质转化和能量代谢方面扮演重要的角色。文章通过分析、总结国内外土壤酶研究进展，综述了土壤酶学研究简史和土壤酶的来源、分类、作用, 展望了土壤酶学的发展前景，对于加深理解土壤酶在土壤生态系统中的的重要性有重要作用。 关键词：土壤酶作用研究进展 土壤酶是土壤的重要组成部分[1]，参与土壤物质转化和能量代谢，能降解土壤外来有机物质，在生态系统中起着重要的作用[2]，是评价土壤肥力高低、生态环境质量优劣的一个重要生物指标[3]。土壤酶主要来源于土壤微生物和植物根系的分泌物及动植物残体分解释放的酶，包括氧化还原酶类、水解酶类、裂合酶类和转移酶类[4]。 1898年，Woods首次从土壤中检测出过氧化氢酶活性，土壤酶研究经历了一个较长的发展时期[5]。20世纪50年代以前为土壤酶学的萌发时期。土壤学者发展了土壤酶活性的研究方法和理论，土壤酶研究逐渐发展成一门介于土壤生物学和生物化学之间的一门新兴边缘交叉学科[6-7]。50-80 年代中期为土壤酶学迅速发展的时期。这段时间土壤酶的检测技术和方法不断改进，一些新的土壤酶活性逐渐被检测出来，土壤酶学的理论和体系逐渐完善[8]。 80 年代中期以后为土壤酶学与林学、生态学、农学和环境科学等学科相互渗透的时期，土壤酶学的研究已经超越了经典土壤学的研究范畴，在几乎所有的陆地生态系统研究中，土壤酶活性的检测似乎成了必不可少的测定指标[4，9]。 1 土壤酶的来源及分类 1.1 土壤酶的来源 土壤酶( Soil Enzyme)是指土壤中的聚积酶，包括游离酶、胞内酶和胞外酶，主要来源于土壤微生物的活动、植物根系分泌物和动植物残体腐解[4，8]。 （1）植物根系分泌释放土壤酶。一些研究表明，植物根系不仅能够分泌释放淀粉酶，还能分泌出核酸酶和磷酸酶[10]。1993年，Siegel 发现了小麦和西红柿等植物可以向土壤中释放出过氧化物酶[11]。植物残体的分解也能继续释放土壤酶，但要定量植物残体分解过程中释放的酶还是很困难[12]。 （2）微生物释放分泌土壤酶。微生物释放酶的大体过程是：细胞死亡，胞壁崩溃，胞膜破裂，原生质成分进入土壤，酶类必然释放进入土壤。植物根际酶活性的优势问题，除了根系本身的作用外，与根际微生物是分不开的[13]。植物根系是微生物的特殊生境，根际内微生物的数量总比根际外高，当微生物受到环境因素刺激时，便不断向周围介质分泌酶，致使根际内外酶活性存在很大差异。 （3）土壤动物区系释放土壤酶。土壤是为数极多的动物居住的环境，土壤动物区系提供的土壤酶数量较少。1957年，Kiss研究了蚯蚓对转化酶的影响指出，在草地和耕地的土壤表层，蚯蚓的排泄物对土壤转化酶活性的提高有最为明显的作用[14]。 （4）动物、植物残体释放酶。半分解和分解的根茬、茎秆、落叶、腐朽的树枝、藻类和死亡的土壤动物都不断向土壤释放各种酶类[15]。 1.2土壤酶的分类
森林经营管理 管理的对象：是森林资源，宗旨是促使森林的经济、生态、社会三大效益的充分发挥，实现森林的可持续经营。 森林区划：是林业局内部的区划，是针对调查规划、行政管理、资源管理及组织林业生产措施的需要进行的。森林经营区划系统：林业局-林场-林班-小班。 林班：是林场范围内，为便于森林资源统计和经营管理，将林地划分为许多个面积大小比较一致的基本单位。林班是林场内具有永久性经营管理的土地区划单位。林班区划方式有三种：人工区划法、自然区划法和综合区划法。 小班：根据经营要求和林学特征，在林班内划分出不同的地段，即为小班。其特点是：小班内部具有相同的林学特征，经营目的和经营措施相同，是林场内的基本经营单位，也是清查森林资源、统计计算和资源管理最基本的单位。调查因子的显著差别是区划小班的依据。划分小班的条件有：土地权属、土地种类、林种、优势树种、龄级或龄组、郁闭度、林型或立地条件类型、地位级或地位指数、林分起源、坡度级、出材率等。 森林调查：分三大类：一类调查，在国家林业局组织下实施，间隔期为 5 年。二类调查（也称森林经理调查，包括林业生产条件调查、小班调查、专业调查、多资源调查），由省林业主管部门或其委托的地、市、州林业主管部门负责组织，复查间隔期为10年。三类调查，即为作业设计调查，是林业基层单位施工前进行
的调查。 一类调查：是在全国范围内开展，在国家林业局布置下统一完成。一类调查以固定样地为主，必要时配置部分临时样地。 小班调查方法：小班调查是二类调查中涉及地域最广，工作量最大的一项工作。方法有：样地调查法。标准地调查法；目测调查法； 角规调查法；回归估计法。 森林调查常用的专业调查有：生长量调查、消耗量调查、森林保护调查、立地条件调查、出材量调查、苗圃调查、抚育间伐调查。 主要的多资源调查有：经济植物资源调查（食用类调查、药材类资源、工业原料类资源、经济植物资源的调查）野生动物资源调查。 森林经营方案编制或规划设计的步骤：初步设计（提出远景规划，设备及投资概算，要求应满足设计方案的比较和选定。包括主要设备材料的配置、土地征用，基本建设控制，施工图及施工组织设计的编制，施工准备和生产准备等）、技术设计、施工图设计。方案编制或规划设计的内容：经营方针、经营规模、生产布局、生产顺序、经营措施。 森林燃烧必须具备的三个条件：森林可燃物、氧气和一定的温度 森林燃烧的过程一般可划分为：预热、气体燃烧、木炭燃烧三个阶段林火预报分为：火险天气预报、林火发生预报、火行为预报 林火监测的主要目的：为了及时发现火情，是实现“打早、打小、打了”的第一步。常分为4个空间层次：地面巡护、瞭望台定点观测、空中飞机巡护、卫星监测。