蘇永春，邱曉婷，杜 娟，勾影波

（常熟理工學院 生物與食品工程學院，江蘇 常熟 215500）

土壤動物數(shù)量較大，對土壤的物質循環(huán)和能量轉換有重要作用［1］.土壤動物的活動使得土壤物理性質、化學性質和生物化學性質都發(fā)生了變化，對土壤的形成以及土壤肥力的發(fā)展有十分重要的作用.在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，土壤生物是食物網(wǎng)的重要組成部分，并且是分解和礦化等生態(tài)過程的主要調節(jié)者.土壤動物既是消費者又是分解者，在微生物的分解和綜合作用下，土壤動物的殘體及其排泄物中的化學元素轉化為土壤中的有效成分而被植物吸收利用［2］.土壤中所進行的生物和生物化學過程是陸地生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎，這些過程之所以能夠持續(xù)進行，得益于土壤中酶的作用.酶是土壤生態(tài)系統(tǒng)代謝的重要動力，土壤中所進行的一切生物學和化學過程都要由酶的催化作用才能完成.雖然單一種類土壤酶的催化作用可能是專性的，但土壤中酶的來源不同，種類繁多.已被鑒定出的約60種酶的活性表明，土壤酶活性是與土壤質量的很多理化指標相聯(lián)系的，酶的催化作用對土壤中元素（包括C、N、P、S）循環(huán)與遷移有著重要作用［3-4］.鑒于此，在前期工作的基礎上對土壤動物與土壤酶活性的季節(jié)特征進行了研究［5］.

1 研究樣地與方法

1.1 研究樣地

昆承湖又名為東湖，位于常熟市區(qū)南郊，屬于太湖流域水系陽澄湖湖群，南北長約6 km，東西寬約3～4 km，面積18.4 km2，是常熟市境內最大的湖泊，蓄水量達0.5億m3，沿湖河口有二十多條.地理位置為120°40’ E，31°50’ N，屬于北亞熱帶南部溫濕氣候區(qū)，該區(qū)受亞熱帶季風氣候的影響，四季分明，氣候溫和，雨量充沛.年平均氣溫15.4 ℃，大于10 ℃的年積溫為4 250～4 750 ℃.年均總日照數(shù)2 130.2 h，占可照時數(shù)的48%.全年降雨量1 047.7 mm，4～9月雨水相對集中，月降雨量100 mm以上.年平均相對濕度為80%左右，年均無霜期為242 d，土壤類型為黃棕壤［6］.樣地位于江蘇常熟昆承湖圍邊農田，樣地為中產(chǎn)田，主要作物以油菜和雪里蕻輪作為主.

1.2 研究方法

分別于秋季（2011年9月）、冬季（2011年12月）、春季（2012年3月）和夏季（2012年6月）每季度中旬取樣一次.選取3個樣地，多點取樣，按0～5 cm，5～10 cm，10～15 cm分層進行取土樣.大型土壤動物選取30 cm×30 cm面積土方，采用手撿法，統(tǒng)計數(shù)量，并帶回實驗室進行分類鑒定.中、小型土壤動物用50 cm3土壤環(huán)刀進行取樣，同時測量土壤溫度，土樣樣本帶回實驗室采用Tullgren法提取中、小型土壤動物［7-9］，統(tǒng)計數(shù)量并分類鑒定［10］.

土壤酶活性的測定：土壤酶活性的測定與土壤動物土樣同步采樣，帶回實驗室分析測定.土壤脲酶采用奈氏比色法，蛋白酶采用酪素比色法，脫氫酶采用TTC比色法，轉化酶采用還原糖測定法，土壤過氧化氫酶采用容量法；土壤多酚氧化酶采用碘量滴定法［11-12］.

2 結果與分析

2.1 昆承湖周邊農田土壤動物群落的季節(jié)特征

前面我們研究了昆承湖菜田土壤動物季節(jié)變化和環(huán)境因素的關系［13］，本文著重對土壤動物和土壤酶活性季節(jié)特征進行研究.共捕獲土壤無脊椎動物718只，隸屬于3門，11綱，15類.優(yōu)勢類群2個，常見類群9個，稀有類群4個.土壤動物具有明顯的季節(jié)特征，按照優(yōu)勢類群（＞10%），常見類群（1%～10%），稀有種群（＜1%）劃分.春季彈尾目和蜱螨目為優(yōu)勢類群，其他為常見類群，稀有類群空缺；夏季彈尾目和多足綱為優(yōu)勢類群，彈尾目、膜翅目、線蟲綱、蜘蛛目、雙翅目、寡毛綱、異翅目和直翅目為常見類群，倍足綱和鞘翅目為稀有類群；秋季彈尾目、蜱螨目、膜翅目和線蟲綱為優(yōu)勢類群，其他為常見類群，稀有類群空缺；冬季蜱螨目和彈尾目為優(yōu)勢類群，膜翅目、線蟲綱、蜘蛛目、寡毛綱和鞘翅目為常見類群，多足綱、雙翅目、異翅目、直翅目和鱗翅目為稀有類群.全年合計彈尾目和蜱螨目為優(yōu)勢類群；膜翅目、線蟲綱、多足綱、蜘蛛目、雙翅目、寡毛綱、異翅目、直翅目和鞘翅目為常見種群；倍足綱、鱗翅目、半翅目、革翅目為稀有類群（見表1）.

表1 樣地土壤動物群落組成與捕獲數(shù)量季節(jié)特征（*為優(yōu)勢類群）

續(xù)表1

2.2 土壤動物優(yōu)勢類群的季節(jié)特征

不同季節(jié)優(yōu)勢種群的變化：春季蜱螨目和彈尾目為優(yōu)勢種群，個體數(shù)量占該季節(jié)捕獲個體總數(shù)的71.17%.夏季蜱螨目和多足綱為優(yōu)勢種群，個體數(shù)量占該季節(jié)總捕獲個體數(shù)的55.41%；夏季土壤動物的總捕獲個體數(shù)最多為222個，但是優(yōu)勢種群個體數(shù)量占該季節(jié)比例相對比較小.秋季蜱螨目、彈尾目、膜翅目和線蟲綱為優(yōu)勢種群，個體數(shù)量占該季節(jié)總捕獲個體數(shù)的72.67%.冬季蜱螨目和彈尾目為優(yōu)勢種群，個體數(shù)量占該季節(jié)總捕獲個體數(shù)的82.62%.這表明本地區(qū)農田土壤動物群落組成的季節(jié)變化，也構成了該地區(qū)土壤動物區(qū)系的主體特征，對該地區(qū)土壤動物群落結構和生態(tài)特征的影響起著重要作用（見表1）.

2.3 土壤酶活性季節(jié)特征

研究表明土壤酶活性具有明顯的季節(jié)特征.過氧化氫酶活性在春、夏季逐漸升高，夏季達到最高值1.515，秋、冬季降低，最低值為0.906.多酚氧化酶活性春季降至全年最低值0.333，到夏季有所升高，秋季又降低，然后又升高，冬季達到最高值0.983.轉化酶活性春、夏、秋依次逐漸升高，秋季達到最高值5.476，然后下降，冬季降到最低值4.389.脲酶活性春、夏、秋依次逐漸升高，秋季達到最高值0.393，然后降低，冬季達到最低值0.127.脫氫酶活性春、夏季有升高的趨勢，夏季達到最高值34.000，夏、秋、冬逐漸降低，冬季達到最低值22.667.蛋白酶活性在春季達全年的最高值0.273，春、夏季有快速降低的趨勢，夏季降到全年最低值0.097，夏、秋、冬依次逐漸上升（見表2）.

表2 土壤酶活性季節(jié)特征

2.4 土壤動物數(shù)量與土壤酶活性季節(jié)特征的關系

本文討論全年合計的土壤動物總數(shù)和蜱螨類、彈尾類兩種優(yōu)勢類群季節(jié)變化與土壤酶活性之間的關系.定義土壤動物總數(shù)為y，蜱螨類為y1，彈尾類為y2；過氧化氫酶為x1，多酚氧化酶為x2，轉化酶為x3，脲酶為x4，脫氫酶為x5，蛋白酶為x6.土壤動物和土壤酶活性的線性關系采用回歸分析，并且利用決定系數(shù)反映兩個互為因果關系的相關變量間直線關系的程度［14］.分析結果表明，脫氫酶和過氧化氫酶與土壤動物總數(shù)和蜱螨類的關系程度高于0.600 0，其中與過氧化氫酶的關系程度大于0.800 0.其他4種土壤酶關系程度均低于0.36.彈尾類動物數(shù)量與轉化酶和脫氫酶關系程度最高，分別為0.901 2和0.714 3，其次是多酚氧化酶和脲酶，分別為0.499 2和0.455 4，過氧化氫酶和蛋白酶的關系程度比較低（見表3）.

表3 土壤動物總數(shù)和優(yōu)勢種類數(shù)量與土壤酶活性關系（R2為決定系數(shù)）

土壤酶活性對于土壤中有機物質的轉化、釋放植物能利用的碳、氮、磷等養(yǎng)分有直接的作用.蛋白酶能酶促土壤中蛋白質水解成氨基酸，脲酶能酶促尿素水解成胺，這兩種酶在土壤氧代謝過程中有重要作用；過氧化氫酶能酶促土壤中對生物有害的過氧化氫物質的分解.各種土壤酶雖然都有主要的酶促反應，但大部分土壤酶并非只有專一性作用，而對土壤中物質轉化有多種作用，可以綜合反映出土壤性質和肥力水平.

3 結論

3.1 土壤動物捕獲數(shù)量季節(jié)特征

春季彈尾目和蜱螨目為優(yōu)勢類群；夏季彈尾目和多足綱捕獲數(shù)量較多為優(yōu)勢類群；秋季彈尾目和蜱螨目、膜翅目、線蟲綱捕獲數(shù)量多為優(yōu)勢類群；冬季蜱螨目和彈尾目為優(yōu)勢類群.全年采集的土壤動物合計優(yōu)勢類群為彈尾目和蜱螨目.

3.2 土壤酶活性具有季節(jié)特征

過氧化氫酶活性夏季達到最高值1.515.多酚氧化酶活性冬季達到最高值0.983.轉化酶活性秋季達到最高值5.476.脲酶活性秋季達到最高值0.393.脫氫酶活性夏季達到最高值34.000.蛋白酶活性春季達全年的最高值0.273.

3.3 土壤動物與土壤酶活性季節(jié)特征的關系

脫氫酶和過氧化氫酶與土壤動物總數(shù)和蜱螨類的關系程度高，大于0.600 0.彈尾類動物數(shù)量與轉化酶和脫氫酶關系程度最高，分別為0.901 2和0.714 3.