夏國棟 朱四喜* 李武江 趙 偉 高 寧 趙 斌

(1.貴州民族大學(xué) 生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院，貴陽 550025；2.國家民委喀斯特環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害防治重點實驗室(貴州民族大學(xué))，貴陽 550025；3.貴州民族大學(xué) 人文科技學(xué)院，貴陽 550025)

礦產(chǎn)資源開發(fā)可以促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但是開發(fā)活動所產(chǎn)生的酸性廢水會通過沉降、地表徑流等方式對周圍土壤、水體、大氣造成污染[1]。礦區(qū)土壤成為最大的重金屬污染受納地，嚴(yán)重影響了生態(tài)平衡，危害人類身體健康，所以生態(tài)修復(fù)顯得尤為重要[2-3]。目前礦區(qū)土壤的恢復(fù)主要表現(xiàn)在土壤養(yǎng)分和酶活性方面[4-5]。土壤養(yǎng)分和酶活性直接反應(yīng)了土壤生態(tài)系統(tǒng)的完整性[6]，通?？梢酝ㄟ^土壤酶活性的高低來判斷土壤生物性的強(qiáng)弱從而判斷該土壤的質(zhì)量[7-10]，采礦活動會對土壤酶活性造成嚴(yán)重影響[11]。

土壤中一切化學(xué)反應(yīng)都是依靠土壤酶所進(jìn)行的，土壤酶與土壤養(yǎng)分之間的相互作用是判斷土壤肥力的重要手段[12]。有研究表明酸性磷酸酶(ACP)能夠促進(jìn)脫磷速度，反映土壤中磷元素的形態(tài)轉(zhuǎn)換[13]；而β-1，4-葡糖苷酶(BG)、β-1，4-木糖苷酶(BX)、纖維素二糖水解酶(CBH)、β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)在一定程度上也可以反映土壤碳氮磷的生物循環(huán)特征[14-15]，這些是土壤肥力的關(guān)鍵酶類，BG、BX、CBH影響了土壤有機(jī)質(zhì)的分解；NAG、LAP與微生物的協(xié)同作用使土壤釋放出碳、氮、磷等元素，提高有機(jī)質(zhì)的降解速率，促進(jìn)氮磷循環(huán)[16]。李武江等[17]發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)重金屬Cu、Ni、Zn超標(biāo)較為嚴(yán)重，均超過貴州土壤重金屬背景值，且礦山周邊的農(nóng)田重金屬富集嚴(yán)重。

貴州省是我國典型的喀斯特高原山區(qū)，貴州省喀斯特地區(qū)存在水土流失、土壤易被腐蝕等問題。有研究表明全省有90%左右的耕地分布在喀斯特山區(qū)中[18]。喀斯特山區(qū)由于獨特的地理條件，導(dǎo)致重金屬污染遷移性強(qiáng)并且污染面源廣，具有潛在的高生態(tài)風(fēng)險性等特點[19-20]。目前，國內(nèi)學(xué)者對西南喀斯特地區(qū)六盤水礦區(qū)土壤以及對礦區(qū)周邊土壤酶活性和養(yǎng)分之間相互影響的研究較少。本研究以貴州六盤水某礦區(qū)周邊不同土地利用類型土壤為研究對象，測定土壤養(yǎng)分與酶活性，分析喀斯特地區(qū)煤礦區(qū)不同土地利用類型對土壤養(yǎng)分、酶活性的影響；土壤養(yǎng)分和酶活性之間的影響規(guī)律，結(jié)合酶化學(xué)計量分析的方法，為礦區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境治理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2019年9月對位于貴州省六盤水市西北部，距離市中心20 km左右，海拔在1 650～2 200 m的礦區(qū)進(jìn)行實地考察后將研究區(qū)根據(jù)不同土地利用類型分成耕地(G1G)、林地(G1L)、植物復(fù)墾區(qū)(G1Z)、居民區(qū)(JD)四個區(qū)域進(jìn)行采樣。采樣點以50 m×50 m為一個樣品單元，每個樣品單元采用對角線法(即四角和中心點)，共5個土壤樣品混勻后即為該樣點的混合樣品。4個采樣區(qū)域采取兩個深度a(0～20 cm)、b(20～40 cm)。用于測定土壤酶活性的樣品采集后立即放入裝有干冰的保溫箱保溫，之后帶回實驗室放入冰箱冷藏。用于測定土壤養(yǎng)分的樣品放于自封袋，帶回實驗室后等待自然風(fēng)干用于檢測。

1.2 土壤養(yǎng)分的測定

土壤養(yǎng)分的測定參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》：測定土壤pH值(電位法)、有機(jī)質(zhì)(SOM，重鉻酸鉀-濃硫酸氧化-外加熱法)、全氮(TN，硫酸消煮-水楊酸鈉法)、全磷(TP，硫酸消煮-鉬銻抗法)、有效磷(AP，磷鉬藍(lán)法)、硝態(tài)氮(NO3-—N，硫酸肼還原法)、銨態(tài)氮(NH4+—N，水楊酸鈉法)等理化指標(biāo)。

1.3 土壤酶活性的測定

本研究共測定磷酸酶、β-1，4-葡糖苷酶(BG)、β-1，4-木糖苷酶(BX)、纖維素二糖水解酶(CBH)、β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)6種土壤水解酶，6種水解酶詳細(xì)情況見表1。使用多功能酶標(biāo)儀(SynergyH1，BioTek)進(jìn)行熒光測定，在365 nm波長處激發(fā)，在450 nm處檢測熒光。酶活性的單位為μmol/gh。

表1 礦區(qū)不同土地利用類型土壤養(yǎng)分含量

1.4 數(shù)據(jù)處理

用土壤酶化學(xué)計量分析，其計算公式如下[21]：

矢量角度=arctan2(X,Y)

上式中，矢量長度代表養(yǎng)分所受到能量的限制作用，而矢量角度則代表氮元素受到磷元素的約束作用，當(dāng)矢量角度>45°代表磷限制，反之則代表氮限制。

本文數(shù)據(jù)采用Excel軟件對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，使用SPSS軟件中單因素方差分析(One Anovn)和Duncand分別對土壤養(yǎng)分、酶活性及化學(xué)計量特征進(jìn)行分析。采用聯(lián)川生物云平臺作土壤養(yǎng)分與酶活性之間的相關(guān)性分析。利用Canoco5軟件中的冗余分析(RDA)來探索化學(xué)計量比與土壤養(yǎng)分之間的關(guān)系。采用Graphpad prism9.0軟件作圖，統(tǒng)計顯著性水平p=0.05，冗余分析(RDA)則采用Canoco5作圖，且表中數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式為：均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土地利用類型對土壤養(yǎng)分的影響

由表1可知，礦區(qū)周邊土地不同利用類型土壤的pH值范圍為5.66～7.29，耕地土壤酸堿度表現(xiàn)為中性；林地土壤偏酸性且深層土壤偏酸性更為明顯；復(fù)墾區(qū)表層土壤比深層土壤的酸性更強(qiáng)，居民區(qū)土壤則表現(xiàn)為深層土壤酸性強(qiáng)于表層。各區(qū)域土壤的全氮、全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)在不同土地利用類型下的不同土壤深度里的含量都有相同的規(guī)律，即表層含量均大于深層含量。其中，土壤的全氮、有效磷在土壤表層和深層的差異較明顯。速效磷含量在耕地土壤中含量較高，而在植物復(fù)墾區(qū)土壤中含量相對低一些。有機(jī)質(zhì)在植物復(fù)墾區(qū)的土壤中含量較高，耕地次之，林地相對較低。銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量均表現(xiàn)為耕地較高，居民區(qū)次之，植物復(fù)墾區(qū)最低。

2.2 礦區(qū)不同土地利用類型對酶活性的影響

圖1是亮氨酸氨基肽酶、磷酸酶、β-1，4-木糖苷酶、β-1，4-葡糖苷酶、β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶、纖維素二糖水解酶分別在礦區(qū)不同土地利用類型的含量特征，植物復(fù)墾區(qū)的酶活性都顯著低于其他土壤區(qū)。亮氨酸氨基肽酶在林地和居民區(qū)土壤中的活性較高，且表現(xiàn)為表層土壤>深層土壤，而在植物復(fù)墾區(qū)的活性相對較低，明顯低于20 μmol/gh。磷酸酶在居民區(qū)的活性相對較高，其表層土壤酶活性明顯高于深層土壤酶活性，而在耕地、林地和復(fù)墾區(qū)表現(xiàn)為深層土壤酶活性高于表層土壤，可能是因為表層土壤受污染較為嚴(yán)重從而對磷酸酶活性有抑制作用，明顯低于20 μmol/gh，β-1，4-木糖苷酶、β-1，4-葡糖苷酶均表現(xiàn)為在居民區(qū)土壤的酶活性較高，在復(fù)墾區(qū)土壤的酶活性相對較低，且在耕地土壤中表現(xiàn)為表層土壤酶活性<深層土壤酶活性，而在林地和居民區(qū)表層土壤酶活性>深層土壤酶活性。根據(jù)李武江等[17]的研究，耕地表層土壤中酶活性受到抑制可能是由于重金屬富集造成的。而在林地土壤中，養(yǎng)分較高的表層土壤酶活性高于養(yǎng)分相對低的深層土壤酶活性。此外，β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶和纖維素酶的酶活性在林地和居民區(qū)較高，其次耕地>復(fù)墾區(qū)，纖維素酶在耕地土壤中表現(xiàn)為表層土壤酶活性>深層土壤酶活性。整體來看，酶活性在植物復(fù)墾區(qū)土壤中最低，在其他土地利用類型中的排序為：林地、居民區(qū)>林地>耕地。

圖1 不同植被演替階段土壤酶活性Figure 1 Soil enzyme activity at different vegetative succession stages.注：不同小寫字母表示同一種酶在不同演替階段間顯著差異(p<0.05)。圖中(a)為亮氨酸氨基肽酶，(b)為磷酸酶，(c)為β-1，4-木糖苷酶，(d)為β-1，4-葡糖苷酶，(e)為β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶，(f)為纖維素二糖水解酶

2.3 不同土地利用類型土壤酶活性與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性

土壤酶容易受土壤養(yǎng)分的影響，在土壤中變化非常敏感，常作為反映土壤養(yǎng)分高低的指標(biāo)[22-24]。從圖2中可以看出硝態(tài)氮與β-1，4-葡糖苷酶、β-1，4-木糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶呈顯著正相關(guān)，而與磷酸酶呈負(fù)相關(guān)。有機(jī)質(zhì)與亮氨酸氨基肽酶、β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶顯著正相關(guān)，而與磷酸酶呈顯著負(fù)相關(guān)。表明有機(jī)質(zhì)能夠促進(jìn)亮氨酸氨基肽酶、β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶的生長，而高有機(jī)質(zhì)的環(huán)境會抑制磷酸酶的滋生。pH值與纖維素二糖水解酶、β-1，4-葡糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶呈正相關(guān)，而與磷酸酶呈弱負(fù)相關(guān)。表明纖維素二糖水解酶、β-1，4-葡糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶在偏堿性的土壤環(huán)境更能生長，而磷酸酶更能生長于偏酸性的環(huán)境。全磷與磷酸酶、β-1，4-葡糖苷酶、纖維素二糖水解酶呈正相關(guān)，則表明磷酸酶的活性與磷元素的含量密切相關(guān)。而全氮與β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶、磷酸酶、β-1，4-木糖苷酶呈負(fù)相關(guān)，碳氮比與亮氨酸氨基肽酶、β-1，4-木糖苷酶、纖維素二糖水解酶呈顯著正相關(guān)，而與磷酸酶呈負(fù)相關(guān)。為了深入研究土壤養(yǎng)分與酶活性之間的相關(guān)性程度，所以作出圖3。

圖2 礦山不同土地利用類型土壤養(yǎng)分與土壤酶活性的相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)圖Figure 2 Correlation network diagram of soil nutrients and soil enzyme activities in different land use types of mines.

從圖3中可以更直觀地表現(xiàn)出土壤養(yǎng)分和所測酶的相關(guān)性程度。土壤硝態(tài)氮、碳氮比以及有機(jī)質(zhì)除了與酸性磷酸酶呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)外與其余所測土壤酶呈現(xiàn)正相關(guān)，相關(guān)性差異較大。硝態(tài)氮與β-1，4-木糖苷酶、β-1，4-葡糖苷酶和纖維素二糖水解酶的相關(guān)性顯著，其中與β-1，4-木糖苷酶的相關(guān)性最強(qiáng)。有機(jī)質(zhì)與亮氨酸氨基肽酶呈具有顯著相關(guān)性，其相關(guān)性>0.4，并且與β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶也具有顯著相關(guān)性。有機(jī)質(zhì)與酸性磷酸酶呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在0.3～0.4。含水率能嚴(yán)重抑制亮氨酸氨基肽酶的活性，除了酸性磷酸酶外，含水率對所測其他酶均有一定的抑制作用?？偟?、氨態(tài)氮與所測酶相關(guān)性差異不顯著，相關(guān)系數(shù)較小?？偭着c速效磷與酸性磷酸酶呈現(xiàn)正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在0.2～0.4。速效磷能有效的促進(jìn)β-1，4-葡糖苷酶和纖維素二糖水解酶活性的增加。pH值與酸性磷酸酶、β-1，4-葡糖苷酶、β-1，4-木糖苷酶、β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶的相關(guān)性不顯著。

圖3 礦山不同土地利用類型土壤養(yǎng)分與土壤酶活性的相關(guān)性熱圖Figure 3 Correlation heat map of soil nutrients and soil enzyme activities in different land use types of mines.

2.4 礦區(qū)不同土地利用類型土壤酶化學(xué)計量和矢量特征

表2是不同土地利用類型不同深度土壤胞外酶化學(xué)計量比和矢量特征表，表層土壤酶C∶N表現(xiàn)為居民區(qū)>林地>耕地>復(fù)墾區(qū)，深層土壤耕地與林地酶C∶N顯著高于復(fù)墾區(qū)。酶C∶P表現(xiàn)為林地最高，復(fù)墾區(qū)最低，各土地利用類型的酶C∶P之間的差異不顯著。酶N∶P在各土地利用類型中的范圍在0.121～1.884，除了林地外，其他土地利用類型的酶N∶P均顯著小于耕地。酶活性矢量長度介于0.018～0.120，矢量角度除了復(fù)墾區(qū)外其余土地利用類型均小于45°，研究表明，復(fù)墾區(qū)土壤受磷限制，其余土地利用類型受氮限制。不同土地利用類型C∶N、C∶P、N∶P的平均值為0.544、0.671、1.224，而矢量長度與矢量角度的平均值為0.064°和33.388°。通過公式lnU(BG+BX+CBH)∶lnU(NAG+LAP)∶lnU(ACP)得出不同土地利用類型中平均土壤酶化學(xué)計量比為C∶N∶P=1∶1.838∶1.502。

表2 礦區(qū)不同土地利用類型土壤酶活性的化學(xué)計量和矢量特征

圖4為土壤酶活性計量比與土壤理化性質(zhì)關(guān)系的冗余分析，結(jié)果顯示兩個排序軸分別解釋了變異的54.40%(RDA1)與9.07%(RDA2)，共解釋了變異的63.47%。有機(jī)質(zhì)、全氮、C∶N對土壤酶N∶P具有顯著的影響，而與酶C∶P有顯著影響的是速效磷與硝態(tài)氮，速效磷、氨態(tài)氮與硝態(tài)氮對土壤酶C∶N有著正相關(guān)的關(guān)系。從圖中可以看出RDA第一軸與全磷關(guān)系密切而RDA第二軸則與硝態(tài)氮、氨態(tài)氮關(guān)系密切，并且沿RDA1增大的方向全磷增加，酶C∶N、酶C∶P、酶N∶P減小。

圖4 土壤酶活性計量比與土壤土壤養(yǎng)分的冗余分析Figure 4 Analysis of soil enzyme activity ratio and soil nutrient redundancy.

3 討論

3.1 不同土地利用類型對土壤養(yǎng)分的影響

土壤養(yǎng)分含量在不同土地利用類型下的土壤中存在顯著差異，這可能與受采礦活動對土壤的干擾程度及各區(qū)域的環(huán)境差異有關(guān)[25-26]，并且根據(jù)何淑勤等[27]的研究，土地利用類型的不同會導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體粒徑以及穩(wěn)定性的改變，土壤團(tuán)聚體起到調(diào)控土壤養(yǎng)分循環(huán)的作用[28]，從而導(dǎo)致土壤養(yǎng)分在不同土地利用類型中存在顯著性差異。在礦區(qū)的不同土地利用類型的土壤多偏中性和酸性，這也與段紹彥等[26]對礦區(qū)周邊坡地、耕地土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分研究相似。研究發(fā)現(xiàn)林地與植物復(fù)墾區(qū)土壤養(yǎng)分較高，這是由于林地與植物復(fù)墾區(qū)自然植被分布密集，其根系與土壤接觸面積較大，所以粘結(jié)土壤能力強(qiáng)，提高了有機(jī)質(zhì)以及氮元素的積累[29]。本研究發(fā)現(xiàn)耕地土壤養(yǎng)分較低，這可能與農(nóng)事活動與施肥有關(guān)[30]，而有研究表明，農(nóng)業(yè)耕地土壤由于農(nóng)業(yè)活動的原因，會使得土壤團(tuán)聚體的平均重量直徑(MWD)和幾何平均直徑(GMD)較低，從而影響土壤養(yǎng)分[31]。不同土壤深度中全氮、全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)的含量均表現(xiàn)為土壤表層含量高于深層含量。耕地土壤的表層pH值略高于深層，這與莫愛等[32]對山地煤礦土壤的研究結(jié)果一致，礦區(qū)的其他區(qū)域土壤相對于其耕地土壤更顯酸性。

3.2 不同土地利用類型對酶活性的影響

土壤酶是表征土壤肥力的重要指標(biāo)之一[21]，作為生態(tài)系統(tǒng)中的天然工具，土壤酶直接參與了土壤物質(zhì)循環(huán)、養(yǎng)分積累，并間接影響了土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[33]。根據(jù)張孝存等[34]的研究，土壤酶的分布會隨著產(chǎn)酶生物以及生境理化性質(zhì)在時空上的改變而發(fā)生改變，土壤養(yǎng)分在礦區(qū)不同土地利用類型的不同深度中土壤酶活性均表現(xiàn)為復(fù)墾區(qū)數(shù)值最低，其原因在于耕地、林地土壤養(yǎng)分充足且肥力高，而復(fù)墾區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量高但肥力較低，所以酶活性較低導(dǎo)致分解有機(jī)質(zhì)的能力降低[35]。居民區(qū)土壤酶活性具有較明顯的“表聚性”，可能是表層土壤受到周邊居民生活的影響，居民生產(chǎn)活動會產(chǎn)生大量包含氮磷元素的物質(zhì)，使得生物活躍性增強(qiáng)。而在其他區(qū)域土壤的酶活性“表聚性”不明顯，其原因為表層土壤受到嚴(yán)重重金屬污染從而抑制酶活性，這與盧怡等[36]對礦區(qū)土壤酶活性的研究結(jié)果類似。

3.3 土壤養(yǎng)分對酶活性的影響

土壤酶活性和土壤養(yǎng)分雙方都起到相互影響的作用[37]。研究發(fā)現(xiàn)，對酶活性變化起驅(qū)動作用的土壤養(yǎng)分有：pH值、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有機(jī)質(zhì)、全磷、有效磷、含量水、C∶N等[38]。研究表明土壤pH值與纖維素二糖水解酶(CBH)、β-1，4-葡糖苷酶(BG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)呈正相關(guān)趨勢，反映出CBH、LAP在堿性土壤中能有利于生物生長。研究發(fā)現(xiàn)碳氮比與LAP、β-1，4-木糖苷酶(BX)、CBH呈顯著正相關(guān)，說明LAP、BX、CBH受C、N 的影響大。土壤全磷與酸性磷酸酶(ACP)、BG、CBH呈正相關(guān)，表明ACP的活性與磷元素的含量密切相關(guān)。有機(jī)質(zhì)對酶活性有較顯著的影響，有機(jī)質(zhì)與LAP、β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶(NAG)顯著正相關(guān)結(jié)果表明了不同生境下土壤養(yǎng)分的不同對酶活性具有顯著的影響，根據(jù)孫毅等[33]的研究，酶活性的差異可能由不同土地利用類型土壤、氣候、微生物群落變化以及植被的不同所決定的。

3.4 土壤養(yǎng)分對土壤酶化學(xué)計量比的影響

根據(jù)SINSABAUGH等的研究，全球生態(tài)系統(tǒng)化學(xué)酶計量比為C∶N∶P=1∶1∶1[39]，而本文C∶N∶P=1∶1.838∶1.502，高于全球水平。通過研究，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域各土地利用類型土壤具有較高的N、P轉(zhuǎn)化酶活性，N、P元素在煤礦區(qū)土壤中較為缺乏，這樣的結(jié)果也與劉立斌等[40]的研究一致，表明喀斯特地區(qū)土壤養(yǎng)分比較貧瘠，發(fā)現(xiàn)同為貴州喀斯特地區(qū)，土壤氮、磷代謝酶活性很高，土壤受氮磷元素制約。根據(jù)STERNER等[41]的研究，產(chǎn)酶生物可以根據(jù)不同生境的需要，對酶合成中的資源進(jìn)行調(diào)配，從而增加或者降低C∶N∶P等元素的不平衡。根據(jù)資源分配理論[41]，在本研究區(qū)，當(dāng)土壤中有機(jī)質(zhì)、碳源比較充足時，產(chǎn)酶生物會偏向于增加N、P獲取酶的分配，減少對C獲取酶的分配。矢量角度除復(fù)墾區(qū)外其余土地利用類型均小于45°，表明復(fù)墾區(qū)土壤受氮限制，其他土地利用類型土壤受氮元素限制。在本研究中，化學(xué)酶計量比主要受到土壤理化性質(zhì)的影響，研究也與孫毅等[33]的研究類似，而土地利用類型對土壤酶化學(xué)計量比的影響可能也與土壤碳氮磷的變化息息相關(guān)[42]。從RDA分析中看出有機(jī)質(zhì)和化學(xué)酶N∶P和C∶P呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，與C∶N呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系，從而得出有機(jī)質(zhì)與氮磷相關(guān)代謝酶(NAG、LAP、ACP)關(guān)系密切，而pH值與土壤酶均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系，酶C∶P、酶C∶N與C∶N呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，這也表明碳相關(guān)代謝酶(BG、CBH、BX)與C∶N相關(guān)，以上研究表明土壤養(yǎng)分和土壤酶之間具有一定程度的趨向性，有機(jī)質(zhì)與pH值同時調(diào)控土壤酶活性。

4 結(jié)論

1)該煤礦區(qū)土壤多顯酸性，可以采用土壤調(diào)理劑來進(jìn)行改良。土壤養(yǎng)分在礦區(qū)不同土地利用類型中表現(xiàn)為：林地、耕地土壤養(yǎng)分均較高，在復(fù)墾區(qū)土壤養(yǎng)分較低。含水率、全氮、全磷在耕地土壤中較為豐富，有機(jī)質(zhì)在植物復(fù)墾區(qū)的含量相對較高。礦區(qū)土壤的不同深度中全氮、全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)的含量均表現(xiàn)為土壤表層含量高于深層含量。在土壤表層與深層中，有機(jī)質(zhì)的含量分布不均，可以通過種植綠肥提高微生物種類多樣性來增加微生物數(shù)量，從而提高土壤肥力。

2)土壤酶活性在該煤礦區(qū)不同土地利用類型下的土壤中存在明顯差異。所測酶在居民區(qū)和林地均表現(xiàn)出了較高的活性，而植物復(fù)墾區(qū)土壤酶活性最低。當(dāng)前可以通過翻壓綠肥的手段來活躍土壤生物過程從而提高土壤酶活性。各種酶活性的高低為：亮氨酸氨基肽酶>磷酸酶>β-1，4-葡糖苷酶>β-1，4-乙酰-葡糖胺糖苷酶>β-1，4-木糖苷酶>纖維素二糖水解酶。所測酶在林地、居民區(qū)、復(fù)墾區(qū)土壤下不同深度的含量均顯示為表層土壤>深層土壤。

3)在土壤養(yǎng)分對土壤酶的相關(guān)性研究中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致土壤酶活性受到抑制的原因是煤礦區(qū)土壤養(yǎng)分低和受到重金屬污染。其中C∶N、有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮與酶活性均呈顯著正相關(guān)，硝態(tài)氮可以很大程度促進(jìn)酶活性的增加，氮源是有效驅(qū)動酶活性的主要因素之一。因此在土壤修復(fù)的過程中需要注意無機(jī)氮肥尤其是硝態(tài)氮肥的補(bǔ)充。有機(jī)質(zhì)與化學(xué)酶計量比呈顯著正相關(guān)，pH值呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，這也表明酶活性的高低受土壤養(yǎng)分影響，同時也受到pH值的調(diào)控。

4)表層土壤酶C∶N表現(xiàn)為居民區(qū)>林地>耕地>復(fù)墾區(qū)，深層土壤耕地與林地酶C∶N顯著高于復(fù)墾區(qū)。酶C∶P表現(xiàn)為林地最高，復(fù)墾區(qū)最低，各土地利用類型的酶C∶P之間的差異不顯著。不同土地利用類型土壤具有較高的N、P轉(zhuǎn)化酶活性，N、P元素在煤礦區(qū)土壤中較為缺乏，復(fù)墾區(qū)土壤受磷限制，其余土地利用類型受氮限制。