摘 要：【目的】長周期經(jīng)營培育杉木大徑材是目前杉木林培育的新技術(shù)與新模式，本研究旨在探討土壤理化性質(zhì)及土壤酶活性隨長周期經(jīng)營杉木林林齡的變化情況，為杉木的長周期可持續(xù)經(jīng)營以及大徑材培育提供理論依據(jù)。【方法】以湖南省永州市藍山縣荊竹林場內(nèi)不同林齡杉木人工林（30、40 a）為研究對象，分析不同土層（0～20、20～40、40～60 cm）的土壤理化性質(zhì)（土壤容重、含水率、pH值、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、鈣和鎂含量）以及土壤酶活性（過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶）的差異?！窘Y(jié)果】1）隨杉木人工林林齡的增加，其土壤容重、含水率降低，而土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀和鈣含量整體呈增加趨勢，土層為0～40 cm的40年生杉木林土壤的有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀和鈣含量都顯著高于30年生杉木林土壤，林齡為30～40 a的杉木林，土壤結(jié)構(gòu)得到改善，土壤養(yǎng)分的積累大于消耗；2）土壤容重隨杉木人工林土層深度的增加而增加，含水率、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、鈣、鎂含量隨著土層深度的增加而降低；3）隨著杉木人工林林齡的增加，土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶活性呈現(xiàn)降低趨勢，而酸性磷酸酶活性整體上呈增加趨勢；同一年齡杉木林土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性隨土層深度的增加而顯著降低，酶活性在不同土層之間的差異顯著?！窘Y(jié)論】隨著杉木人工林林齡的增加，土壤結(jié)構(gòu)改善，土壤酶活性降低，土壤養(yǎng)分逐漸積累，從而維持和提高土壤地力。

關(guān)鍵詞：長周期經(jīng)營；林齡；杉木人工林；土壤理化性質(zhì)；土壤酶活性

中圖分類號：S714.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-923X（2024）12-0023-08

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2021YFD2201304）。

Effects of stand age on soil physicochemical properties and enzyme activities in long period management Cunninghamia lanceolata forests

LI Tiehua， YOU Mei， XU Jianying， LI Ruochu， QIAN Yue， ZHANG Xinyi， YANG Yuanli

（a. College of Forestry； b. College of Material Science； c. National Long-term Research Base of Central Subtropical Forestry， Central South University of Forestry Technology， Changsha 410004， Hunan， China）

Abstract：【Objective】Long-period management and cultivation of Cunninghamia lanceolata large-diameter timber is a new technology and mode of cultivation of C. lanceolata forests. This study aims to investigate the changes of soil physicochemical properties and soil enzyme activities with the age of long-period C. lanceolata forests， so as to provide a theoretical basis for the longperiod sustainable management of C. lanceolata as well as the cultivation of large-diameter timber.【Method】Soil physicochemical properties （density， water content， pH， organic matter， TN， TP， TK， Ca and Mg content） and soil enzyme activities （CAT， UE， SC and S-ACP） were analysed in the 0-20， 20-40 and 40-60 cm layers of the C. lanceolata plantation in Lanshan county， Yongzhou city， Hunan province， China， using different forest ages of C. lanceolata plantation forests （30 a and 40 a） as the study object.【Result】1） As the age of C. lanceolata plantation forests increased， the soil bulk density and water content decreased， while the soil organic matter， TN， TP， TK and Ca content increased， and the organic matter， TN， TP， TK and Ca content of 40-year-old C. lanceolata soils were significantly higher than that of 30-year-old C. lanceolata soils in the layer of 0-40 cm. Between 30 and 40 years， soil structure improved and soil nutrients accumulated more than they were consumed. 2） Soil bulk weight increased with the depth of the soil layer in the C. lanceolata plantation forest； water content， organic matter， TN， TP， TK， Ca and Mg content decreased with the depth of the soil layer. 3） Soil CAT， UE， and S-ACP activities showed a decreasing trend with increasing age of C. lanceolata plantation forests， whereas S-ACP activities showed an overall increasing trend； soil CAT， UE， SC， and S-ACP activities in C. lanceolata forests of the same age decreased significantly with increasing depth of the soil layer， and the enzyme activities differed significantly between soil layers.【Conclusion】As C. lanceolata plantation forests age， soil structure improves， soil enzyme activity decreases， and soil nutrients gradually accumulate and increase their content， resulting in the maintenance and improvement of soil fertility.

Keywords： long-period management； stand age； Cunninghamia lanceolata； soil physicochemical properties； soil enzyme activity

杉木Cunninghamia lanceolata是我國南方重要的速生用材樹種，其人工林面積居我國首位。在現(xiàn)有的絕大部分杉木林經(jīng)營中，普遍采用短輪伐期經(jīng)營策略，這在一定程度上加速了土壤養(yǎng)分消耗，改變了土壤的微環(huán)境，導(dǎo)致杉木人工林地力下降[1]。已有研究表明，通過調(diào)整密度、延長杉木輪伐期，可以改善杉木人工林環(huán)境，促進林下植被發(fā)育，增強林分自肥的能力，從而維持杉木人工林地力[2-5]。林地土壤的理化特性會受到林齡的影響，不同林齡的土壤特性會有所差異[6]。隨著林木林齡的增長，森林中凋落物的數(shù)量也在不斷增加，這對土壤有機質(zhì)的補充起到了積極的推動作用。土壤酶是由土壤中的動植物和微生物活動所產(chǎn)生的，盡管這些酶在土壤中的含量很少，但它們對土壤的影響卻是巨大的。這些酶不僅能夠反映土壤中養(yǎng)分和生物活性的水平，還能夠較為全面地揭示土壤環(huán)境、質(zhì)量和肥力的變化。在土壤的新陳代謝活動和能量交換中扮演著關(guān)鍵角色，并構(gòu)成了土壤生物化學(xué)屬性，成為判斷土壤肥力高低的關(guān)鍵因素。樹木林齡的不同，林分環(huán)境、物種構(gòu)成與土壤有機質(zhì)等都會發(fā)生變化，可以影響土壤酶活性[7-8]。

杉木林長周期經(jīng)營，培育大徑材是在目前的經(jīng)營體系下，提高經(jīng)濟效益，維持和提高土壤地力的新技術(shù)。過去的研究主要關(guān)注30年前的林分，30年后林分進入了不同的生長階段，其與森林環(huán)境、土壤的關(guān)系已發(fā)生了很大的變化，經(jīng)營目標也發(fā)生了變化。通過研究30年以上杉木人工林土壤酶活性和土壤理化性質(zhì)隨年齡的變化規(guī)律，可以揭示長周期杉木人工林土壤理化性質(zhì)的演變和發(fā)展，評價土壤肥力的變化。這有助于了解杉木人工林在不同生長階段對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響。本研究以湖南省永州市藍山縣荊竹林場30年生和40年生的杉木人工林為研究對象，通過分析長周期經(jīng)營杉木林土壤理化性質(zhì)及土壤酶活性隨林齡的變化，為該地區(qū)杉木人工林土壤地力維持、高效可持續(xù)經(jīng)營提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

試驗地位于湖南省永州市藍山縣荊竹國有林場（111°57′～112°18′E，25°01′～25°14′N），中亞熱帶山地氣候，境內(nèi)氣候溫和，雨量充沛，年均氣溫為17.8 ℃，極高氣溫為30 ℃，極低氣溫為-5 ℃，全年無霜期約270 d，年降水量1 600 mm左右，相對濕度80%，林木生長期全年約為250 d，林場氣候環(huán)境適宜林木生長發(fā)育。原生樹種以樟科、殼斗科、木蘭科、山茶科、松科為主，而人工種植的主要為杉木、馬尾松Pinus massoniana居多。土壤類型主要有黃壤、黃棕壤等。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置及樣品采集

2022年5月在荊竹林場選取立地條件基本一致，初植密度為2 500株·hm-2，撫育措施基本一致，林齡不同的30年、40年杉木人工林，各設(shè)置3個面積為666.67 m2（25.82 m×25.82 m）的標準地，3個重復(fù)，共計6個樣地。進行每木檢尺，記錄標準地的基本信息（表1）。

在每個樣地內(nèi)，設(shè)置3個采樣點，分別位于樣地的上部、中部和下部。在這3個采樣點，采集了3個不同土層（0～20、20～40、40～60 cm）的土壤樣品。測定土壤的含水率和容重，需要環(huán)刀取原狀土樣，環(huán)刀的容積為100 cm3。在每一層均勻取土，將同一樣地同一土層的土壤混合均勻后自然風(fēng)干，研磨，過篩（孔徑2 mm和0.149 mm），用于土壤化學(xué)指標的分析。最后，在每一層均勻取土，按照不同林齡同一土層，混合均勻后低溫保存，帶回實驗室，用于土壤酶活性的測定。

2.2 土壤理化性質(zhì)測定

土壤容重用環(huán)刀法測定，土壤含水率采用烘干法測定，土壤pH采用電位法測定[9]，采用重鉻酸鉀水合加熱法測定土壤有機碳含量，采用凱氏消煮法測定土壤全氮含量，土壤的全磷、全鉀、鈣和鎂含量均采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（AvioTM500）測定[10]。

2.3 土壤酶活性的測定

按試劑盒（泉州樂達啟博生物科技有限公司）說明測定土壤酶活性。過氧化氫酶采用紫外分光光度法測定，脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶采用可見光分光光度計測定。

2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

運用Excel 2021軟件來進行數(shù)據(jù)記錄與統(tǒng)計，并使用SPSS 27.0進行單因素方差分析（ANOVA）對比不同林齡的土壤化學(xué)性質(zhì)和土壤酶活性間的差異，用Origin 2021繪圖軟件制圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林齡土壤理化性質(zhì)分析

3.1.1 不同林齡杉木人工林土壤物理性質(zhì)分析

從圖1的數(shù)據(jù)分析可知，在同一土壤深度下，隨著林齡的增長，杉木人工林的土壤容重、含水率呈現(xiàn)出降低的趨勢；在同一林齡土壤的不同土層中，土壤容重隨著林齡的增加而增加，而含水率隨著土層的增加而降低。而在同一林齡的土壤中，不同土層之間的土壤容重也存在差異，在30年的杉木林中，0～20 cm土層與20～40 cm土層之間的土壤容重差異顯著，20～40 cm與40～60 cm之間的土壤含水率差異顯著；然而，在40年的杉木林中，不同土層之間的土壤容重、含水率差異并不顯著。30年、40年杉木林土壤的容重、含水率為1.03～1.08 g/cm3、0.99～1.06 g/cm3、39.35%～44.95%、37.72%～40.44%。在0～20 cm土層中，40年的杉木林容重、含水率比30年杉木林降低了3.88%、10.03%，林齡間的土壤含水率差異顯著；20～40 cm土層中，40年的杉木林容重、含水率比30年杉木林降低了5.56%、10.65%，林齡間的差異顯著；40～60 cm土層中，40年的杉木林土壤容重、含水率比30年杉木林分別降低了1.85%、4.14%，林齡間的差異不顯著。土壤容重的降低，表明土壤更加疏松，土壤具有更多的孔隙，具有更好的通氣透水性。

3.1.2 不同林齡土壤化學(xué)性質(zhì)分析

3.1.2.1 土壤pH值和有機質(zhì)含量

由圖2可知，在同一土層中，隨著林齡的增加，杉木人工林的土壤pH值呈下降趨勢，40年杉木林在0～20 cm和20～40 cm層有機質(zhì)含量高于30年杉木林，而對于相同林齡的土壤，隨著土層深度的增加，pH值、有機質(zhì)含量呈降低趨勢。在30年的杉木林中，0～20 cm與20～40 cm土層之間的土壤pH值存在顯著差異，而在40年的杉木林中，這種差異則不顯著，有機質(zhì)含量在土層之間的差異顯著。30年、40年杉木林土壤的pH值為4.76～4.92、4.73～4.84，有機質(zhì)含量分別為57.51～74.13 g·kg-1、51.68～80.14 g·kg-1。同一土層，不同林齡間的pH值差異不顯著，而有機質(zhì)含量顯著。在0～20 cm土層中，40年的杉木林比30年杉木林相比，pH值降低了1.63%，而有機質(zhì)含量增加了8.11%；20～40 cm土層中，40年的杉木林與比30年杉木林相比，pH值降低了0.63%，而有機質(zhì)含量增加了19.43%；40～60 cm土層中，40年的杉木林pH值、有機質(zhì)含量比30年杉木林的降低了0.63%、10.14%。隨著林齡的增長，杉木林下的枯枝落葉和其他有機物質(zhì)逐漸積累，這些有機物在分解過程中會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，導(dǎo)致土壤pH值下降。隨著林齡的增長，土壤中的微生物活性增強，促進了有機質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，雖然有機質(zhì)的分解速率加快，但新的有機物輸入量更大，總體上有機質(zhì)含量增加。

3.1.2.2 土壤全氮、全磷、全鉀含量

由表2可知，同一土層中，隨著杉木年齡的增長，土壤中的全氮、全磷、全鉀含量呈增加趨勢；而在相同林齡的情況下，不同深度的土壤層中全氮、全磷、全鉀含量隨土壤深度的加深而減少，并且在各個土壤層次上的全氮和全磷含量具有明顯差異性，全鉀含量在土層深度在0～40 cm與40～60 cm之間存在明顯的差異。2種林齡杉木林下土壤全氮、全磷、全鉀含量均表現(xiàn)為40年杉木林土壤的較高，變化范圍分別為2.12～2.90 g·kg-1、54.17～106.53 mg·kg-1和258.58～494.13 mg·kg-1。土層0～20 cm中，40年的全氮、全磷、全鉀含量比30年的分別增加了21.34%、78.68%和65.79%，且不同林齡間的差異顯著；土層20～40 cm中，40年杉木林的全氮、全磷、全鉀含量比30年杉木林分別增加12.74%、74.91%和64.74%，且不同林齡間的差異顯著；土層40～60 cm中，40年杉木林的全氮、全磷、全鉀含量比30年杉木林分別增加3.41%、77.55%和59.36%，且不同林齡間的土壤全氮含量差異不顯著，而全磷、全鉀含量差異顯著。

3.1.2.3 土壤鈣和鎂含量

由圖3可知，同一土層中，隨著林齡的增加土壤的鈣含量呈增加趨勢，而鎂含量呈降低趨勢，林齡間差異顯著；不同土層中，隨著土層的增加而土壤的鈣含量和鎂含量降低，30年杉木林林分中，土層0～20 cm與20～60 cm的土壤鈣含量存在顯著差異，0～40 cm與40～60 cm的土壤鎂含量存在顯著差異。土壤的鈣含量、鎂含量分別為126.70～232.99 mg·kg-1、480.79～713.20 mg·kg-1，同一土層，不同林齡間的鈣含量和鎂含量差異顯著。土層0～20 cm中， 40年的杉木林與比30年杉木林相比，鈣含量增加了39.82%，鎂含量降低了19.47%；土層20～40 cm中，40年的杉木林與比30年杉木林相比，鈣含量增加了54.58%，鎂含量降低了20.66%；土層40～60 cm中，40年的杉木林與比30年杉木林相比，鈣含量增加了56.42%，鎂含量降低了30.56%。

3.2 不同林齡土壤酶活性分析

土壤中的過氧化氫酶主要功能是分解存在于土壤里的過氧化氫，減少過量堆積的過氧化氫對植物根部造成的傷害。由表3可知，過氧化氫酶活性隨著林齡的增加呈降低趨勢，不同林齡間的差異顯著；在同一林齡土壤中，過氧化氫酶活性隨著土層的增加而降低，不同土層之間差異顯著。土壤的過氧化氫酶活性變化范圍分別為142.09～221.63 μmol·h-1·g-1。在土層0～20、20～40、40～60 cm中，40年杉木林土壤的過氧化氫酶活性比30年的杉木林分別降低13.36%、26.69%和30.80%。

脲酶的功能是水解土壤中的尿素，形成氨和碳酸，其主要是來源于微生物和植物。通常通過測定土壤中的脲酶活性來評估土壤的氮素狀況。由表3可知，脲酶活性隨著林齡的增加呈降低趨勢，不同林齡間的差異顯著；在同一林齡，土壤的脲酶活性隨著土層的增加而降低，30年杉木林土壤的脲酶活性在0～40 cm和40～60 cm之間的差異顯著，40年杉木林土壤的脲酶活性在不同土層之間的差異顯著。土壤的脲酶活性分別為36.46～69.52 μg·d-1·g-1，30年杉木林下土壤的較高。在土層0～20、20～40、40～60 cm中，40年杉木林土壤的脲酶活性比30年的杉木林分別降低了16.36%、41.76%、33.04%。

土壤蔗糖酶又叫土壤蔗糖轉(zhuǎn)化酶，其在酸性介質(zhì)中活性最大，因此土壤中常測的蔗糖酶亦是酸性轉(zhuǎn)化酶。其在提升土壤中可溶性營養(yǎng)物質(zhì)含量方面發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用，與土壤中的有機質(zhì)含量、氮含量、磷含量、微生物活動和土壤呼吸強度密切相關(guān)。由表3可知，土壤蔗糖酶活性隨著林齡的增加呈降低趨勢，但林齡間的差異大部分不顯著，僅20～40 cm土層的土壤蔗糖酶活性差異顯著；在同一林齡蔗糖酶活性隨著土層的增加而降低，30年杉木林土壤中的蔗糖酶活性在0～20 cm土層與20～40 cm土層的差異不顯著，但在40～60 cm土層的蔗糖酶活性差異顯著，40年杉木不同土層的蔗糖酶活性差異顯著。其活性為3.98～5.03 mg·d-1·g-1，與40年相比，30年杉木林下土壤的蔗糖酶活性較高。土層0～20、20～40、40～60 cm中，40年杉木林土壤的蔗糖酶活性比30年的杉木林分別降低了1.99%、10.16%和4.33%。

土壤磷酸酶在土壤中的存在對磷元素的有效性有著關(guān)鍵的影響，并作為衡量土壤中磷素生物轉(zhuǎn)化方向和強度的標準。由表3可知，在同一林齡杉木林土壤中，磷酸酶活性隨著土層深度的增加而降低，不同土層之間的土壤磷酸酶活性差異顯著。土壤的蔗糖酶活性為29.46～94.28 nmol·h-1·g-1，表現(xiàn)為40年杉木林下土壤的磷酸酶活性較高。土層0～20 cm中，40年杉木林的酸性磷酸酶活性比30年杉木林的提高了22.28%；土層20～40 cm中，40年杉木林土壤的酸性磷酸酶活性比30年杉木林提高了0.59%；土層40～60 cm中，40年杉木林土壤的酸性磷酸酶活性比30年的低46.91%。

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

4.1.1 不同林齡土壤理化性質(zhì)的變化

林齡的增加對土壤的理化特性產(chǎn)生了深遠的影響。首先，林齡的增加會改變優(yōu)勢樹種和林下植被的狀態(tài)，從而破壞土壤營養(yǎng)供給與植物生長需求的均衡；其次，林齡的增加也會改變森林內(nèi)的水分、氣候、光照和溫度等條件，對凋落物的生成和分解、根系的發(fā)育、微生物的組成和數(shù)量產(chǎn)生影響，土壤的物理和化學(xué)特性也會相應(yīng)地發(fā)生改變[11]。土壤的物理和化學(xué)屬性是衡量土壤質(zhì)量、評估水源涵養(yǎng)功能和植被穩(wěn)定生長的關(guān)鍵準則，并對植物的生長狀況產(chǎn)生作用[12]。杉木人工林的生長發(fā)育與土壤的理化性質(zhì)相關(guān)，在杉木生長過程中，凋落物不斷累積和分解，腐殖質(zhì)大量累積，土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量均得到改善[6]。土壤容重能夠直接反映土壤的緊實程度和孔隙狀況，也是鑒別土壤肥力、表征土壤健康以及評估宜林性能的重要參數(shù)[11，13]。此外，土壤容重與土壤有機質(zhì)含量也關(guān)系密切。研究表明，杉木最適宜的土壤容重為1.10 g·cm-3以下，在1.10～1.25 g·cm-3之間杉木的生長受影響，超過1.30 g·cm-3會導(dǎo)致杉木生長不良。隨著林齡的增加，土壤容重降低；在相同林齡中，隨著土層深度的增加，土壤容重呈增加趨勢。且40年生長周期經(jīng)營杉木林的土壤有機質(zhì)含量整體高于30年生杉木林土壤的有機質(zhì)含量，表明有機質(zhì)的積累導(dǎo)致了土壤容重降低，改善了土壤的孔隙狀況和土壤結(jié)構(gòu)，有利于杉木林可持續(xù)經(jīng)營。土壤含水率隨著林齡的增加總體上呈現(xiàn)下降趨勢，這種變化可能是因為林齡的增加，土壤容重逐漸降低，土壤孔隙度增加，土壤的通氣能力增強，持水能力下降而造成的。

土壤肥力與其生產(chǎn)潛力的持續(xù)性，依賴于其中所含有機物與礦物營養(yǎng)成分的多少，這些成分在土質(zhì)的理化特性上有著重要作用。土壤養(yǎng)分是構(gòu)成土壤肥力的最關(guān)鍵因素，也是杉木生長發(fā)育的必要條件。劉素真等[15]研究表明土壤較高的有機質(zhì)、全氮含量對杉木生長發(fā)育有明顯的促進作用。本研究揭示了不同林齡的杉木林在有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀和鈣含量上的變化趨勢。整體上，隨著林齡的增加，這些參數(shù)均呈現(xiàn)出上升的趨勢[16-17]。具體而言，40年生的杉木林土壤中的這些參數(shù)明顯高于30年生的杉木林土壤。這表明，在杉木林進入30年后，其對養(yǎng)分的吸收量逐漸減少，導(dǎo)致土壤中養(yǎng)分的利用速度低于枯落物分解轉(zhuǎn)化所積累的養(yǎng)分歸還速度。因此，土壤養(yǎng)分的積累使得養(yǎng)分含量逐漸增加，這也表明，延長杉木林經(jīng)營周期有利于土壤的養(yǎng)分積累和下一代杉木林的培育，實現(xiàn)杉木林的可持續(xù)經(jīng)營。此外，無論是30年生還是40年生的杉木林，同一林齡的杉木林土壤中，有機質(zhì)含量都隨著土層深度的增加而降低。這與覃祚玉等[18]的研究結(jié)果一致。可能是因為隨著林齡的增長，杉木林下的枯枝落葉和其他植物殘體的積累量增加，這些有機物質(zhì)在分解過程中逐漸轉(zhuǎn)化為土壤有機質(zhì)。本研究結(jié)果表明，同一林齡下的土壤全氮、全磷、全鉀及鈣含量均呈現(xiàn)出隨土層深度增加而遞減的趨勢，這進一步驗證了養(yǎng)分的表聚性特點[19-20]。這種表聚性現(xiàn)象主要歸因于森林凋落物和根系主要集中分布在土壤表層，它們向外分泌大量的養(yǎng)分，從而使得表層土壤的養(yǎng)分積累豐富。

4.1.2 不同林齡土壤酶活性差異

土壤中酶類物質(zhì)是土壤重要的成分之一，為土壤中有機生物的新陳代謝提供動力，在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著不可或缺的角色。杉木林在不同生長階段呈現(xiàn)出各異的林分結(jié)構(gòu)，當林分結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時，會造成落葉堆積、植物根際分泌物產(chǎn)生，以及土壤小環(huán)境（水分、pH值、養(yǎng)分含量）等方面的改變，從而導(dǎo)致土壤中微生物多樣性及其組成的變動，最終影響到土壤中酶的活性水平[21-23]。樹木的林齡能夠轉(zhuǎn)變土壤的物理與化學(xué)屬性、生態(tài)系統(tǒng)及地表溫濕條件，從而作用于土壤中酶的活躍度[24]。本研究表明，隨著林齡的增加，土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性呈降低趨勢，30年生杉木林土壤酶活性高于40年生杉木林土壤酶活性，這與曹藝旋[25]和王超群[26]的研究結(jié)果一致。這可能是因為30年后的杉木達到了成熟期，隨著林齡的增加，林分對養(yǎng)分的吸收逐漸減少，對養(yǎng)分的需求也相應(yīng)降低。此時，杉木生長所消耗的養(yǎng)分低于枯落物分解轉(zhuǎn)化所積累的養(yǎng)分歸還量。因此，土壤中的有機質(zhì)以及氮磷等養(yǎng)分的含量逐漸增加，由于養(yǎng)分的積累，與這些養(yǎng)分相關(guān)的酶類的活性受到反饋抑制而降低，這導(dǎo)致土壤的水解反應(yīng)呈下降趨勢。這種趨勢進一步促進了土壤中有機質(zhì)及養(yǎng)分的積累，從而有助于維持和提高土壤肥力。本研究中，隨著林齡的增加酸性磷酸酶活性呈增加趨勢，與李佳玉等[23]的研究結(jié)果一致，這可能是南方酸性土壤普遍供磷不足，磷限制驅(qū)動土壤微生物分泌更多的酸性磷酸酶所致[27]。本研究結(jié)果表明，不同林齡杉木土壤的過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性隨著土層深度增加而降低，這與大多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)果一致[24，26，28]。這可能是因為土壤酶的主要來源可能包括微生物、動植物遺留物質(zhì)以及植物根部的分泌物，在土壤表層中，凋落物較為豐富，微生物種類繁多，表層土壤中適宜酶作用的底物較多，因此酶活性最強。但是，隨著土壤深度的增加，土壤板結(jié)程度逐漸加強，植物殘體、有機質(zhì)含量和微生物數(shù)量減少，導(dǎo)致酶活性降低。

在本研究中，因30年以上林分較少，僅對2個林齡階段杉木林土壤理化性質(zhì)和酶活性進行分析，其變化過程研究得不夠充分，以后應(yīng)在多個杉木產(chǎn)區(qū)、多年齡段進行更廣泛的研究，為杉木人工林的可持續(xù)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

4.2 結(jié) 論

基于本研究結(jié)果與討論可知：1）隨杉木人工林林齡的增加，其土壤容重、含水率降低，40年生杉木林低于30年生杉木林，土壤結(jié)構(gòu)得到改善；土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀和鈣含量整體上隨杉木人工林林齡的增加而增加，在0～40 cm層，40年生杉木林土壤的有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀和鈣含量都顯著高于30年生杉木林土壤；2）隨著杉木人工林土層深度的增加，其土壤容重增加，而含水率、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、鈣和鎂含量降低；3）隨杉木人工林林齡的增加，土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶活性呈現(xiàn)出降低趨勢，30年生杉木林的土壤酶活性高于40年杉木林的土壤酶活性；酸性磷酸酶整體上隨著林齡的增加而增加；同一年齡杉木林土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶隨土層深度的增加而降低，酶活性在土層之間的差異顯著。

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[本文編校：戴歐琳]