土壤中的各種胞外酶能夠催化土壤有機質的分解，對生態系統碳、氮、磷等養分循環過程起著重要的調控作用，其活性特征是評價土壤健康狀況和微生物群落功能的有效指標。受環境異質性及其對外界環境敏感性的影響，土壤酶的活性在較小空間尺度上仍表現出高度的空間變異，然而其影響因素目前還不清楚。
中國科學院水生植物與流域生態重點實驗室研究人員以丹江口庫區植被恢復下的不同生態系統（灌叢和林地）為研究對象，分析了各生態系統內部土壤酶活性特征，并在兩種不同的空間尺度下（100 m2 和1 m2）探究其空間變異產生的生物與非生物因素。結果表明：在樣地尺度（100 m2）上，凋落物及根系生物量是決定林地土壤酶活性變異的主導因子，而土壤pH和微生物群落組成是決定灌叢土壤酶活性變異的主導因子。而微尺度（1 m2）上，植物斑塊（Tree patch）和非植物斑塊（Inter-patch）兩種微環境下的主導因子顯著不同。研究結果有利于進一步揭示微生物及土壤養分循環對植被恢復的響應過程和機理。
本研究得到國家自然科學基金(31470557, 31770563)和中科院戰略先導專項B（XDB15010200）的資助，相關研究成果以“How do biotic and abiotic factors regulate soil enzyme activities at plot and microplot scales under afforestation?”為題發表在國際SCI期刊Ecosystems上，武漢植物園為第一作者單位，李乾璽（現工作單位中國地質大學（武漢））為第一作者，程曉莉為通訊作者。
圖1 不同生態系統中土壤酶活性的空間分布格局
