2014, Vol. 34文章信息
- 吴波波, 郭剑芬, 吴君君, 任卫岭, 刘小飞, 杨玉盛
- WU Bobo, GUO Jianfen, WU Junjun, REN Weiling, LIU Xiaofei, YANG Yusheng
- 采伐剩余物对林地表层土壤生化特性和酶活性的影响
- Effects of logging residues on surface soil biochemical properties and enzymatic activity
- 生态学报, 2014, 34(7): 1645-1653
- Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(7): 1645-1653
- http://dx.doi.org/10.5846/stxb201310162495
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文章历史
- 收稿日期：2013-10-16
- 修订日期：2014-2-11
2. 福建师范大学地理科学学院, 福州 350007
2. School of Geographical Science, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China
有关采伐剩余物的研究以往主要集中在采伐剩余物的分解及其影响因素等方面[1]，而关于采伐剩余物不同处理对森林土壤质量的影响研究较少。目前在我国南方林区常用火烧来清理采伐剩余物，火烧对土壤的影响主要包括土壤结构的改变或破坏[2]、土壤有机质的减少[3]、土壤养分的下降[4]等，而Arcenegui实验认为火烧会导致土壤结构稳定性的增加[5]，McIntosh发现采伐剩余物火烧短期能增加表层土壤的养分有效性[6]，尤其在酸性缺磷的土壤中，火烧后有效磷会出现短时间的增加[7]。采伐剩余物是林地土壤有机质和养分元素的重要来源，经分解和淋溶作用自然腐烂后可以增加土壤有机碳含量[8]。Gómez-Rey认为保留采伐剩余物将会带来表土层氮损失增加，这些氮损失又将影响更新林分的生长和生产力[9]，因此采伐剩余物不同处理方式对土壤生态过程的影响得到了林学家和生态学家的高度重视。
土壤质量不仅取决于土壤的理化性质，而且与土壤的生物学性质密切相关。由于土壤微生物量转化速率比较快，同时又是土壤养分的重要来源，因此在土壤养分循环过程中起着十分重要的作用[10]。土壤微生物代谢熵(qCO2，即土壤微生物呼吸释放的CO2-C 量与土壤微生物量碳比值)的变化能够反映土壤微生物对土壤碳的利用效率和土壤生态系统演化的程度及其受干扰程度[11]。芳香性指数能够反映芳香化合物的含量，液相1H核磁共振的结果表明254 nm的紫外吸光值与芳香H的含量呈正相关关系[12]。腐殖化指数可以用来表征土壤的腐殖化程度[13]。此外，土壤酶直接参与土壤中物质的转化、养分释放和固定过程，能够表征土壤C、N、P 等养分的循环状况[14]。有关酶活性的研究目前主要集中于土壤酶活性状况及其影响因素和土壤酶活性与其理化性状的关系方面[15]，对不同林地干扰下土壤酶活性变化则报道较少。
我国湿润亚热带是全球同纬度带少有的“绿洲”，分布着世界上面积最大、最典型的常绿阔叶林，是全球亚热带生物多样性的中心。同时，本区降雨量丰富且集中，加上山高、坡陡，以花岗岩发育土壤抗蚀性差，山区生态系统较为脆弱，对人类干扰响应极为敏感。本文着重从森林表土生化特性及酶活性角度，比较采伐剩余物不同处理方式的影响差异，这有助于进一步深入了解不同强度人为干扰对森林土壤生态过程的影响，为地力维持及森林的合理经营提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验样地概况试验地设在福建省三明市金丝湾森林公园陈大林业采育场(26°19′ N，117°36′ E)，样地总面积达到17.1 hm2。地处戴云山脉西北面、武夷山脉东南面，是以低山丘陵为主的山区；平均海拔330 m，平均坡度30—40°，属中亚热带季风气候，年均气温18.5℃，年均降雨量1745 mm(主要集中在3—8月份)，年均蒸发量1585 mm，相对湿度81%。土壤为黑云母花岗岩发育的红壤，土壤厚度超过1 m。土壤基本性质见表 1。
1.2 样地设置及采样方法拟采伐林分为1978年经强度择伐后天然更新的次生林，乔木层主要有米槠(Castanopsis carlesii)、闽粤栲(Castanopsis fissa)、木荷(Schima superba)等，以米槠占优势，其平均树高19.7 m，胸径13.5 cm，密度2650株/hm2，林下植被主要有狗骨柴(Tricalysia dubia)、毛冬青(Iles pubescens)、矩圆叶鼠刺(Itea chinensis)、沿海紫金牛(Ardisia punctata)、狗脊蕨(Woodwardia japonica)等。
| 土层深度 Soil depth /cm | 酸碱度 pH | 全氮 TN /(g/kg) | 全磷 TP /(g/kg) | 全钾 TK /(g/kg) | 微生物量碳 MBC /(mg/kg) | 土壤密度 Volume weight /(g/cm3) |
| 表中数据为平均值±标准偏差 | ||||||
| 0—10 | 4.40±0.05 | 1.74±0.17 | 0.15±0.04 | 42.27±11.09 | 476.03±33.20 | 0.95±0.03 |
| 10—20 | 4.40±0.11 | 1.24±0.50 | 0.14±0.03 | 51.66±12.27 | 377.39±35.20 | 1.04±0.03 |
| 20—40 | 4.30±0.27 | 0.61±0.01 | 0.11±0.05 | 48.62±15.67 | 317.34±43.10 | 1.20±0.06 |
2012 年3 月28 日对米槠天然更新次生林进行皆伐，采伐剩余物设置两种处理，即保留(LR)、火烧(LB)。LR采用传统的“stem-only”方法进行皆伐，只取走具商业价值的干材和皮，其它有机物质部分装入180个分解袋并按随机加局部控制的原则分别位于上、中、下坡均匀分布(每个坡面60袋，共5列，每列12袋，分别为叶、枝，细枝、中等枝和粗枝)；LB即传统的处理方法，伐后采伐剩余物(叶子和细枝)留在原地进行火烧。每种处理面积约20 m × 20 m，各处理3个重复，6块样地立地条件相似，按随机区组排列。
半年和1a后，在每个LR处理样地的180个分解袋下分别随机选取10个采样点，每个LB处理样地的上、中、下坡随机选取10个采样点，用直径4 cm的土钻取0—10 cm深的表层土壤，然后充分混合成一个土样，一共6袋，之后迅速带回实验室进行室内分析。每个土样分两个部分，一部分4℃保存用于土壤微生物量碳、土壤碳矿化、土壤酶活性等测定；另一部分在室温下风干，分别过2 mm和0.125 mm筛，用于土壤基本化学性质测定。
1.3 分析方法土壤有机碳氮用德国Elemantar vario MAX碳氮元素分析仪测定；可溶性有机碳用总有机碳测试仪TOC-VCPH测定；全磷采用硫酸-高氯酸消煮法提取待测溶液；氨氮、硝氮、亚硝氮、有效磷和全磷用连续流动分析仪skalar san++测定。
土壤微生物量碳用氯仿熏蒸浸提方法并用连续流动分析仪skalar san++测定，微生物量碳计算公式:微生物量C = EC (熏蒸后土壤浸提出的有机碳量－未熏蒸土壤浸提出的有机碳)/kEC(其中kEC = 0.38)。土壤矿化释放CO2量用碱液吸收盐酸滴定法测定。土壤酶活性分析按Saiya-Cork和Sinsabaugh方法测定，提取待测液体用Synergy H4多功能酶标仪测定。
芳香性指数(AIX)是254 nm紫外吸光值(cm-1)乘以100(m-1)，再除以溶液可溶性有机碳的浓度(mg/L)；腐殖化指数(HIX)定义为发射光谱中∑435—480 nm与∑300—345 nm的面积比(以上相关实验全部通过3次重复实验完成)。
1.4 数据处理数据经Excel整理后,采用SPSS17.0软件包进行单因素方差(One-Way ANOVA)，不同处理之间多重比较采用LSD方法。绘图由excel软件完成。
2 结果 2.1 采伐剩余物不同处理方式下次生林表土的化学性质采伐剩余物不同处理方式对次生林表土化学性质影响不同(表 2)。半年内，2种处理土壤间有机碳、全氮、全磷、硝态氮和亚硝氮均无显著差异(P >0.05)。与LB相比，LR土壤可溶性有机碳氮含量明显更高(P<0.05)，其中可溶性有机氮含量(7.61±1.41) mg/kg是LB的2.05倍。LB土壤有效磷含量(2.23±1.77) mg/kg显著高于LR(1.30±0.29) mg/kg (P <0.05)。LB土壤氨氮含量显著低于LR(P < 0.05)。1a后，LB较半年前土壤的氨氮、硝态氮和亚硝氮含量显著增加，而有机碳、全氮、可溶性有机碳氮含量、有效磷含量显著下降(P <0.05)，LR变化趋势与其一致，其中LB土壤可溶性有机碳含量(11.68±2.77) mg/kg减少近80%。处理1a后LB土壤有效磷含量(1.71±0.12) mg/kg显著高于LR，但LR可溶性有机碳氮含量和土壤碳矿化速率较LB仍明显更高(P <0.05)。
2.2 采伐剩余物不同处理对次生林表土微生物学性状影响从表 3可见，处理半年时LR土壤微生物量碳含量(317.58±79.14) mg/kg是LB的1.38倍，代谢熵(3.90±0.20) μg mg-1 h-1比LB低68.06%(P<0.05)。土壤微生物熵LR>LB，但差异不显著(P > 0.05)。LB土壤矿化释放CO2量为(2.70±0.14) μg mg-1 h-1，明显高于LR(1.23±0.23) μg mg-1 h-1。1a后，LR土壤微生物量碳、土壤碳矿化、代谢熵和微生物熵较半年前有所上升，其中土壤碳矿化速率(1.86±0.08) μg mg-1 h-1显著高于LB(P<0.05)。LB土壤微生物量碳和微生物熵较半年前显著上升，土壤碳矿化显著减少，代谢熵(4.76±0.40) μg mg-1 h-1显著减少近68%(P<0.05)。
| 处理 Treatment | 时间 Time/a | 有机碳 Soil organic C/(g/kg) | 全氮 Total N /(g/kg) | 全磷 Total P /(g/kg) | 有效磷 Available P /(mg/kg) | 氨氮 NH+4-N /(mg/kg) | 硝氮+亚硝氮 NO-3-N+NO-2-N/ (mg/kg) | 可溶性有机碳 Dissolved organic C /(mg/kg) | 可溶性有机氮 Dissolved organic N /(mg/kg) |
| 平均值±标准差；同一列标有不同小写字母的表示不同处理间差异显著，标有不同大写字母的表示同一处理不同取样时间之间差异显著(P < 0.05) | |||||||||
| LR | 0.5 | 24.39±1.30aA | 1.56±0.16aA | 0.14±0.00aA | 1.30±0.29bA | 14.59±2.30aA | 13.71±4.15aA | 99.34±29.56aA | 7.61±1.41aA |
| LB | 22.15±4.58aA | 1.57±0.26aA | 0.13±0.01aB | 2.23±1.77aA | 10.58±3.68bA | 15.44±5.91aA | 51.61±12.71bA | 3.71±1.62bB | |
| LR | 1 | 21.30±0.91aA | 1.39±0.04bA | 0.10±0.00bA | 0.82±0.03bA | 38.74±1.12aB | 13.76±4.49aA | 42.82±10.33aB | 6.20±0.19aA |
| LB | 17.68±5.12bB | 1.26±0.32bB | 0.10±0.01bB | 1.71±0.12aB | 26.64±1.85aB | 19.61±2.29aB | 11.68±2.77bB | 3.47±1.43bB | |
| 处理 Treatment | 时间 Time/a | 微生物量碳(Cbio) Microbial biomass C/(mg/kg) | 基础呼吸(BR) Basal respiration /(CO2-C,μg mg-1h-1) | 代谢熵(qCO2) Metabolic quotient /(C/Cbio, μg mg-1h-1) | 微生物熵(Cbio/Corg) Microbial quotient/‰ |
| 注：平均值±标准差；同一列标有不同小写字母的表示不同处理间差异显著，标有不同大写字母的表示同一处理不同取样时间之间差异显著 (P <0.05) | |||||
| LR | 0.5 | 317.6±79.14bA | 1.23±0.23aA | 3.90±0.20aA | 13.01±3.20bA |
| LB | 229.2±82.03aA | 2.70±0.14bA | 12.21±2.76bA | 10.34±2.53bA | |
| LR | 1 | 327.1±68.82bA | 1.86±0.08aA | 5.84±1.02aA | 15.30±2.71aA |
| LB | 285.9±16.31bB | 1.36±0.12bB | 4.76±0.40aB | 17.24±5.59aB | |
由图 1看出，处理半年时与LB相比，LR土壤芳香性指数(4.99±2.39)较低，腐殖化指数(1.72±0.01)较高，但均无显著差异(P > 0.05)。1a后 ，LR土壤芳香性指数(10.58±0.34)较半年前显著增加，并显著高于LB1.6倍之多(P<0.05)。LB土壤腐殖化指数(1.20±0.13)较半年前显著降低，比LR小36.5%。
2.4 采伐剩余物不同处理对次生林表土酶活性影响采伐剩余物各处理对土壤酶活性影响不同(表 4)。半年时LR土壤酸性磷酸酶(180.01±3.61) nmol g-1 h-1、β-葡萄糖苷酶(13.21±1.77) nmol g-1 h-1、纤维素水解酶(0.39±0.01) nmol g-1 h-1活性均显著高于LB，而酚氧化酶(54.59±4.16) nmol g-1 h-1活性显著低于LB(p<0.05)。1a后，除β-葡萄糖苷酶活性略有降低外，LB其他3种土壤酶活性较半年前均显著上升(p<0.05)，其中酚氧化酶(364.39±5.62) nmol g-1 h-1增加近4.5倍并与LR有显著差异(p<0.05)，其他几种酶与LR无显著差异(P > 0.05)。LR土壤酸性磷酸酶和β-葡萄糖苷酶活性较半年前有所下降，酚氧化酶(83.67±5.27) nmol g-1 h-1活性显著增加(p<0.05)，纤维素水解酶活性也有所增加。
3 讨论 3.1 采伐剩余物对次生林表土化学性质的影响处理半年时，和LB相比，LR土壤可溶性有机碳氮含量较高，有研究表明这是由于采伐后剩余物的可溶性有机碳氮易被雨水淋洗进入土壤表层造成的[16]。1a后，分解基本结束，部分地表植被开始恢复，这也导致林地表层土壤养分因植被恢复时被 大量吸收而减少[17]。随着时间的推移，林地表层土壤可溶性养分不断减少，这也促成了养分滤出量减少。本研究中LR土壤硝态氮和亚硝氮含量1a后变化不大，可能是因为LR大部分沉淀物中的无机氮化合物被有效的保留在大量采伐剩余物当中，保留的采伐剩余物中通过雨水淋洗渗入土壤中的无机氮较少[18]。而氨氮含量却显著增加，这可能是腐烂的采伐剩余物和生物残骸层有机质矿化作用增强的结果[19]。
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| 图 1 采伐剩余物不同处理方式土壤芳香性指数和腐殖化指数 Fig.1 Soil aromaticity index and humification index in different treatments of logging residue 直方柱上标有不同小写字母的表示不同处理间差异显著，标有不同大写字母的表示同一处理不同取样时间之间差异显著 (P < 0.05) |
| 处理 Treatment | 时间 Time/a | 酸性磷酸酶 Acid phosphatase /(nmol g-1h-1) | β-葡萄糖苷酶 β-1,4-glucosidase /(nmol g-1h-1) | 纤维素水解酶 Cellobiohydrolase /(nmol g-1h-1) | 酚氧化酶 Phenol Oxidase /(nmol g-1h-1) |
| 平均值±标准差；同一列标有不同小写字母的表示不同处理间差异显著，标有不同大写字母的表示同一处理不同取样时间之间差异显著 (P < 0.05) | |||||
| LR | 0.5 | 180.01±3.61aA | 13.21±1.77aA | 0.39±0.01aA | 54.59±4.16aA |
| LB | 54.01±1.12bA | 4.71±0.68bB | 0.19±0.01bA | 82.17±6.78bA | |
| LR | 1 | 170.03±3.57aA | 9.45±2.12aB | 0.41±0.09aA | 83.67±5.27aB |
| LB | 149.12±2.71aB | 4.37±2.12aB | 0.35±0.01aB | 364.39±5.62bB | |
Page-Dumroese研究表明，在火烧之后1a内林地表层以下30 cm的土壤有机碳含量减少了近80%[20]。本研究中，火烧v后LB土壤有机碳含量减少可能因为火烧强度大造成大量有机碳损失[21]，也可能是火烧后表层土壤板结易受暴雨侵蚀导致有机碳大量损失[22]。杨玉盛等在福建尤溪粉砂岩发育的山地红壤研究指出，火烧后第1年水土流失导致有机质的流失量达489.39t/hm2[23]。大多数研究表明，火烧后无论是全磷、无机磷还是有效磷含量均迅速增加[24]，特别是火烧强度较大的火烧迹地有效磷含量增加明显[25]。本研究中，和LR相比，火烧后半年明显增加了土壤有效磷含量，这与火烧后残留的灰分进入表层矿质土壤及表土温度升高而使土壤养分矿化速度加快有关[26]。1a后，LB有效磷含量依然最高，因南方地区酸性土壤的有效磷含量极低，火烧后其含量的增加无疑对南方地区林木的更新具有积极意义。LB土壤可溶性有机碳含量1a后减少近80%，可溶性有机氮含量变化不大，这表明可溶性有机碳对火烧响应更为敏感。Fisher研究发现，火烧剩余物后，通过氧化(气化)、蒸发(挥发)、灰分颗粒对流、增加可溶性离子的淋溶，加速了地表侵蚀，LB可溶性有机碳含量可能因此迅速降低[27]。Smithwick对林火后北方针叶林无机氮的变化研究发现，林火后氮挥发、有机质经高温溶解、无机氮沉积等现象都有发生，林地表层无机氮的增加可能和林地表层物质燃烧量及火烧强度成正比[28]。LB土壤有机质碳化和植被层火烧后有机残体与无机物堆积，加上火烧后土壤温度升高、固氮植物减少、土壤微生物减少固氮能力降低导致氮矿化速率增加，氨氮、硝态氮和亚硝氮含量随之增加，这表明LB表层土壤一年来硝化作用在不断增强。
3.2 采伐剩余物对次生林表土生物特性的影响土壤微生物是土壤有机质和土壤养分转化和循环的动力，其本身既是土壤养分的贮备库，也参与有机质的分解、腐殖质的形成、养分的转化和循环的各个生化过程，发挥着极为重要的作用[29]。LR中采伐剩余物分解为微生物提供了养分和能量来源，从而导致半年后LR土层中土壤微生物量碳含量比LB高。随着土壤微生物量碳转换加快，微生物熵也变大，土壤有机碳周转速率随之加快[30]。 qCO 2值的变化能够反映土壤微生物种群利用土壤有机成分的效率，半年后，LB土壤的qCO 2值最高，LR的最低，表明LR土壤微生物利用土壤养分效率最高[31]。通常情况下，火烧引起的高温可以直接杀死土壤微生物[32]，短期内会引起土壤微生物生物量的显著下降[33]，部分土壤养分、微生物量碳及微生物熵相比LR有所降低，但随后由于自然恢复植被产生的死地被物积累与逐步分解，土壤养分含量又开始增加。火烧后一年内林地光照充足，地表温度升高，土壤微生物量碳和微生物熵较半年前小幅上升，qCO 2值显著下降，土壤碳矿化减少并显著小于LR，这将导致土壤养分循环速率的提高。这与黄熬梅的研究结论“土壤质量提高，土壤qCO 2有减少的趋势一致[34]”。表明随着火烧后时间的增加，迹地生态环境可能在逐渐改善，这将有利于植被的快速恢复。但也说明LB土壤微生物生物量要经过很长时间才能恢复到火烧前水平。Fritze研究发现松林要经历长达12a才能使微生物生物量恢复到火烧前的水平[35]。因此，在进行皆伐炼山过程中，土壤进行强烈的矿质化作用，这对土壤养分及时供应是有利的，但对养分的蓄持是不利的，因而要尽量减少火烧的强度和持续时间，减少对土壤微生物群落的影响。LR采伐剩余物残体主要积累在表土层中，相应地可供微生物维持生命活动的能量充足，因而LR土壤微生物量碳、土壤碳矿化、代谢熵和微生物熵较半年前有所上升。
3.3 采伐剩余物对次生林表土芳香性和腐殖化程度的影响王清奎等人认为芳香性指数可以粗略地反映腐殖质的芳化分子程度和分子量的大小，其值越大，分子的复杂程度越高，芳香族原子团越多，缩合程度越高。相反，值越小，则芳香性小，脂肪侧链多，光密度较小[36]。由图 1看出，半年时LR与LB土壤芳香性指数差异不显著，说明采伐剩余物处理半年对芳香化物的吸附影响不明显。当它在土壤表层覆盖采伐剩余物后其吸光值逐渐升高，1a后，LR芳香性指数较半年前显著增加，这是LR对芳香化合物优先吸附的结果，说明保留采伐剩余物后土壤腐殖质中的芳香物质的缩合程度高。LB腐殖化指数较半年前显著降低，与1a后土壤芳香性变化趋势相似。Michel研究认为腐殖化指数较大的土壤中含有更多的大分子物质，比如缩合的芳香环和芳香化合物，这些都是腐殖质中所含有的典型大分子物质[37]。杨秀虹室内分解实验与本研究结果类似，LR采伐剩余物的输入和分解短期内增加了土壤可溶性有机碳含量，一些大分子量的物质可以优先被吸附在土壤中，土壤芳香类组分增多，团聚化程度增加，促进了土壤有机物质的转化，加快了营养元素循环，为林木生长提供更多的营养物质，同时也积累了较多的腐殖质，起到了培肥改土的作用[38]。LB土壤的吸附作用大致呈现下降的趋势，1a后腐殖化指数较半年前显著降低，这是由于火烧时火对表层土壤的灼烧，表层土壤腐殖质遭分解，不但数量上减小，其品质亦发生一定的变化[39]。Pérez研究表明，火烧能减少表层土壤有机质中能降低物质溶解度的表面含氧基团，减小烷基化合物如烷烃、脂肪酸和醇的链长，使糖和脂类发生芳构化，腐殖质大分子缩合等[40]。Jenkinson发现土壤中腐殖质含量及所占比例下降与林地枯死物数量减少和质量下降有关，与营林措施采取(特别是炼山措施反复使用)导致其分解有关[41]。本研究中，虽然LB半年内差异不是很明显，但随着时间的推移，LB土壤腐殖化度减弱，腐殖质大分子缩合，复杂程度降低，芳香族原子团减少，结合度变弱，而脂肪族结构增大，土壤腐殖质团粒化作用降低，分解和裂解矿物的作用加强，表层土壤腐殖质品质变差，活化度变弱，这对保持森林土壤良好结构的能力不利。
3.4 采伐剩余物对次生林表土酶活性的影响土壤酶是土壤生物化学过程的积极参与者，在森林生态系统中的物质循环和能量流动过程中扮演着重要的角色[42]，对于土壤生态系统中的C、N循环具有重要作用[43]。火烧之后，土壤酶活性的变化随酶的种类、火烧时间和火烧强度而异。半年时LR土壤酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素水解酶活性明显比LB土壤的更高，尤其是土壤酸性磷酸酶和β-葡萄糖苷酶，这说明土壤输入采伐剩余物土壤碳氮元素循环较快，土壤质量明显改善，而严重火烧引起的高温使酶变性而失去活性[44]。这与其他相关研究结果类似。如：Boerner和Brinkman发现，频繁火烧迹地降低了森林土壤中酸性磷酸酶和β-葡萄糖苷酶活性[45]，Miesel的研究也表明火烧后一年内加州混合针叶树森林相对未火烧区域酸性磷酸酶活性下降33%[46]，Hamman等发现严重火烧后2—3a，土壤酶活性仍低于火烧前水平[47]。LR表层土壤覆盖了较多采伐剩余物及其已分解的腐殖质，有机质含量高转化快，利于微生物生长，加之表层水热条件和通气状况良好，微生物生长旺盛，代谢活跃，呼吸强度加大，从而使表层土壤的β-葡糖苷酶活性较高。由于土壤酚氧化酶活性与土壤腐殖化程度呈负相关[48]，本研究中LB土壤酚氧化酶活性较高，这表明火烧使土壤粗腐殖质较多，土壤腐殖化程度低，而LR土壤酚氧化酶活性较低，说明LR土壤有较强的合成腐殖质的能力，因此能积累更多的营养物质，为林木生长提供基础。总体上，LR土壤微生物数量的增加和土壤酶活性增强，表明土壤的生物活性得到了提高，其势必加速土壤养分的循环速率，促进林木的生长，有利于土壤肥力的提高[49]。
1 a后采伐剩余物分解基本结束，LR土壤较半年前微生物生物量变化不大，酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶活性略有降低，纤维素水解酶活性有所增加，土壤腐殖化程度加深，说明此时LR以腐殖质合成作用占优势，表层土壤养分变化不大。LB因其改变了林下生境的光热条件，火烧迹地地表裸露，土壤热量状况较好，促进了微生物的繁衍，除β-葡萄糖苷酶活性少许降低外，LB土壤酶活性较半年前有所上升，土壤磷酸酶增加，酶促作用能加速有机物磷元素的脱磷速度，提高磷元素的有效性，使得LB土壤有效磷的含量较LR土壤的大。但随时间延长，LB土壤酚氧化酶活性增加近4.5倍，合成腐殖质的能力大大降低，这对土壤养分及时供应是有利，但对养分的蓄持是不利的。
4 结论林地表层土壤生化性质及酶活性对采伐剩余物不同处理方式反应比较敏感，尤其是可溶性有机碳、微生物量碳和酚氧化酶。半年内，LR土壤微生物利用土壤养分效率最高，除酚氧化酶外其他3种酶活性均高于LB。LB对土壤养分及时供应有利，但随时间延长，严重火烧引起的高温使酶变性而失去活性，1a后LB土壤酶活性有所上升，但芳香族原子团变少，土壤腐殖质品质变差；LR土壤养分较半年前变化不大，但积累了较多的腐殖质，起到了培肥改土的作用。总体上采伐剩余物保留对林地表层土壤质量的改善效果比火烧更明显。
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