尕海湿地区沼泽草甸土壤酶活性对短期增温施氮的响应

为探讨高寒湿地土壤酶活性对未来气候变暖和氮沉降的响应特征，在尕海湿地区沼泽化草甸内采用OTC系统模拟增温和外源氮素添加(15kg·hm^-2·a^-1)的方式，分别设对照(CK)、增温(T)、施氮(N)和增温+施氮(TN)处理，分析不同处理土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、硝酸和亚硝酸还原酶)在不同土层的分布特征及其差异性。结果显示：增温提高了脲酶、蔗糖酶和硝酸还原酶活性，降低了磷酸酶和亚硝酸还原酶活性；施氮降低了硝酸、亚硝酸还原酶和蔗糖酶活性，提高了脲酶和磷酸酶活性；增温施氮的交互处理提高了脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性，降低了硝酸和亚硝酸还原酶活性，且在土壤表层差异显著(P<0.05)；未来气候变暖和氮沉降加剧增加了土壤水解酶活性，降低了氧化还原酶活性。本研究有助于深入认识未来气候变暖和氮沉降背景下的湿地土壤养分循环过程。     

尕海湿地植被退化过程中土壤蔗糖酶和淀粉酶活性的动态特征

以尕海湿地不同植被退化程度样地（未退化CK、轻度退化SD、中度退化MD及重度退化HD）为研究对象,采用野外采样与室内试验结合的方法,研究尕海湿地植被退化过程中土壤蔗糖酶和淀粉酶活性分布特征及动态变化。结果表明：尕海湿地4种植被退化阶段0~100 cm土层中2种酶活性均值表现为CK > SD > MD > HD。随土层深度增加,同一退化程度蔗糖酶活性显著降低（P<0.05）,淀粉酶活性呈波动性降低趋势;表层（0~20 cm）土壤中2种酶的活性值占各自总值的60%以上。不同月份蔗糖酶活性均值6月最高（47.07 mg·g^-1）,8月最低（22.69 mg·g^-1）;淀粉酶活性均值7月最高（85.18 mg·g^-1）,其它月份值较低。相关性分析表明,土壤有机碳与2种酶之间相关性极显著（P<0.01）;土壤含水量仅与蔗糖酶间有极显著相关关系（P<0.01）。说明尕海湿地植被退化显著影响2种酶的活性,降低了酶促反应的效率,导致湿地土壤环境恶化。     

三江源区不同退化梯度高寒草原土壤重金属含量及其与养分和酶活性的变化特征

为了探讨不同退化梯度高寒草地土壤重金属含量对土壤养分和酶活性的影响,本试验以三江源区玛多县周边高寒草地未退化（Non-degraded grassland,ND）、轻度退化（Light degraded grassland,LD）、中度退化（Moderate degraded grassland,MD）以及重度退化（Heavy degraded grassland,HD）4种不同退化梯度为研究对象,分别采取高寒草地0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm的土样,对土壤理化性质（全氮、全磷、全钾和全碳等）、酶活性（脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、磷酸酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶）和重金属含量（铜Cu、铬Cr、铅Pb、锌Zn和镉Cd）进行测定和分析。试验结果表明,土壤理化性质、酶活性和重金属含量随着高寒草地退化程度的加剧呈先降低后上升再降低的趋势。土壤理化性质中,不同退化程度草地0~10 cm土层土壤全碳、硝态氮和pH差异显著（P<0.05）;10~20 cm土层土壤全氮、硝态氮、全碳和pH差异显著（P<0.05）;20~30 cm土层土壤全氮和全碳差异显著（P<0.05）。土壤酶中,不同退化程度草地0~10 cm土层土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶,差异显著（P<0.05）;10~20 cm和20~30 cm土层土壤脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶差异显著（P<0.05）。土壤重金属元素含量中,不同退化程度草地0~10 cm和10~20 cm土层土壤Cu,Cd,Zn以及20~30 cm土层Cu,Cr,Cd差异显著（P<0.05）。同一退化程度随土层加深重金属含量具富集趋势。相关性分析显示5种重金属含量与土壤理化性质和土壤脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶以及过氧化氢酶显著相关（P<0.05）。根据土壤污染负荷指数法计算,各退化梯度土壤均属于重金属中度污染。综上所述,本试验分析了不同退化草地土壤物理变化、酶活性变化及重金属含量变化,可为三江源高寒草地土壤健康、资源可持续利用、防止土壤退化提供参考。     

植被退化对尕海湿地土壤有机碳库及碳库管理指数的影响

以青藏高原东缘尕海湿地不同植被退化程度样地（未退化healthy vegetation（CK）、轻度退化slightly degraded vegetation（SD）、中度退化moderately degraded vegetation（MD）和重度退化heavily degraded vegetation（HD））为研究对象,分析了植被退化对湿地土壤不同层次总碳、活性碳、微生物量碳的影响,并计算了各退化程度的碳库管理指数。结果表明：除HD的活性炭外,土壤总有机碳和活性碳均随土层的增加而减少,0~40 cm平均总有机碳含量为CK > SD > MD > HD,CK显著高于其他退化阶段;土壤活性有机碳含量为CK > MD > SD > HD,植被退化显著降低土壤活性有机碳,尤其0~10 cm,10~20 cm土层的土壤活性碳比CK分别下降了72.31%和53.31%;CK和SD的微生物量碳随土层加深显著降低,HD恰好相反,0~40 cm平均土壤微生物量碳含量为MD > CK > SD > HD,MD显著增加土壤微生物量碳,而HD显著降低土壤微生物量碳;尕海湿地0~40 cm土层的碳库各项指数受表层的影响比较大,植被退化能显著降低表层土壤的总有机碳、稳态碳和碳库指数,而显著增加湿地碳库活度指数。     

尕海湿地退化演替过程中土壤氮组分的变化特征

为了研究尕海沼泽化草甸湿地随退化程度的加剧氮素的分布特征,对该区域4个退化演替阶段,即未退化(UD)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)和重度退化(HD)的4个土层深度(0～10 cm、10～20 cm、20～30cm和30～40 cm)土壤的全氮、速效氮、微生物量氮及亚硝态氮含量进行了测定.结果表明:不同阶段0～40 cm土层全氮、亚硝态氮、微生物量氮和速效氮含量均值均按照UD、LD、MD、HD的顺序降低.0～10 cm和30～40 cm土层HD的全氮、速效氮含量分别显著低于UD 15.28％ 和2.33％、12.13％ 和8.41％;UD的微生物量氮和亚硝态氮含量分别显著高出HD 13.94％ 和10.58％、22.69％ 和51.70％(P<0.05).回归分析土壤氮素含量与土层深度之间呈线性负相关关系,除全氮外,其他氮组分含量与土层深度的R2均大于0.88.由此说明湿地退化显著降低了0～10 cm土层湿地土壤的氮素含量,但这种降低趋势随着土层加深逐渐趋于稳定.     

三江源区不同退化演替阶段高寒草甸土壤酶活性和微生物群落结构的变化

 对三江源区不同退化演替阶段的高寒草甸土壤酶活性和微生物群落结构进行分析,结果表明：１）土壤微生物种类和数量并不随着高寒草甸的退化而降低,而是在中度退化阶段达到最高;２）不同退化演替过程,中度退化阶段土壤微生物的结构更加复杂;３）不同土层中,０～１０ｃｍ 土壤微生物的多样性更加丰富,其群落结构能更好地适应外界环境的变化;４）５种土壤酶的酶活性均随土层深度的增加而显著降低（P＜０．０５）。在不同退化演替阶段,碱性磷酸酶的活性随演替的进行而显著降低（P＜０．０５）;蛋白酶和多酚氧化酶的酶活性最大值出现在中度退化演替阶段,最小值则在未退化阶段（原生植被）出现;蔗糖酶和脲酶活性在４个演替阶段中均无显著变化（P＞０．０５）。不同酶活性对外界环境变化敏感性不同,蛋白酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶具有较高的敏感性,而脲酶和蔗糖酶活性的敏感性较低;５）土壤酶活性与土壤微生物在高寒草甸不同退化演替阶段具有显著相关性（P＜０．０５）。土壤酶活性、土壤微生物群落结构可以作为一个综合指标,来指示三江源区高寒草甸的演替阶段和退化程度。     

不同退化程度对高寒草甸土壤无机氮及脲酶活性的影响

以东祁连山围封草地(FG)、轻度退化草地(LD)、中度退化草地(MD)、重度退化草地(HD)4种类型高寒草甸为研究对象,分别在春季、夏季和冬季采集各类型高寒草地0~10cm、10~20cm和20~30cm土层的土壤样品,研究了土壤的无机氮总量、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)含量及土壤脲酶活性,以明确不同退化程度对高寒草甸土壤无机氮和脲酶活性特征及其季节动态的影响。结果表明,草地退化对表层土壤的无机氮总量影响较大,春季和夏季3种不同退化程度高寒草地土壤无机氮总量均显著升高,春季LD、MD和HD分别比FG升高了39.9%、28.9%和68.4%,夏季分别升高了19.1%、28.7%和33.6%,但冬季却显著降低,LD、MD和HD分别比FG降低了20.4%、27.2%和47.4%。土壤无机氮形态的研究结果表明草地退化对土壤无机氮形态的效应存在季节差异,草地退化导致春季表层土壤铵态氮含量升高,而对硝态氮含量影响不大,从而导致土壤无机氮总量升高,而夏季情况正好相反,草地退化对夏季表层土壤的铵态氮含量影响不大,而硝态氮含量升高,同样导致土壤无机氮总量升高。草地退化对脲酶活性的影响同样存在季节差异,相比FG,春季LD和MD的表层土壤脲酶活性显著提高,HD下降,而夏季和冬季随着退化程度的加剧,脲酶活性均表现出逐渐升高的趋势,表明轻度和中度退化加快了春季高寒草甸土壤氮素的转化,增加了土壤无机氮的供应能力。     

温度对尕海退化湿地土壤硝化潜力的影响

温度是影响土壤中微生物活性最重要环境因素之一,是湿地土壤硝化过程的主要调控因子。以甘南尕海湿地为研究对象,通过室内98 d的好气培养,研究4种退化程度（未退化UD、轻度退化LD、中度退化MD及重度退化HD）湿地土壤在不同土层（0~10 cm,10~20 cm和20~40 cm）、温度（15℃,25℃,35℃）条件下的土壤硝化过程特征。结果表明：各温度条件下,土壤硝态氮含量随培养时间的延长先增加后减小,而随湿地退化程度的增加而增加;土壤净硝化速率在0～10 cm土层随温度的升高而增加,而在10～20 cm和20～40 cm土层随温度的升高呈先增加后减小趋势;4种退化程度各土层土壤15℃升高到25℃的Q₁₀值（温度每升高10℃土壤净硝化速率增加的倍数）高于25℃升高到35℃,说明土壤净硝化在15℃～25℃最敏感。综上所述,湿地退化增加了土壤硝化作用,同时温度升高促进了土壤氮硝化过程。     

青藏高原东部不同草地类型土壤养分的分布规律

调查分析了青藏高原东部高寒草甸、高寒灌丛草甸、亚高寒草甸、沼泽化草甸、荒漠化草原、林间草地、盐渍化沼泽土壤碳氮磷含量垂直分布特征。结果表明,7种草地类型中,土壤有机碳含量大体随着土层的深入而降低,0~15 cm土层土壤有机碳的累积量从高到低依次为林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草甸(P<0.05);随土层深度变化土壤全氮含量与有机碳相似,0～15 cm全氮累积量从高到低依次为沼泽化草甸>林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>荒漠化草原>亚高寒草甸(P<0.05);荒漠化草原、林间草地和土壤全磷含量随土层深度无明显规律性,0～15 cm土层全磷累积量由高到低依次为高寒灌丛草甸>沼泽化草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草原>林间草地(P<0.05);随土层深度的增加不同草地类型养分含量顺序不同。除沼泽化草甸,不同草地类型下土壤有机碳与全氮呈显著正相关。     

不同退化程度高寒草甸土壤磷素含量与碱性磷酸酶活性研究

为探讨高寒草甸退化对土壤磷素、碱性磷酸酶活性及其季节动态的影响，分别在春季、夏季和冬季以典型围封草地(FG)、轻度(LD)、中度(MD)和重度退化草甸(HD)为研究对象，对不同季节不同类型草地 0~10，10~20，20~30 cm 土层全磷、有效磷和碱性磷酸酶活性进行了研究。结果表明，春季高寒草地退化对土壤磷素含量没有明显影响；相比 FG，夏季退化高寒草地 0~10 cm 土层全磷含量显著升高(P＜0. 05)，但 LD、MD 和 HD 间差异不显著；退化导致 10~20 cm 土层全磷含量显著降低(P＜ 0. 05)。同一类型草地同一土层全磷含量冬季最高，夏季最低，与夏季相比，冬季 0~10 cm 土层土壤全磷含量从 FG 到 HD 依次增加了 308. 33%、150. 00%、176. 20%、177. 30%。FG 春季 0~10 cm 土层有效磷含量为 30 mg/kg，随退化程度加剧，从 LD 到 HD 含量依次升高。FG 和 HD 季节与土层交互效应有效磷含量差异极显著，而 LD 和 MD 不显著。LD 和 MD 的土壤有效磷含量夏季最高，冬季最低，HD 则春季最高，冬季最低。春季同一退化程度高寒草地 0~10 cm 土层碱性磷酸酶活性最低，剖面 10~30 cm 土层土壤碱性磷酸酶活性在春夏两季显著升高(P＜0. 05)。相关性分析结果表明，仅在冬季土壤碱性磷酸酶活性与有效磷含量呈显著正相关，表明冬季土壤碱性磷酸酶活性可以表征土壤有效磷状况。     

青藏高原东缘不同草地类型土壤酶活性研究

以青藏高原东缘4种不同类型草地(高寒草甸、高寒灌丛、沼泽化草甸、山地草原)为研究对象,分析了不同类型草地土壤理化性质、土壤酶活性的变化特征及其相互关系。结果表明,4种类型草地土壤表层(0～15 cm)的酶活性均高于其下层土壤(15～30 cm),而且随草地类型变化的趋势基本一致;土壤β-葡萄糖苷酶活性在4种类型草地中的变化趋势为沼泽化草甸＞高寒灌丛＞高寒草甸＞山地草原,酸性磷酸酶活性为沼泽化草甸＞高寒草甸＞高寒灌丛＞山地草原,脲酶活性在表层为沼泽化草甸＞高寒灌丛＞山地草原＞高寒草甸,下层为山地草原＞沼泽化草甸＞高寒灌丛＞高寒草甸。相关性分析结果表明,土壤β-葡萄糖苷酶活性、酸性磷酸酶活性与土壤有机碳、全氮含量呈极显著正相关,可作为衡量土壤肥力的指标。     

青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特征以及影响因素研究

为了明确青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特点以及影响因素,以高寒草甸和高寒草原为研究对象,运用原位培养法对健康与退化条件下2类型草地中土壤硝化速率、氨化速率以及氮素转化微生物、植物和土壤等因子进行了研究。结果表明:1)草地退化显著降低了高寒草甸和草原土壤净硝化速率和净氨化速率;2)草地退化降低了2类高寒草地土壤硝化细菌和氨化细菌数量,降低了土壤蛋白酶、脲酶活性;3)草地退化显著降低了NH₄-N和NO₃-N含量,降低了微生物生物量氮含量。相关分析表明,高寒草地中土壤硝化速率和氨化速率与土壤硝化细菌和氨化细菌的数量以及蛋白酶和脲酶密切相关。植物生物量、土壤含水量、有机碳、全氮含量通过影响微生物数量、微生物生物量及酶活性而成为影响土壤氮素转化的主要因素。因此,草地退化通过降低高寒草地硝化细菌和氨化细菌、土壤酶活性而降低土壤氮素转化速率和土壤有效氮的供给。     

甘南“黑土滩”型退化草甸土壤理化特性及酶活性季节变化

为明确甘南草原"黑土滩"型退化高寒草甸土壤特征,本研究分季节连续采集甘南州碌曲县4种退化程度（轻度退化（LD）,中度退化（MD）,重度退化（SD）和极度退化（ED））高寒草甸土壤,分析其理化性质及酶活性季节变化。结果表明：土壤含水量在8月份显著低于6月份和10月份,脲酶活性在6月份最高,土壤碱性磷酸酶活性在10月份最低;随退化程度加剧,土壤含水量和有机质含量均呈下降趋势,脲酶活性呈先上升后下降的趋势,土壤碱性磷酸酶活性呈上升趋势。8月份土层深度和退化程度两种因素的交互作用对土壤有机质、速效钾、速效磷、全氮和全钾含量均有显著影响（P<0.05）。综上所述,甘南"黑土滩"型高寒草甸表现出显著的土壤退化特征,土壤含水量、有机质含量和土壤脲酶活性呈降低趋势,而土壤速效磷、速效钾含量和碱性磷酸酶活性呈增加趋势。     

青藏高原高寒湿地退化过程中土壤微生物群落功能多样性特征

为给高寒湿地的退化监测和恢复治理提供科学理论依据，本试验在三江源黄河源区选取退化高寒湿地，采用空间代替时间的方法，选取不同退化阶段并利用常规实验室分析法和Biolog-Eco微平板法研究其土壤微生物群落结构及功能的变化特征。结果表明，高寒湿地、沼泽化草甸和退化草甸样地微生物群系相似性更高。不同退化程度的土壤微生物活性从高到低排序依次为：沼泽化草甸 > 退化草甸 > 湿地 > 重度退化草甸 > 退化草原。整个退化过程土壤微生物对酯类碳源代谢能力均为最强，在退化早期土壤微生物对酸类碳源的利用率较低。土壤微生物平均颜色变化率（Average well color development，AWCD）主要受到土壤全氮含量、土壤有机碳含量、全氮/全磷、植物盖度、土壤含水量和地下生物量的影响。     

祁连山不同类型草地土壤细菌群落特征研究

祁连山是我国西部重要的生态屏障,拥有大量的草地资源。研究草地土壤细菌群落组成及其与土壤环境因子间的关系,可对维持草地生态及了解祁连山土壤细菌群落组成提供一定的数据基础。采用高通量测序技术检测并分析了祁连山默勒镇3种类型草地 （高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸）0~10 cm土壤细菌群落结构及多样性,并对上述土壤细菌群落与土壤理化因子的相关性进行了系统的研究。结果表明：1）沼泽化草甸土壤全氮、全磷、有机质碳、含水量和硝态氮显著高于高寒草甸和人工草地（P<0.05）。2）3地共测得有效序列1022446条,以97%的一致性将序列聚类,高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸OTU聚类均值分别是4917、5233、5075条。3）Shannon和Simpson多样性指数3地间差异不显著,Chao1指数表现为人工草地>高寒草甸>沼泽化草甸（P<0.05）。4）在门水平上,3地均以变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和浮霉菌门为主要类群;在属水平上,表现出不同类型草地细菌富集类型不同。5）有机质碳、全磷、土壤含水量与土壤细菌群落的组成表现出极显著相关（P<0.01）。综上,祁连山地区小生境内3种草地土壤微生物群落存在差异,有机质碳、全磷、土壤含水量是影响群落的主要驱动因子。     

藏北不同退化阶段高寒草甸植物群落特征与土壤养分特性

为探究藏北不同退化阶段高寒草甸的植物群落特征、土壤养分特性及其相关性,以那曲县那玛切村的轻度退化（lightly degraded,LD）、中度退化（moderately degraded,MD）和重度退化（severely degraded,SD）高寒草甸为研究对象,采用冗余分析（RDA）试图揭示不同退化阶段高寒草甸土壤环境因子与植被因子之间的关系。结果表明：1）研究区植物共有9科20属25种,莎草科、禾本科、菊科和蔷薇科植物适应性较强,不同退化草甸植被类型分别为高山嵩草+斑唇马先蒿,弱小火绒草+高山嵩草,二裂委陵菜+白苞筋骨草,其中高山嵩草是轻、中度退化草甸的优势种,不同退化阶段高寒草甸杂类草均占据重要地位,生活型以多年生草本为主。2）从轻度退化草甸到重度退化草甸,植物群落特征（地上生物量、高度、密度、频度、总盖度）整体呈递减趋势,且差异显著（P<0.05）,Shannon-Wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数随着退化加重呈降低的趋势。3）随退化程度加重,土壤有机质、速效氮、全氮、全磷、速效磷、速效钾、全钾均呈降低的趋势,土壤pH值逐步增加。4）不同退化草甸速效磷、全磷与物种多样性指数呈正相关关系,群落植被地上生物量与土壤全氮密切相关,且土壤环境因子含量对植被生长贡献率最高的分别为速效氮、有机质和pH。说明退化草甸的植被群落特征与土壤养分具有协同性,因此研究和治理西藏高寒草地退化必须重视土壤中氮磷元素的含量。     

三江源区土地利用方式对草地植物生物量及土壤特性的影响

以三江源区高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的地上、地下生物量,土壤容重和土壤主要养分有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量,结果表明总生物量的排序为高寒草甸草原 >退化高寒草原 >退化高寒草甸草原 >人工草地,退化草地和人工草地的生物量明显降低,尤其是地下生物量,退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地的地下生物量分别为高寒草甸草原的31.9%,54.8%和13.9%,总生物量分别仅为高寒草甸草原的32.8%,49.4%和29.5%。人工草地的表层土壤容重显著降低,而退化对土壤容重没有明显影响,3种天然土地利用方式土壤容重在土壤剖面的变异也不明显。4种类型草地土壤碳氮磷养分含量均处于很低的水平,退化主要造成表层土壤碳氮的严重损失,平均分别损失了53.0%和52.4%,4种利用方式土壤有效氮和有效磷含量极低,而退化对土壤的全磷和有效磷影响不大。