沙化对高寒草地土壤碳、氮、酶活性及细菌多样性的影响

高寒草地沙化是青藏高原生态安全的严峻威胁,研究沙化过程中土壤碳氮和微生物变化有助于揭示驱动高寒草地沙化演替的生物学机制。以川西北沙化高寒草地为研究对象,分析了未沙化、轻度沙化、中度沙化和重度沙化程度下土壤碳氮、酶活性以及细菌多样性的变化。结果表明:中度和重度沙化显著降低了土壤有机碳、溶解性有机碳、微生物量碳、全氮、可溶解性总氮、可溶解性有机氮、微生物量氮、硝态氮和铵态氮含量(P0.05),但轻度沙化下的土壤有机碳、微生物量碳、硝态氮和铵态氮含量没有显著变化;土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和过氧化物酶活性通常随沙化的加剧而降低,下降速率最大的阶段出现在轻度沙化向中度沙化过渡的阶段;土壤细菌多样性随着沙化的加剧先增加后降低,最高细菌多样性出现在轻度沙化阶段,但不同沙化程度下土壤细菌群落结构并无显著差异。冗余分析表明,土壤碳、氮、酶活性与细菌多样性呈正相关关系;主成分分析表明,土壤有机碳、微生物量氮、过氧化物酶和几丁质酶对土壤优势菌的影响最大。因此,在轻度沙化阶段及时采取治理措施更能有效阻止土壤性质的恶化,在沙化土壤恢复过程中还需要关注少数菌群的重建作用。

Effect of Desertification on Soil Carbon and Nitrogen, Enzyme Activity and Bacterial Diversity in Alpine Grassland