草地生态系统土壤酶活性研究进展

土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演着重要角色,研究土壤酶活性对于探讨草地生态系统结构、功能及其可持续发展有着重要的意义。土壤酶的研究历经20世纪50年代以前的奠定时期,20世纪50-80年代的迅速发展时期和20世纪80年代以后与其他学科相互渗透的时期。土壤酶主要来源于土壤微生物,分为六大类,即氧化还原酶、水解酶、转移酶、裂合酶、连接酶和异构酶。本研究总结了不同退化程度、施肥、放牧、土壤微生物、季节变化等因素对草地生态系统土壤酶活性的影响,结果表明,随着退化程度的加重,土壤酶活性呈降低趋势;施肥在一定程度上能增强土壤酶活性;轻度放牧会使土壤酶活性增加,重度放牧会使土壤酶活性降低;土壤微生物与土壤酶活性呈显著正相关关系;土壤酶活性随季节变化有一定的规律性波动。最后,本研究对青藏高原高寒草甸生态系统的退化、恢复和治理与土壤酶活性关系的研究发展前景进行了展望。
关键词：草地生态系统;土壤;酶活性     

封育对伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分的影响

以新疆伊犁绢蒿属荒漠草地为对象,研究了不同封育年限对草地土壤有机质、土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾的影响。结果表明:随封育时间的延续,土壤有机质、全氮及碱解氮在表层基本呈先降后升趋势,且在封育9年均达到最高值;速效钾与速效磷均呈先降后升再降趋势,且在封育6年达到最大值;全钾与全磷无明显变化趋势。土壤有机质、全氮及速效养分呈现表聚现象,且土壤有机质与全量及速效养分相关性显著。     

封育对荒漠退化草地土壤主要养分的影响初探

以新疆天山北坡荒漠草地为研究对象,通过对两年围栏内外的0~20 cm土壤养分进行对比分析,探讨短期围栏封育对土壤的影响。结果表明,退化草地围栏后土壤有效磷含量降低;中度、重度退化草地土壤表层碱解氮含量降低,极度退化草地土壤碱解氮含量升高;中度、极度退化草地土壤有机质含量升高。由此可以看出,当地严酷的自然条件和草地退化程度的不同,使得短期围栏封育对土壤养分恢复的效果除有效磷变化一致降低外,有机质、碱解氮、速效钾变化不一致,差异不明显。因此,只有通过长期监测,才能对围栏封育的效果做出客观的评价。     

西藏高原荒漠草地生态系统

西藏高原荒漠草地生态系统，分布在西藏高原的西北端。因高原具有独特的自然地理环境，荒漠生态系统在结构和功能上具有其它陆地荒漠生态系统所设备强有力的适应性和抗逆性。     

不同退化阶段伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分动态

通过对阿什里乡伊犁绢蒿 Seriphidium transillense 荒漠草地在未退化、中度退化、重度退化、极度退化下不同层次的土壤养分的分析,结果表明:1)不同退化阶段下,有机质含量极度退化明显高于未退化、中度退化和重度退化,未退化、中度退化和重度退化之间有机质的差异不明显;全氮含量随着退化加剧也是升高的;全磷和全钾在不同退化阶段变化不明显.2)在剖面上,随着土层的加深土壤有机质、全氮、全磷、全钾均减少;在0～10、10～20、20～30 cm土层中,变化比较明显的是0～10 cm.     

放牧对内蒙古荒漠草原草地植被及土壤养分的影响

以内蒙古荒漠草原为研究对象,分析一个生长季内不同放牧强度下荒漠草原植被和土壤养分变化状况。试验设置禁牧CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧梯度。结果表明,随着放牧强度的增加,草地植被地上生物量减少,且生长旺季(8月),轻度放牧、中度放牧和重度放牧比禁牧分别降低了7.47%、41.96%和51.75%;草地植被群落生物多样性变化不显著(P0.05);植被物种丰富度随着放牧强度增加而下降;放牧强度对土壤有机质和土壤全氮无显著影响;植被群落生物多样性与表层土壤有机质呈负相关关系。     

禁牧对中度退化伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分的影响

为了探究荒漠土壤理化性质对禁牧的响应规律,以中度退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为研究对象,采取野外取样与室内分析相结合的方法,对不同禁牧年限(0、1、4和11a)的荒漠草地土壤有机碳,全量和速效氮、磷、钾,pH,土壤含水量,容重进行测定分析,探讨草地恢复演替过程中土壤养分的变化规律。结果表明,随着禁牧年限的增加,土壤表层(0-5cm)有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾均呈先降后升的变化趋势;与对照未禁牧相比,0-5cm土壤有机碳含量降低了11.9%~23.0%,5-10cm土壤全氮显著降低了31.3%~46.7%;禁牧11a后全磷、速效钾分别增加了8.5%,12.0%;全钾、碱解氮、速效磷无明显变化趋势;土壤含水量呈波动性增加,容重呈波动性下降趋势。     

生物土壤结皮对黄河源区人工草地植被与土壤理化性质的影响

为探讨高寒地区生物土壤结皮（Biological Soil Crusts,BSCs）在人工草地演替中的生态作用,揭示其对人工草地植被与土壤养分恢复的影响规律。本研究选择在青海省玛沁县5个建植年限（18,14,11,4,和1年）的人工草地,调查各年限草地中BSCs的分布情况,以及BSCs的特征与植被分布特征和土壤理化性质的关系。结果表明：不同建植年限人工草地中BSCs的类型、盖度、厚度各不相同,较长建植年限人工草地中BSCs的多样性大、种类多,主要包括苔藓、地衣以及藻类,而建植年限短的人工草地中仅分布少量的苔藓,但厚度较大。BSCs盖度与禾本科（Gramineae）植物盖度、密度以及地上生物量显著正相关（P<0.05）,但与植被平均高度以及0~10 cm地下生物量显著负相关（P<0.05）。BSCs能调节pH,对累积土壤养分有明显作用,能显著增加建植年限长（14和18年）的人工草地中表层（0~5 cm）土壤速效养分以及建植年限短（1和4年）的人工草地中的全效养分含量（P<0.05）;在建植年限短的草地中,BSCs可减小（P<0.05）土壤粒径,增加（P<0.05）土壤细颗粒（细砂粒、黏粉粒）含量。本研究揭示,建立人工草地有利于增加BSCs盖度、厚度以及多样性,同时BSCs对人工草地地上生物量的增加和土壤结构和养分的恢复具有重要意义。     

降水水平对荒漠草原生物土壤结皮碳、氮和微生物的影响

生物土壤结皮是荒漠化地区地表景观的基本组成部分和土壤养分的主要供给来源,降水格局影响该区域生态系统的稳定性.以自然降水为对照,通过使用遮雨棚和喷灌系统控制降水输入,探究降水量对生物土壤结皮及下层土壤碳、氮和微生物的影响,为气候变化对荒漠草原生态系统稳定性的影响提供基础数据.结果表明:1)-50％降水处理有利于土壤有机碳...     

景泰绿洲边缘荒漠草地土壤特征研究

为合理利用荒漠草地资源,对景泰绿洲边缘荒漠草地植被及土壤养分（0～150 cm土层）特性进行了较系统研究。结果表明,景泰荒漠绿洲边缘荒漠草地可分为砾质荒漠草地、砂质荒漠草地和盐渍化荒漠草地亚类。砾质荒漠草地亚类植物生长条件差,表现为土层薄、结构差、养分含量低、水分少;主要植物群落类型有红砂Reaumuria songarica群落、猫头刺Oxytropis aciphylla var.群落、霸王Zygophyllum xanthoxylon群落、甘蒙锦鸡儿Caragana opulen群落、膜果麻黄Ephedra przewalskii群落和绵刺Potaninia mongolica群落,植被盖度一般小于30%。砂质荒漠草地亚类以沙土为主,土壤水分差,土壤有机质、氮、磷、钾等养分含量都低于砾质草地亚类的养分含量;主要植物群落有白刺Nitraria tangutorum群落和沙蒿Artemisia desertorum＋甘蒙锦鸡儿;植被盖度介于17.5%～32.6%,产草量低。盐渍化荒漠草地亚类土层深厚,土壤水分含量和盐分含量高;主要植物群落类型有盐爪爪Kalidium foliatum群落和芦苇Phragmites australis群落;植被盖度高达55%,一般为30%～45%,草层高度可达48.8 cm;此类草地由于避风低暖,产草量高,多为家畜冬春放牧地和割草地。     

紫花苜蓿人工草地土壤养分及土壤微生物特性

以不同生长年限的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)人工草地为研究对象,于2008年分别测定了生长1~5年的紫花苜蓿人工草地土壤的微生物生物量碳和微生物氮、土壤养分和微生物数量。结果表明:不同生长年限的紫花苜蓿人工草地土壤微生物特性及其养分含量存在差异,其中以生长4年的各项指标为最高;土壤表层微生物碳、氮含量高于土层10~20 cm中的含量,土壤养分存在"表聚"现象;表层土壤微生物数量高于10~20 cm土层,固氮菌占优势,真菌的数量较少;土壤有机质含量影响土壤微生物碳、氮含量,微生物碳与土壤速效钾(P<0.05,r=0.916)、微生物氮与速效磷均存在显著正相关(P<0.05,r=0.995)。     

生物结皮演替对高寒草原土壤微生物群落的影响

生物土壤结皮（生物结皮）是高寒草原重要的地表覆盖物,具有调控土壤养分循环和微生物群落结构的作用。本研究采用磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）法分析典型高寒草原生物结皮的产生和发育演替对表层土壤（0~10 cm）微生物群落结构的影响。结果表明：在所有供试土壤样品中共有22种PLFA,可表征7种微生物类群,其中常见细菌和真菌是主导微生物。各类群微生物生物量与生物结皮的产生和演替不具有显著的相关性（P>0.05）。冗余（Redundancy analysis,RDA）分析结果显示土壤因子与微生物生物量极显著相关（P<0.01）,土壤真菌生物量与全氮含量显著正相关（P<0.05）,放线菌生物量与全磷含量显著正相关（P<0.05）。可见,在高寒草原生态系统中,生物结皮、土壤养分和微生物群落之间存在着较为复杂的相关性。     

藏沙蒿与多年生禾草混播对西藏沙化草地土壤酶活性和微生物生物量的影响

为分析藏沙蒿(Artemisia wellbyi)与多年生禾草混播3年的土壤酶活性和微生物生物量的含量特征,筛选出修复效果最好的混播比例,本研究采用比色和氯仿熏蒸的方法分别测定不同处理下的土壤酶活性和微生物生物量,以藏沙蒿、垂穗披碱草(Elymus nutans)和细茎冰草(Agropyron trachycaulhum)不同比例混播为处理,分别为T₁(4∶1∶2),T₂(4∶2∶1)和T₃(5∶1∶1),同时以未修复沙化草地为对照(CK),并与天然草地(NG)作比较。结果表明：与CK相比,3个比例混播处理均能改善土壤理化性质、提高土壤酶活性和微生物生物量碳氮磷含量,以T₃处理的效果最好。相关性分析表明,土壤酶活性与有机质、速效钾和全氮呈正相关;土壤微生物生物量与有效磷、碱解氮和含水量呈正相关。因此,灌草混播时,适当增加灌木的占比有利于土壤养分及生物学特性的恢复。     

黄土高原水蚀风蚀交错区5种典型草地群落土壤酶活性的研究

以长芒草(Stipa bungeana)、苜蓿-长芒草-铁杆蒿(Medicago sativa-S.bungeana-Artemisia sacrorum)、苜蓿-铁杆蒿(M.sativa-A.sacrorum)、长芒草-铁杆蒿(S.bungeana-A.sacrorum)和苜蓿-长芒草(M.sativa-S.bungeana)5种弃耕后自然演替形成的草地群落为研究对象,通过分析不同群落中土壤淀粉酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性的分布,进一步阐释黄土高原水蚀风蚀交错区弃耕农地不同植被恢复过程对土壤酶活性的影响。结果表明:除土壤淀粉酶外,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均受地上植物群落的显著影响,并且土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均随土层的加深而逐渐减小。长芒草群落土壤酶活性低且土壤养分和生物量均低于其他4个群落,表明弃耕后以单一种为优势种的草地群落植被恢复效果并不理想。4种土壤酶活性与土壤养分因子存在显著相关性,表明土壤酶活性可以指示土壤质量的变化。     

荒漠草原土壤酶活性及化学计量特征对不同载畜率的响应

为探究土壤酶活性及其化学计量特征对荒漠草原不同载畜率的响应,本研究于2021年5月于内蒙古四子王旗荒漠草原长期放牧平台进行(2004年开始),设置不放牧(CK)、轻度(LG)、中度(MG)和重度放牧(HG)4个载畜率水平(分别放牧0,4,8和12只羊),分析土壤理化性质、土壤酶活性及其化学计量特征,结果表明：随载畜率增加,土壤毛管持水量(Capillary water holding capacity, CC)、土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、土壤全氮(Soil nitrogen, TN)、土壤全磷(Soil phosphorus, TP)呈降低趋势,土壤容重(Soil bulk density, BD)、土壤pH值呈增加趋势(P<0.05);α-葡萄糖苷酶(αCG)、β-葡萄糖苷酶(βCG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(ALP)5种土壤酶活性均随载畜率增加而降低(P<0.05);与碳(C)、氮(N)、磷(P)相关的酶化学计量比均随载畜率增加而降低;BD与CC,pH与TN呈负相关关系(P<...     

草地土壤微生物特性及其对人为干扰响应的研究进展

土壤微生物是草地生态系统的重要组成部分,在养分循环、有机质降解和植物多样性维持等方面发挥着重要作用.利用土壤微生物对环境变化的敏感性,以其特性变化来表征草地生态系统当前的状况,能较早的对退化系统做出预警.文章综述了天然草地土壤微生物特性,以及在放牧、刈割、围封、氮肥添加4种不同人为干扰下土壤微生物特性变化的研究进展,并对未来研究进行了展望.     

变异黄芪和小花棘豆对荒漠草地土壤性状的影响

为明确荒漠草原疯草对发生区土壤性质的影响,通过野外调查取样和室内分析,测定了2种危害最为严重的疯草变异黄芪(Astragalus variabilis)和小花棘豆(Oxytropis glabra)发生地的土壤物理和化学性质。结果表明:变异黄芪和小花棘豆发生区与未发生区土壤质地、含水量、孔隙度和容重无显著差异,发生区土壤碱解氮显著增加;小花棘豆发生区速效磷增加,速效钾降低。变异黄芪和小花棘豆发生地土壤理化性状差异显著。前者土壤砂粒含量较高,而水分、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量和pH则较低。变异黄芪和小花棘豆发生区土壤物理性质无明显改变,植物可利用养分有显著变化。变异黄芪比小花棘豆更能适应贫瘠的土壤条件,在荒漠草原潜在分布区面积大,更具危害性。     

行间种植豆科牧草对苹果园土壤微生物区系及土壤酶活性的影响

为明确苹果(Malus pumila)树行间种植不同豆科牧草后对园中土壤微生物区系和土壤酶活性的影响,于苹果园建植第1年,在果树行间种植百脉根(Lotus cornioulatus)、白三叶(Tri folium repens)和红三叶(T.pretense),以果树行间“清耕”土壤为对照,研究0～20 cm土层中微生物总数、细菌、真菌、放线菌的数量及其比例和蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性的变化规律.结果表明:园中土壤微生物区系中,细菌占土壤微生物总数的77％以上,放线菌次之,真菌最少,为0.01％～0.04％;种草后,土壤中放线菌比例减少,细菌增加,此趋势随土壤深度增加而加剧,0～10 cm土层中增减比例幅度为1.2％～4.4％,而10～20 cm土层中为18％.种草后,放线菌数量减少,真菌数量、蔗糖酶及脲酶活性增加,增减幅度因草种及土壤深度而异,而对过氧化氢酶活性无影响.在种植百脉根、白三叶的0～10 cm土层中微生物总数、细菌数量减少,而种植红三叶的10～20 cm土层中微生物总数、细菌数量增加;种植百脉根后,0～10 cm蔗糖酶活性、0～20 cm脲酶活性升高,种植白三叶、红三叶后,0～20 cm土壤蔗糖酶、10～20 cm土壤脲酶活性升高.说明种草可改变苹果园土壤微生物区系和酶活性,此作用和草种、土壤深度密切相关.     

沙地豆禾混播草地土壤酶与土壤养分对混播比例的响应

在科尔沁沙地以紫花苜蓿(Medicago sativa)和无芒雀麦(Bromus inermis)为材料,研究豆禾2 ∶ 2和豆禾1 ∶ 2两种间行混播比例对人工草地土壤养分和土壤酶活性的影响.结果表明:土壤养分含量(有机质、碱解氮、速效磷、有效钾)和土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶)均随土层加深而逐渐...     

荒漠草原植物和土壤碳氮养分含量对不同载畜率的响应

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,基于围封19年的长期放牧试验平台,设置4个载畜率水平,分别为对照(CK)0、轻度放牧(LG)0.91、中度放牧(MG)1.82、重度放牧(HG)2.71羊单位·(hm²·0.5a)^-1,测定并分析2021年8月植物生长高峰期优势植物及土壤的碳、氮养分含量。结果表明：与对照相比,载畜率的增加降低植物香农维纳指数、辛普森指数;轻度、中度和重度载畜率显著降低植物碳库氮库。随着载畜率增大,土壤铵态氮含量在中度载畜率时含量最高;与对照相比,重度载畜率显著增加土壤硝态氮含量,显著降低土壤全碳、全氮和土壤有机碳含量;中度和重度载畜率显著增加了土壤的pH值。表明在荒漠草原,高载畜率会降低植物多样性水平和碳、氮养分归还能力,增加土壤碳、氮含量的流失,进而造成了土壤全碳、全氮含量的降低,有机碳的累积转化受阻。