贺兰山西坡不同草地类型土壤酶活性特征

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土壤酶是草原生态系统中反映土壤生物活性的一个重要指标。本研究以内蒙古阿拉善左旗境内贺兰山中段(西坡)及其山前地带不同海拔梯度上的草地为研究对象,通过大量的野外调查和实验室分析,研究不同草地类型土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性的分布特征,及其与气候、植被和土壤等环境因子的关系,以及季节变化、放牧与围封对土壤酶的影响。主要结论如下:(1)随着海拔高度的降低,草地荒漠化程度的逐步加剧,土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性逐渐降低,表现为:高山草甸>山地草原>荒漠草原>草原化荒漠,并且这种变化趋势在0-10cm土层的差异尤其显著。不同草地类型土壤中,0-10cm土层土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别在0.01-0.37mg NH4-N g-1 soil.3h-1、3.90-99.29 mg glucose g-1 soil 24h-1、0.04-1.48 mg P.g-1 soil 12h-1和1.44-5.66 ml KMnO4.g-1soil之间。各类草地土壤酶活性沿土壤垂直剖面依次降低。(2)四种土壤酶活性与年均温、降水量、植被盖度、地上生物量、有机碳、全氮、土壤含水量、pH和土壤容重都有显著的相关性,较好地反映了植被与土壤退化的状况,可以作为指示该区草原荒漠化程度的生物学指标。逐步回归分析结果表明土壤微生物碳和降水量是影响该区草地土壤酶活性的最主要因素。(3)山地草原、荒漠草原和草原化荒漠四种土壤酶活性的季节变化不一致。脲酶对温度的响应比较敏感,在山地草原、荒漠草原和草原化荒漠土壤中的最大活性都在7月;蔗糖酶活性从4月到9月呈上升趋势,在水热条件配合较好的9月较高;土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性随时间的变化,在山地草原表现为下降的趋势,而在草原化荒漠表现为上升的趋势。(4)放牧和封育显著影响了土壤脲酶活性。过度放牧的山地草原样地封育5年后,土壤脲酶活性较自由放牧地有显著的提高,封育5年的山地草原样地较自由放牧样地土壤脲酶活性提高了22.5%,土壤脲酶可以作为指示草地土壤恢复过程的敏感指标。而碱性磷酸酶与过氧化氢酶对封育的反应相对滞后。
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