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川西北地处青藏高原的东部边缘，它是世界上最大的高原泥炭沼泽湿地，也是我国的五大牧区之一。定量研究垦殖对川西北高寒草地的影响对生态系统保护具有重要意义，有利于为生态系统合理开发利用提供科学依据。土壤氮素不仅是植物生长和繁殖所必需的最重要的营养元素之一，还是限制草原生态系统生产力的重要因子之一。研究土壤氮素循环转化，对于揭示草地垦殖过程中土壤肥力降低机制，维持草地可持续发展具有关键性作用。但目前，关于垦殖草地对土壤氮组分的研究主要在农牧交错带、干旱和半干旱地区，而对于高寒草地垦殖却鲜有报道。土壤酶能够促进土壤中微生物的生长繁殖以及氮素等重要元素的矿化分解。研究土壤酶活性对评价垦殖方式是否合理具有重要意义。但目前，对于一些极端环境中土壤酶活性的研究却十分有限，特别是高寒草地垦殖对土壤酶活性影响的研究相对缺乏。因此研究垦殖对高寒草地土壤氮组分及酶活性的影响十分必要。
为了揭示垦殖对高寒草地土壤氮组分及酶活性变化特征的影响，本文以垦殖1、3、10、16、27和40年后的川西北高寒草地为研究对象，以附近的未垦殖的天然草地为对照，通过土壤采样与分析，研究了垦殖对川西北高寒草地土壤氮组分:全氮(Total Nitrogen，TN)、碱解氮(Available Nitrogen，AN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、酸解性全氮(Total Acid Hydrolysable Nitrogen，THAN)、酸解铵态氮(Acid Solution of Ammonium Nitrogen，ASAN)、氨基糖态氮(Amino Sugar Nitrogen，ASN)、氨基酸态氮(Amino Acid Nitrogen，AAN)、酸解未知氮(Acid Hydrolysable Unknown Nitrogen，AHUN)、酸不溶性氮(Non Acid Hydrolysable Nitrogen，NAHN)和微生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen，MBN);土壤酶活性:脲酶(Urease)、蔗糖酶(Sucrase)、磷酸酶(Phosphatase)和过氧化氢酶(Catalase)活性变化特征的影响。结果表明:
(1)在川西北高寒草地垦殖过程中，随着垦殖年限的增加，土壤TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN含量显著(P＜0.05)下降。在0-20cm土层，土壤氮素连续下降且下降幅度最大，垦殖40年后TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN含量分别降低了69.00％、73.37％、35.07％、42.80％、49.62％、72.15％、62.72％、66.08％、63.44％、94.00％和51.78％。在20-40和40-60cm土层显现出类似的变化规律，且土壤氮素的含量和下降幅度不及0-20cm土层。在0-20cm土层氮素在垦殖前期损失速率最快，土壤TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN含量在0-1年分别降低了113.67％、11.73％、13.93％、11.30％、12.81％、10.51％、11.90％、13.89％、6.82％、11.93％和30.91％，显著高于垦殖中后期的损失速率。
(2)在川西北高寒草地垦殖过程中，在0-20cm土层垦殖40年后，土壤氮素养分中TN的下降幅度69.00％小于AN的下降幅度73.37％;土壤无机氮中NH4+-N的下降幅度35.07％低于NO3--N的下降幅度42.80％;土壤有机氮中THAN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN的下降幅度分别达72.15％、62.72％、66.08％、63.44％、94.00％和51.78％。垦殖导致有机氮组分在TN中的分配比例发生了变化，垦殖前的天然草地有机氮组分占TN的比例为:AAN＞ASAN＞AHUN＞NAHN＞ASN。经过40年的垦殖有机氮各组分的分布变为:AAN＞A SAN＞NAHN＞ASN＞AHUN。垦殖导致AAN、ASAN和NAHN占TN的比例上升，分别上升了4.73％、4.98％和8.88％;AHUN占TN的比例下降了19.23％;ASN占TN的比例变化不大。
(3)在川西北高寒草地垦殖过程中，随着垦殖年限的增加，土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著(P＜0.05)下降。在0-20cm土层，土壤酶活性连续下降且下降幅度最大，垦殖40年后，土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别降低了41.80％，57.01％，54.22％和46.53％。在20-40和40-60cm土层显现出类似的变化规律，且土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性和下降幅度不及0-20cm土层。在0-20cm土层酶活性在垦殖前期下降最为显著，脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性在0-1年分别降低了11.17％、3.18％、20.09％和11.73％，显著高于垦殖中后期的下降速率。
(4)在川西北高寒草地垦殖过程中，粉粒含量、粘粒含量、含水量、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶与土壤氮素各组分间均呈极显著(P＜0.01)正相关;砂粒含量和容重与土壤氮素各组分间显现出显著（P＜0.05）或极显著(P＜0.01)负相关。其中TN、AN、NH4--N、NO3--N、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN与土壤物理性质中SWC之间的相关性最高;而MBN与土壤物理性质中粘粒含量之间相关性最高。脲酶、磷酸酶与氮组分中NO3--N的相关性最高;蔗糖酶与氮组分中THAN的相关性最高;过氧化氢酶与氮组分中ASN的相关性最高。
为了揭示垦殖对高寒草地土壤氮组分及酶活性变化特征的影响，本文以垦殖1、3、10、16、27和40年后的川西北高寒草地为研究对象，以附近的未垦殖的天然草地为对照，通过土壤采样与分析，研究了垦殖对川西北高寒草地土壤氮组分:全氮(Total Nitrogen，TN)、碱解氮(Available Nitrogen，AN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、酸解性全氮(Total Acid Hydrolysable Nitrogen，THAN)、酸解铵态氮(Acid Solution of Ammonium Nitrogen，ASAN)、氨基糖态氮(Amino Sugar Nitrogen，ASN)、氨基酸态氮(Amino Acid Nitrogen，AAN)、酸解未知氮(Acid Hydrolysable Unknown Nitrogen，AHUN)、酸不溶性氮(Non Acid Hydrolysable Nitrogen，NAHN)和微生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen，MBN);土壤酶活性:脲酶(Urease)、蔗糖酶(Sucrase)、磷酸酶(Phosphatase)和过氧化氢酶(Catalase)活性变化特征的影响。结果表明:
(1)在川西北高寒草地垦殖过程中，随着垦殖年限的增加，土壤TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN含量显著(P＜0.05)下降。在0-20cm土层，土壤氮素连续下降且下降幅度最大，垦殖40年后TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN含量分别降低了69.00％、73.37％、35.07％、42.80％、49.62％、72.15％、62.72％、66.08％、63.44％、94.00％和51.78％。在20-40和40-60cm土层显现出类似的变化规律，且土壤氮素的含量和下降幅度不及0-20cm土层。在0-20cm土层氮素在垦殖前期损失速率最快，土壤TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN含量在0-1年分别降低了113.67％、11.73％、13.93％、11.30％、12.81％、10.51％、11.90％、13.89％、6.82％、11.93％和30.91％，显著高于垦殖中后期的损失速率。
(2)在川西北高寒草地垦殖过程中，在0-20cm土层垦殖40年后，土壤氮素养分中TN的下降幅度69.00％小于AN的下降幅度73.37％;土壤无机氮中NH4+-N的下降幅度35.07％低于NO3--N的下降幅度42.80％;土壤有机氮中THAN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN的下降幅度分别达72.15％、62.72％、66.08％、63.44％、94.00％和51.78％。垦殖导致有机氮组分在TN中的分配比例发生了变化，垦殖前的天然草地有机氮组分占TN的比例为:AAN＞ASAN＞AHUN＞NAHN＞ASN。经过40年的垦殖有机氮各组分的分布变为:AAN＞A SAN＞NAHN＞ASN＞AHUN。垦殖导致AAN、ASAN和NAHN占TN的比例上升，分别上升了4.73％、4.98％和8.88％;AHUN占TN的比例下降了19.23％;ASN占TN的比例变化不大。
(3)在川西北高寒草地垦殖过程中，随着垦殖年限的增加，土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著(P＜0.05)下降。在0-20cm土层，土壤酶活性连续下降且下降幅度最大，垦殖40年后，土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别降低了41.80％，57.01％，54.22％和46.53％。在20-40和40-60cm土层显现出类似的变化规律，且土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性和下降幅度不及0-20cm土层。在0-20cm土层酶活性在垦殖前期下降最为显著，脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性在0-1年分别降低了11.17％、3.18％、20.09％和11.73％，显著高于垦殖中后期的下降速率。
(4)在川西北高寒草地垦殖过程中，粉粒含量、粘粒含量、含水量、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶与土壤氮素各组分间均呈极显著(P＜0.01)正相关;砂粒含量和容重与土壤氮素各组分间显现出显著（P＜0.05）或极显著(P＜0.01)负相关。其中TN、AN、NH4--N、NO3--N、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN与土壤物理性质中SWC之间的相关性最高;而MBN与土壤物理性质中粘粒含量之间相关性最高。脲酶、磷酸酶与氮组分中NO3--N的相关性最高;蔗糖酶与氮组分中THAN的相关性最高;过氧化氢酶与氮组分中ASN的相关性最高。