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选取青藏高原东北缘祁连山高寒草地为研究样本,通过植物群落特征及土壤养分特性的生态基质测定,依据《天然草地退化、沙化、盐渍化的分级标准》(GB19377-2003),将研究区内草地划分为轻度退化草地(Lightly Degraded Grassland,LDG)、中度退化草地(Moderately Degraded Grassland,MDG)和重度退化草地(Severely Degraded Grassland,SDG),在此基础上,测定和分析高寒退化草地土壤微生物的各项生命活性指标,包括土壤三大类微生物数量、微生物种类多样性、微生物量碳和氮、微生物呼吸熵、氮素生理群和土壤重要酶(土壤蔗糖酶、土壤脲酶、土壤磷酸酶和土壤过氧化氢酶),阐述高寒地区不同退化程度草地土壤微生物特性,获得以下主要结果。1.草地退化和季节变化对高寒草地的植被特征与土壤特性均有改变,夏季轻度退化草地(LDG)植被盖度、植被高度和地上部产草量均为三种不同退化草地中最高的(96%、43cm和1396 kg/hm2);最小值(2%、2cm和47 kg/hm2)均出现在冬季重度退化草地(SDG)。轻度退化草地(LDG)在土壤养分变化与草地植被特征变化相似,其土壤有机质、土壤全氮、土壤全磷为三种草地中最高的(13.11%、0.43%、0.16%);而最小值(6.20%、0.39%、0.10%)均在重度退化草地(SDG);土壤容重的最大值及最小值(0.95、0.61g/cm3)刚好相反,分别出现在重度退化草地和轻度退化草地中。而土壤其他营养成分在三种草地间变化各不相同,土壤速效钾和硝态氮的最大值出现在中度退化草地(MDG)中,而铵态氮出现在轻度退化草地(LDG)中,且三者不随退化程度的加重而递减。2.高寒草地生态系统中,土壤三大类微生物(细菌、真菌和放线菌)数量在退化程度中的变化均呈现随退化程度加重而呈递减规律,即:轻度退化草地(LDG)>中度退化草地(MDG)>重度退化草地(SDG),且两季中表现为夏季>冬季。细菌、真菌与放线菌的最大值(2.49×106、5.90×103和1.98×105 cfu/g)出现在夏季的轻度退化草地(LDG)中,而最小值(1.15×106、0.52×103和0.34×105 cfu/g)出现在冬季的重度退化草地(SDG)中。同时不同退化草地中都具有较明显的垂直空间分异特性,上层土壤中的数量均高于下层土壤,最大值多出现在0~10cm土层中。土壤细菌的种类多样性也随退化程度及季节变化出现波动。3.从16SrDNA克隆文库上分析,本实验中所选土样细菌多样性较高,其中轻度退化草地(LDG)和中度退化草地(MDG)优势菌为变形菌门,此外还有厚壁菌门、放线菌门、酸杆菌门等。与之比较,重度退化草地(SDG)土壤中变形菌门的数量大大减少,以放线菌门和厚壁菌门为主要群落。而中度退化草地(MDG)和轻度退化草地(ldg)土壤细菌组成差异不显著,但重度退化草地(sdg)无论是细菌组成还是优势菌方面都有极显著的影响。4.高寒草地生态系统中参与土壤碳循环的微生物指标在不同退化程度、植物生长季(夏季)和非生长季(冬季)之间差异较大,其中土壤微生物量碳、微生物熵均随着草地退化程度的加重数量减少,夏季轻度退化草地(ldg)为最大值(485.40mg/kg、6.18mg/g),最小值(154.45mg/kg、0.56mg/g)出现在冬季的重度退化草地(sdg)中;而微生物呼吸熵的变化情况不同,最大值及最小值(0.24%、0.14%)分别出现冬季的重度退化草地和轻度退化草地中。同时,土壤微生物量碳、微生物熵值呈现出较明显的垂直空间分异特性,土层越深两者值越小,其最大值(685.80mg/kg、4.35mg/g)都出现在0~10cm土层中轻度退化草地(ldg)中,而微生物呼吸熵与土壤层次之间没有对应关系,其最小值(0.08%,0.1%)分别出现在0~10cm土层的中度退化草地(mdg)与重度退化草地(sdg)中。5.高寒草地中与土壤氮素循环相关的微生物指标受草地退化及季节变化影响变化各不相同,土壤微生物量氮、土壤微生物氮素生理群数量均随着退化程度的加重,其含量在两季中都相应减少。除了反硝化细菌之外,微生物量氮、氨化细菌、好气性固氮菌、嫌气性固氮菌和硝化细菌的最大值(31.01mg/kg、4.89×105cfu/g、1.59×105cfu/g、6.23×104cfu/g和3.50×103cfu/g)出现在夏季轻度退化草地(ldg)中;而冬季重度退化草地(sdg)中呈现了最小值(7.35mg/kg、2.26×105cfu/g、2.87×104cfu/g、0.66×104cfu/g和0.66×103cfu/g)。同时,微生物量氮在各不同土壤层次间的分布和微生物量碳基本保持一致,除了重度退化草地冬季,其他退化草地在两季中表现出随深度加深微生物量氮递减的规律。土壤微生物氮素生理群的5种菌在分布规律上存在垂直递减特性,随着退化程度的加重,各种氮素生理群的数量也在减少。微生物量氮及5种土壤微生物氮素生理群的分布主要集中在0~10cm土层,其空间层次分布与土壤三大类微生物一致,其最大值(24.97mg/kg、5.42×105cfu/g、1.29×105cfu/g、5.61×104cfu/g、2.62×103cfu/g、6.95×103cfu/g)均出现在这一层次。6.高寒草地土壤酶活性随草地退化程度加重,在植物生长季和非生长季变化情况较大,除了蔗糖酶活性改变量较明显以外,其他三种酶类有所减少,但差异不显著。除了过氧化氢酶,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的最大值(6.10mg/g.d、0.64mg/g.d和0.0082mg/g.d)均出现在夏季的轻度退化草地(ldg)中;而重度退化草地(sdg)中为最小值(0.72mg/g.d、0.22mg/g.d和0.0049mg/g.d)。除了脲酶活性没有呈现出明显的垂直空间分布规律以外,其他三种酶活性在各土壤层次间分布呈现出垂直分布规律,蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的最大值(2.49mg/g.d、0.44 mg/g.d和1.23ml/g.h)出现在0~10cm土层。7.整体分析草地生态系统中土壤微生物各项生命活动指标,并结合草地植被特征与土壤特性,认为微生物对环境改变的敏感性及预测指示性较高,其在草地生态系统中的重要性与各环境因子之间关联较紧密。因此,建议将土壤微生物活性指标运用于天然草地退化评价及程度分级。