全 文 ：书呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量
及土壤酶活性研究
文都日乐１，２，李刚２，张静妮２，赖欣２，易津１，范国艳３，杨殿林２
（１．内蒙古农业大学农学院，内蒙古 呼和浩特０１００１８；２．农业部环境保护科研监测所，天津３００１９１；
３．甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州７３００７０）
摘要：以呼伦贝尔５种不同草地类型（线叶菊草原、贝加尔针茅草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原）为研究
对象，分析了不同草地类型土壤理化性状、土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性的变化特征及其相互关系。
研究表明，各类菌群数量分布在５种草地中均为细菌＞放线菌＞真菌，但不同菌群数量及区系组成在各草地类型
间均存在显著差异（犘＜０．０５）。细菌数量在５种草地中依次为：羊草＞贝加尔针茅＞克氏针茅＞线叶菊＞大针茅，
真菌数量依次为：线叶菊＞克氏针茅＞羊草＞贝加尔针茅＞大针茅，放线菌数量依次为：克氏针茅＞羊草＞线叶菊
＞贝加尔针茅＞大针茅。土壤微生物量碳、氮（ＳＭＢＣ、ＳＭＢＮ）在不同草地类型间差异显著（犘＜０．０５），线叶菊草原
土壤微生物量碳、氮均显著高于其他草地类型（犘＜０．０５），其中大针茅草原、羊草草原土壤微生物量碳、氮均较低。
研究还表明，各草地类型土壤酶活性的垂直分布均表现为表层土壤（０～１０ｃｍ）酶活性大于下层土壤（１０～２０ｃｍ）
酶活性，不同草地类型间土壤酶活性亦存在显著差异（犘＜０．０５），线叶菊草原土壤过氧化氢酶和转化酶活性均显著
高于贝加尔针茅草原和大针茅草原；土壤脲酶活性以克氏针茅草原最高，且与线叶菊草原、贝加尔针茅草原和大针
茅草原差异显著；而土壤磷酸酶活性则为羊草草原显著高于其他样地。相关分析结果表明，不同草地类型土壤微
生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性、土壤理化性状之间均存在相关性，从回归分析得出的２个方程可知，土壤微
生物量碳随着土壤含水量、细菌数量的增加而增加，随着土壤磷酸酶活性的增加而降低；土壤微生物量氮则随着土
壤过氧化氢酶活性的增加而增加，而随着土壤磷酸酶活性与土壤容重的增加而降低。
关键词：呼伦贝尔；草地类型；土壤理化性状；土壤微生物量；土壤酶活性
中图分类号：Ｓ１５４．２；Ｓ８１２．３　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１０）０５００９４０９
　 呼伦贝尔草原是我国典型的温带草原之一，位于内蒙古高原东部，大兴安岭西麓，地处东经１１５°３１′００″～１２１°
３４′３０″，北纬４７°２０′００″～５０°５０′３０″，是欧亚大陆草原的重要组成部分。呼伦贝尔草原总面积７８５．３２万ｈｍ２，草原
类型复杂多样，其中温性草甸草原１４１．９０万ｈｍ２，占草原总面积１８．０７％，主要草地类型有线叶菊（犉犻犾犻犳狅犾犻狌犿
狊犻犫犻狉犻犮狌犿）草原、贝加尔针茅 （犛狋犻狆犪犫犪犻犮犪犾犲狀狊犻狊）草原等；温性典型草原４３１．４１万ｈｍ２，占总面积的５４．９３％，主
要草地类型有羊草（犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊）草原、大针茅（犛狋犻狆犪犵狉犪狀犱犻狊）草原、克氏针茅（犛狋犻狆犪犽狉狔狉狅狑犻）草原等［１，２］。
呼伦贝尔草原作为世界草地资源研究和生物多样性保护的重要基地之一，一直备受国内外科技界的高度重视和
关注。因此，加强对呼伦贝尔草原生态系统的研究，不仅对该区域的生物多样性保护和可持续发展具有重大指导
意义，同时可为中国乃至世界温带草原生态系统研究，推动生态学学科发展做出贡献［３］。
土壤微生物是生态系统的重要组成部分，在草原生态系统的物质循环和能量转化中占有重要地位［４，５］，土壤
微生物量虽然只占土壤营养库的小部分，但它既是养分的“库”，又是养分的“源”，特别在土壤质量的演变中，具有
较高的营养转化能力，参与生态系统中能量流和物质流，影响生态系统中的植物营养、土壤结构和土壤肥力等变
化［６９］；同时，微生物量对环境变化敏感，能较早地指示生态系统功能的变化，是评价草地土壤环境质量的重要参
数［１０］。土壤酶主要来源于动物植物的分泌及其残体以及微生物的分泌等［１１］，是土壤中一切生物化学过程的主要
参与者，其活性大小表征了土壤中物质代谢的旺盛程度，它与微生物一起推动着土壤的生物化学过程，同时在物
９４－１０２
２０１０年１０月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第１９卷　第５期
Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５
 收稿日期：２０１００４２３；改回日期：２０１００５２５
基金项目：国家自然科学基金（３０７７０３６７），中国农业科学院院长基金和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（农业部环境保护科
研监测所）资助。
作者简介：文都日乐（１９８５），女，蒙古族，内蒙古赤峰人，在读博士。Ｅｍａｉｌ：ｗｅｎｄｕｒｌｅ＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｄｉａｎｌｉｎｙａｎｇ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
质转化过程中起重要的作用，并对土壤肥力的演化具有重要影响［６，１２１５］。本研究以呼伦贝尔不同草地类型为研
究对象，旨在探讨其土壤理化性质、土壤微生物区系组成、土壤微生物量、土壤酶活性的变化特征以及它们之间的
相互关系，为揭示呼伦贝尔草原生态系统的结构和功能提供基础数据，同时为该地区的可持续发展提供理论依
据。
１　材料与方法
１．１　研究区概况
试验地选在呼伦贝尔市境内，地理位置为北纬４７°０５′～５３°２０′，东经１１５°３１′～１２６°０４′。该地区属温带大陆
性季风气候，年平均温度－２．２℃ 左右，无霜期１１５～１２４ｄ，年降水量３３９ｍｍ［１６］。本试验以呼伦贝尔市境内的
草甸草原（线叶菊草原、贝加尔针茅草原）及典型草原（羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原）为研究对象，在植被
典型、地势平坦、开阔的区域，分别选择自２００１年以来的围栏草地作为试验样地，围封年限均为８年，具体样地
设置见表１。
表１　观测样地基本情况
犜犪犫犾犲１　犌犲狀犲狉犪犾犮狅狀犱犻狋犻狅狀狊狅犳狊犪犿狆犾犲狆犾狅狋狊
项目
Ｉｔｅｍｓ
线叶菊草原
犉．狊犻犫犻狉犻犮狌犿ｓｔｅｐｐｅ
（ＦＳＳ）
贝加尔针茅草原
犛．犫犪犻犮犪犾犲狀狊犻狊ｓｔｅｐｐｅ
（ＳＢＳ）
羊草草原
犔．犮犺犻狀犲狀狊犻狊ｓｔｅｐｐｅ
（ＬＣＳ）
大针茅草原
犛．犵狉犪狀犱犻狊ｓｔｅｐｐｅ
（ＳＧＳ）
克氏针茅草原
犛．犽狉狔狉狅狑犻狊ｓｔｅｐｐｅ
（ＳＫＳ）
经度Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ（Ｅ） １１９°５３′４２″ １１９°４１′１５″ １１９°２６′００″ １１９°１７′４５″ １１８°０２′０４″
纬度Ｌａｔｉｔｕｄｅ（Ｎ） ４９°４９′５４″ ４８°２７′４０″ ４９°５１′０８″ ４８°２６′００″ ４８°１４′１０″
海拔Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ（ｍ） ８１７ ７３３ ６３９ ７３６ ５８９
植物群落
Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｔｙ
线叶菊＋贝加尔针茅
＋日荫菅 犉．狊犻犫犻狉犻
犮狌犿＋犛．犫犪犻犮犪犾犲狀狊犻狊
＋犆犪狉犲狓狆犲犱犻犳狅狉犿犻狊
贝加尔针茅＋羊草＋
日荫菅犛．犫犪犻犮犪犾犲狀狊犻狊
＋犔．犮犺犻狀犲狀狊犻狊＋犆．
狆犲犱犻犳狅狉犿犻狊
羊草＋贝加尔针茅＋
寸草苔 犔．犮犺犻狀犲狀狊犻狊
＋犛．犫犪犻犮犪犾犲狀狊犻狊＋犆．
犱狌狉犻狌狊犮狌犾犪
大针茅＋羊草＋糙隐子草
犛．犵狉犪狀犱犻狊＋犔．犮犺犻狀犲狀狊犻狊
＋犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狇狌犪狉狉狅狊犪
克氏针茅＋糙隐
子草 犛．犽狉狔犾狅狏犻犻
＋犆．狊狇狌犪狉狉狅狊犪
１．２　土样采集与预处理
于２００９年７月进行野外采样，每个样地随机设置２０个取样点，取样点间距均大于１００ｍ。采用直径为９ｃｍ
的土钻取样，分别取０～１０，１０～２０ｃｍ土层的土壤样品，保鲜带回实验室，去除植物根系和砾石，分层混匀，将每
份土样分成２部分：一部分放入４℃冰箱保存，用于土壤微生物数量和土壤微生物量的测定；另一部分在室内风
干，将风干土过０．１５和１．００ｍｍ筛，用于土壤理化性质和土壤酶活性的测定。
１．３　测定及分析方法
微生物数量测定：采用平板计数［１７］，细菌采用牛肉蛋白胨琼脂培养基，真菌采用孟加拉红琼脂培养基，放线
菌采用改良高氏Ⅰ号培养基。培养时间为２～５ｄ。
平板菌落计数：每１ｇ干土的菌落数＝同一稀释度几次重复的菌落平均数×１０×稀释倍数／（１－鲜土含水
量）
土壤酶活性的测定：土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定，其活性以培养２４ｈ后每克风干土壤中 ＮＨ＋Ｎ
的毫克数来表示；过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定，其活性以每克风干土壤滴定所需０．１ｍｏｌ／Ｌ
ＫＭｎＯ４的毫升数来表示；转化酶活性采用３，５二硝基水杨酸比色法测定，其活性以２４ｈ后１ｇ土壤葡萄糖的毫
克数表示；磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定，其活性以２ｈ后１００ｇ土壤中Ｐ２Ｏ５ 的毫克数表示［１１］。
土壤理化性状的测定：采用常规分析法测定［１８］。ｐＨ值用酸度计法；土壤含水量用烘干法；土壤容重用环刀
法；全氮用半微量凯氏法；全磷用钼锑抗比色法。
土壤微生物量碳氮的测定：采用氯仿熏蒸浸提法［１９］测定土壤微生物生物量碳、氮，用 ＭｕｌｔｉＮ／Ｃ３０００可溶
５９第１９卷第５期 草业学报２０１０年
性碳氮测定仪（德国耶纳分析仪器公司）测定。
采用ＳＰＳＳ１７．０统计软件对数据进行方差分析、相关性分析及回归分析。
２　结果与分析
２．１　不同草地类型土壤理化性状
不同草地类型土壤理化性质存在显著差异（犘＜０．０５）（表２）。线叶菊草原土壤ｐＨ 值低、土壤容重小、土壤
含水量及土壤养分含量均最高；羊草草原土壤ｐＨ 值高、土壤容重较小、土壤含水量及土壤养分含量均较高；大针
茅草原土壤ｐＨ 值较高、土壤容重为较大、土壤含水量较低，而土壤养分含量则最低，即５种草地中线叶菊草原最
肥沃，大针茅草原则最贫瘠。
表２　不同草地类型土壤理化性质（０～２０犮犿）
犜犪犫犾犲２　犛狅犻犾狆犺狔狊犻犮狅犮犺犲犿犻犮犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狊狊犾犪狀犱狋狔狆犲狊（０－２０犮犿）
草地类型
Ｇｒａｓｓｌａｎｄｔｙｐｅ
ｐＨ 土壤含水量
Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ
（％）
容重
Ｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ
（ｇ／ｃｍ３）
全氮
Ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ
（ｇ／ｋｇ）
全磷
Ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
（ｇ／ｋｇ）
线叶菊草原犉．狊犻犫犻狉犻犮狌犿ｓｔｅｐｐｅ ６．１０±０．０１ｄ ２７．７３±０．０１ａ １．００±０．０１ｄ ２．１２±０．０１ａ ０．８７±０．０２ａ
贝加尔针茅草原犛．犫犪犻犮犪犾犲狀狊犻狊ｓｔｅｐｐｅ ６．８５±０．０８ａｂ １７．２０±０．０３ｂ １．０７±０．０３ｄ １．７４±０．０５ｂ ０．３０±０．００ｃ
羊草草原犔．犮犺犻狀犲狀狊犻狊ｓｔｅｐｐｅ ７．０１±０．２９ａ １２．７６±０．０２ｃ １．１７±０．０１ｃ １．７７±０．０１ｂ ０．５７±０．０１ｂ
大针茅草原犛．犵狉犪狀犱犻狊ｓｔｅｐｐｅ ６．６９±０．０７ｂ ９．２１±０．０４ｄ １．４９±０．０２ｂ １．１６±０．０１ｄ ０．２１±０．０１ｅ
克氏针茅草原犛．犽狉狔狉狅狑犻狊ｓｔｅｐｐｅ ６．３６±０．０３ｃ ６．１７±０．０２ｅ １．７３±０．０１ａ １．５７±０．０１ｃ ０．２３±０．００ｄ
　注：同列不同字母表示差异显著（犘＜０．０５）。狀＝５。下同。
　Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｗｉｔｈｉｎｓａｍｅｌｉｎｅｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５．狀＝５．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．２　不同草地类型土壤微生物区系组成
不同草地类型之间土壤微生物的组成及其数量存在显著差异（犘＜０．０５），不同类群生物量的组成比例因不
同生境而异（表３）。５种草地类型土壤中细菌数量均表现为最多，其次是放线菌，真菌为最少。细菌数量在５种
草地类型中的分布特征为：羊草＞贝加尔针茅＞克氏针茅＞线叶菊＞大针茅；放线菌数量的分布特征为：克氏针
茅＞羊草＞线叶菊＞贝加尔针茅＞大针茅；真菌数量则在线叶菊草原为最多，其次是克氏针茅草原、羊草草原、贝
加尔针茅草原，而在大针茅草原为最少。
表３　不同草地类型土壤微生物的组成与数量
犜犪犫犾犲３　犛狅犻犾犿犻犮狉狅狅狉犵犪狀犻狊犿’狊狇狌犪狀狋犻狋狔狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狊狊犾犪狀犱狋狔狆犲狊 １０５个Ｎｏ．／ｇ干土Ｄｒｙｍａｔｔｅｒ
草地类型Ｇｒａｓｓｌａｎｄｔｙｐｅ 细菌Ｂａｃｔｅｒｉａ 真菌Ｆｕｎｇｕｓ 放线菌Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ
线叶菊草原犉．狊犻犫犻狉犻犮狌犿ｓｔｅｐｐｅ ３２．５０±２．６５ａ ０．４０±０．１１ａ １３．６８±１．５０ａｂ
贝加尔针茅草原犛．犫犪犻犮犪犾犲狀狊犻狊ｓｔｅｐｐｅ ３６．２５±１．８９ａ ０．１７±０．０３ｂｃ １２．０８±０．５９ｂ
羊草草原犔．犮犺犻狀犲狀狊犻狊ｓｔｅｐｐｅ ３８．００±６．０８ａ ０．２２±０．０６ｂｃ １３．７０±１．２４ａｂ
大针茅草原犛．犵狉犪狀犱犻狊ｓｔｅｐｐｅ １９．６７±６．４３ｂ ０．１３±０．０３ｃ １０．１７±０．６７ｃ
克氏针茅草原犛．犽狉狔狉狅狑犻狊ｔｅｐｐｅ ３５．６７±１．１５ａ ０．２７±０．０５ｂ １５．３３±１．１０ａ
２．３　不同草地类型土壤微生物量
土壤微生物量碳、氮（ＳＭＢＣ、ＳＭＢＮ）在不同草地类型间差异显著（犘＜０．０５）（图１）。线叶菊草原土壤微生
物量碳最高，为６３６．６ｍｇ／ｋｇ，分别是贝加尔针茅、羊草、大针茅、克氏针茅的２．６６，３．３５，２．５９和３．０７倍；土壤微
生物量氮在５种草地类型依次为线叶菊＞羊草＞贝加尔针茅＞大针茅＞克氏针茅，除贝加尔针茅草原与羊草草
原外，其他样地差异显著（犘＜０．０５），线叶菊草原土壤微生物量氮（７９．９５ｍｇ／ｋｇ）分别为贝加尔针茅、羊草、大针
６９ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５
茅、克氏针茅的１．４６，１．３６，２．２７和２．８６倍。
图１　不同草地类型土壤微生物量碳、氮
犉犻犵．１　犛狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犆、犖狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狊狊犾犪狀犱狋狔狆犲狊
不同大小写字母分别表示ＳＭＢＣ和ＳＭＢＮ在不同草地类型间差异显著
（犘＜０．０５）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌａｎｄｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｄ
ＳＭＢＣａｎｄＳＭＢＮｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｓｓｌａｎｄｔｙｐｅｓ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｔ犘＜０．０５
２．４　不同草地类型土壤酶活性
研究表明（图２），土壤过氧化氢酶、土壤转化酶、
土壤脲酶及土壤磷酸酶活性在不同草地类型间均有显
著差异（犘＜０．０５）。不同草地类型表层土壤（０～１０
ｃｍ）酶活性均高于下层土壤（１０～２０ｃｍ）酶活性。土
壤过氧化氢酶活性在线叶菊草原为最高，表层土壤过
氧化氢酶活性（３．４３ｍＬ／（ｇ·２０ｍｉｎ））除与克氏针茅
草原无显著差异外，与其他草地类型均呈显著差异（犘
＜０．０５），１０～２０ｃｍ土层中过氧化氢酶活性在５种草
地类型间差异显著（犘＜０．０５）（图２Ａ）。土壤转化酶
活性以线叶菊草原最高，０～１０和１０～２０ｃｍ分别为
６６．５００和５３．６４８ｍｇ／（ｇ·２４ｈ），与其他草地类型差
异显著（犘＜０．０５）。土壤转化酶活性在大针茅草原为
最低，０～１０，１０～２０ｃｍ分别为３３．９５７和１８．３５１ｍｇ／
（ｇ·２４ｈ）（图２Ｂ）；土壤脲酶活性以克氏针茅草原为最
图２　不同草地类型土壤酶活性
犉犻犵．２　犛狅犻犾犲狀狕狔犿犪狋犻犮犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狊狊犾犪狀犱狋狔狆犲狊
不同大小写字母分别表示土壤酶活性在０～１０和１０～２０ｃｍ土层不同草地类型间差异显著（犘＜０．０５）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌ
ａｎｄｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｓｏｉｌｅｎｚｙｍａｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙａｔｔｈｅ０－１０ａｎｄ１０－２０ｃｍｄｅｐｔｈｓｏｆｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｇｒａｓｓｌａｎｄｔｙｐｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｔ犘＜０．０５
７９第１９卷第５期 草业学报２０１０年
高，０～１０，１０～２０ｃｍ分别为０．０４５和０．０３２ｍｇ／（ｇ·２４ｈ），与其他草地类型差异显著（犘＜０．０５），大针茅草原
土壤脲酶活性最低，０～１０，１０～２０ｃｍ分别为０．０２７和０．０１３ｍｇ／（ｇ·２４ｈ）（图２Ｃ）；土壤磷酸酶活性以羊草草
原为最高，０～１０，１０～２０ｃｍ分别为１．７９７和１．５０１ｍｇ／（１００ｇ·２ｈ），与其他草地类型差异显著（犘＜０．０５），贝
加尔针茅草原土壤磷酸酶活性为最低，０～１０，１０～２０ｃｍ分别为０．８３３和０．３２１ｍｇ／（１００ｇ·２ｈ）（图２Ｄ）。
２．５　土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤理化性质及土壤酶活性的相互关系
２．５．１　土壤微生物数量、土壤微生物量与土壤理化性质的关系　５种草地类型土壤中，细菌数量与全氮呈显著
正相关（犘＜０．０５）（表４）；真菌数量与全氮、全磷呈极显著正相关（犘＜０．０１），与土壤含水量呈显著正相关（犘＜
０．０５），与ｐＨ值则呈显著负相关（犘＜０．０５）。土壤微生物量碳与土壤含水量呈极显著正相关（犘＜０．０１），与全氮
呈显著正相关（犘＜０．０５）；土壤微生物量氮与土壤含水量、全磷、全氮呈极显著正相关（犘＜０．０１），土壤微生物量
碳、氮均与土壤容重呈极显著负相关（犘＜０．０１）。
２．５．２　土壤酶活性与土壤理化性质的关系　５种草地类型土壤过氧化氢酶与全氮呈极显著正相关（犘＜０．０１）
（表５）；土壤磷酸酶与全磷呈极显著正相关（犘＜０．０１），与全氮呈显著正相关（犘＜０．０５）；土壤转化酶与土壤含水
量、全氮、全磷呈极显著正相关（犘＜０．０１），与土壤容重则呈极显著负相关（犘＜０．０１）。
表４　土壤微生物数量和土壤微生物量与土壤理化性质的相关分析
犜犪犫犾犲４　犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾狇狌犪狀狋犻狋犻犲狊犪狀犱狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊狑犻狋犺狊狅犻犾狉犲狊狆犻狉犪狋犻狅狀犻狀狋犲狀狊犻狋狔
项目Ｉｔｅｍｓ ｐＨ 土壤含水量Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ 容重Ｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ 全氮Ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ 全磷Ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
细菌Ｂａｃｔｅｒｉａ ０．０５６ ０．１９２ －０．２７０ ０．６４１ ０．３４５
真菌Ｆｕｎｇｕｓ －０．５３８ ０．５３６ －０．２９７ ０．７９０ ０．７４１
放线菌Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ －０．２１５ ０．０８５ －０．０１６ ０．５１３ ０．２３９
微生物量碳ＳｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣ －０．２７５ ０．７９５ －０．７３０ ０．５９１ ０．３９０
微生物量氮ＳｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＮ －０．０５１ ０．８８６ －０．９６６ ０．７８０ ０．６８２
注：表示显著相关（犘＜０．０５），表示极显著相关（犘＜０．０１）。下同。
Ｎｏｔｅ：ｉｎｄｉｃａｔｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ（犘＜０．０５），ｉｎｄｉｃａｔｅｓｈｉｇｈｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ（犘＜０．０１）．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
表５　土壤酶活性与土壤理化性质的相关分析
犜犪犫犾犲５　犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳狊狅犻犾犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊狑犻狋犺狊狅犻犾狉犲狊狆犻狉犪狋犻狅狀犻狀狋犲狀狊犻狋狔
项目Ｉｔｅｍｓ ｐＨ 土壤含水量Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ 容重Ｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ 全氮Ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ 全磷Ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
脲酶Ｕｒｅａｓｅ －０．１６４ －０．３１９ ０．３５８ ０．２４４ ０．０５４
过氧化氢酶 Ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ －０．２１３ ０．４６５ －０．４０２ ０．８２６ ０．４３６
磷酸酶Ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ －０．１２９ ０．３１４ －０．２７８ ０．５９７ ０．７６３
转化酶Ｉｎｖｅｒｔａｓｅ －０．３１９ ０．８１０ －０．６７２ ０．８３９ ０．９８９
２．５．３　土壤酶活性与土壤微生物数量、土壤微生物量之间的关系　５种草地类型土壤脲酶与放线菌数量呈显著
正相关（犘＜０．０５）（表６）；土壤过氧化氢酶与细菌数量、真菌数量、放线菌数量呈极显著正相关（犘＜０．０１），与土
壤微生物量碳、氮则均呈显著正相关（犘＜０．０５）；土壤磷酸酶与真菌数量呈极显著正相关（犘＜０．０１）；土壤转化酶
与真菌数量、土壤微生物量氮呈极显著正相关（犘＜０．０１）。
２．６　土壤微生物量与土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤理化性质的回归分析
为了更好地说明土壤微生物量与土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤理化性状之间的关系，采用逐步回归分
析所得最优回归方程：
犢１＝２８．４９犡１＋１０．８３犡２－３５２．４６犡３
式中，犢１－土壤微生物量碳，犡１－土壤含水量，犡２－细菌数量，犡３－土壤磷酸酶。土壤含水量、细菌数量、土壤磷
８９ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５
酸酶对土壤微生物量碳的偏相关系数为０．９７３（犘＜０．０１），０．７６８（犘＜０．０１），－０．９３７（犘＜０．０１），可知土壤含水
量、细菌数量、土壤磷酸酶对土壤微生物量碳的贡献较大，随着土壤含水量和细菌数量的增加，土壤微生物量碳也
急剧增加，而随着土壤磷酸酶活性的增加土壤微生物量碳则减小。
犢２＝１４．５１９犡１－９．４８５犡２－７２．２８８犡３＋１１７．８９７
式中，犢２－土壤微生物量氮，犡１－土壤过氧化氢酶，犡２－土壤磷酸酶，犡３－土壤容重。土壤过氧化氢酶、土壤磷
酸酶、土壤容重对土壤微生物量氮的偏相关系数为０．８３０（犘＜０．０１），－０．７５１（犘＜０．０１），－０．９８８（犘＜０．０１），可
知土壤过氧化氢酶、土壤磷酸酶、土壤容重对土壤微生物量氮贡献率较大，随着土壤过氧化氢酶活性的增加，土壤
微生物量氮也增加，而随着土壤容重和土壤磷酸酶活性的增加土壤微生物量氮则减小。
表６　土壤酶活性与土壤微生物数量、土壤微生物量之间的相关分析
犜犪犫犾犲６　犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾狇狌犪狀狋犻狋犻犲狊犪狀犱狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊狑犻狋犺狊狅犻犾犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋狔
项目
Ｉｔｅｍ
细菌
Ｂａｃｔｅｒｉａ
真菌
Ｆｕｎｇｕｓ
放线菌
Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ
土壤微生物量碳
ＳｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣ
土壤微生物量氮
ＳｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＮ
脲酶Ｕｒｅａｓｅ ０．４６８ ０．４７１ ０．６３５ －０．４２３ －０．３０８
过氧化氢酶 Ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ ０．７９９ ０．６５０ ０．６７０ ０．５１７ ０．５６３
磷酸酶Ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ０．４８７ ０．６８９ ０．３８５ －０．２３３ －０．２０５
转化酶Ｉｎｖｅｒｔａｓｅ ０．３６５ ０．７６６ ０．２５０ ０．３４９ ０．６５１
３　讨论
３．１　不同草地类型土壤微生物数量、土壤微生物量的分布特征
土壤微生物是草地生态系统的重要组成部分，在“土壤－土壤微生物－植物”这一生态系统中扮演着重要角
色，对土壤养分、土壤结构、土壤稳定性和植被生态恢复产生重要影响［２０］。土壤微生物量仅占有机质的很小比
例，但它却是最为活跃的部分，特别是在土壤碳氮循环中，是活性最强的部分［２１，２２］。不同类型的草地，土壤微生
物量、微生物群落均存在显著差异［２３］。本研究结果表明，５种草地类型土壤中３种微生物菌群分布特征均为：细
菌＞放线菌＞真菌，这与大多数学者的研究结果相一致［２４，２５］。主要原因为不同草地类型植被结构类型不同，对
土壤表面的覆盖程度不尽相同，造成了土壤温度、湿度的差异，加之不同植被群落结构植物的生长发育、枯枝落叶
物多少有别，从而影响了土壤微生物数量和活动状况。相关分析结果表明，５种草地类型土壤细菌和真菌数量与
土壤养分（全氮、全磷）、土壤含水量存在不同程度的正相关关系，即养分含量高的土壤中微生物数量也高，这是土
壤肥力、土壤环境状况与土壤微生物协同发展的结果。健康良好的土壤环境条件促进土壤微生物的繁殖和生长，
同时，土壤微生物又反过来会对土壤结构的改善，以及养分积累、转化和维持起促进作用［２６，２７］。５种草地类型间
土壤微生物量碳、氮差异显著（犘＜０．０５）。从土壤微生物量碳、氮与土壤理化性质的相关分析结果可知，土壤微
生物量碳、氮与土壤含水量、土壤容重、土壤养分（全氮、全磷）存在密切的关系。由此可知，土壤微生量可作为土
壤发育状况和生化强度的一项主要指标［２８］。
３．２　不同草地类型土壤酶活性分布特征
土壤酶是土壤中活跃的有机成分之一，在土壤养分循环以及植物生长所需养分的供给过程中起到重要的作
用［２９，３０］。本研究结果表明，土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶、磷酸酶活性在５种草地类型中均有差异，且土壤酶活
性均随土层的加深呈递减趋势，这与侯彦会等［３１］的研究结果一致，主要原因在于土壤表层累积了较多的枯枝落
叶和腐殖质，有机质含量高，有充分的营养源以利于土壤微生物的生长，再加之水热条件和通气状况，微生物生长
旺盛，代谢活跃，呼吸强度加大而使表层积聚了较高的土壤酶活性。随着土层的加深，土壤有机质含量急剧下降，
地下生物量也随着减少。相关分析结果表明，土壤酶活性与土壤养分、土壤含水量、土壤容重、微生物菌群数量、
微生物量具有不同程度的相关性，分析原因为在土壤酶的作用下，土壤有机物质和有机残体分解成不同的中间产
物和最终产物，为微生物和植物提供了营养物质和能量，同时有机物质也在调节土壤的酶活性上起着重要的作
９９第１９卷第５期 草业学报２０１０年
用，因为它们能诱导生成胞外酶，起到激活剂的作用。土壤酶和微生物在土壤有机物质转化过程中的作用，彼此
之间并不是孤立的，而是存在着相互制约、互相促进的复杂关系［３２］。
３．３　土壤微生物量与其他土壤环境因子的关系
土壤微生物量是土壤有机质中最活跃和最易变化的部分，极易受土壤环境因子的影响，其含量与土壤类型、
植被、气候等有关［３３］。本研究结果表明，在５种草地类型中土壤微生物量碳含量的高低受土壤含水量、细菌数
量、土壤磷酸酶活性的影响。分析原因为，土壤水分是影响土壤微生物生长，发育和繁殖的重要环境因子之一。
夏季正是植物生长最旺盛的时节，新陈代谢较快，根系分泌物明显增多，同时大量的植物组织进入土壤，导致进入
土壤的新鲜有机质增加，同时温度较高，水分充足，这大大刺激了土壤微生物的生长和繁殖。而细菌又是土壤微
生物类群的优势种群，因此，土壤微生物量碳含量随着土壤含水量与细菌数量的增加而增加。本研究还得出，土
壤微生物量氮受土壤过氧化氢酶、土壤磷酸酶以及土壤容重的影响。其原因为土壤过氧化氢酶是由土壤中的细
菌、真菌和植物的根部分泌，直接参与土壤中物质和能量转化，其活性在一定程度上可以表征土壤生物氧化过程
的强弱，反映土壤微生物活动的强度。而土壤容重直接影响土壤通气性和孔隙度、植物根系穿透阻力以及根系的
生长和发育，也间接通过上述因素影响土壤的生物活性。因此，土壤过氧化氢酶活性的增加与土壤容重的降低将
会增加土壤微生物量氮含量。土壤微生物量碳、氮含量随着土壤磷酸酶活性的增加而降低的结果与其他研究
者［３４，３５］的研究结果相背，其原因有待进一步研究。
土壤是草地生态系统的基础环境，土壤的稳定性是支持草地生态系统结构和功能稳定性、生态系统恢复的重
要因素［３６］。综上所述，呼伦贝尔草原土壤系统是一个统一的整体，其内部各因子之间相互影响、相互作用，来维
持着整个土壤系统。
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１０１第１９卷第５期 草业学报２０１０年
犜犺犲狊狋狌犱狔狅犳狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犪狀犱狊狅犻犾犲狀狕狔犿犲犪狏狋犻狏犻狋狔狅狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犵狉犪狊狊犾犪狀犱犻狀犎狌犾狌狀犫犲犻犲狉，犐狀狀犲狉犕狅狀犵狅犾犻犪
ＷＥＮＤＵＲｉｌｅ１，２，ＬＩＧａｎｇ２，ＺＨＡＮＧＪｉｎｇｎｉ２，ＬＡＩＸｉｎ２，ＹＩＪｉｎ１，ＦＡＮＧｕｏｙａｎ３，ＹＡＮＧＤｉａｎｌｉｎ２
（１．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＣｏｌｅｇｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００１８，Ｃｈｉｎａ；
２．ＡｇｒｏＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１９１，
Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｅｇｅｏｆＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，５ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄ（犉犻犾犻犳狅犾犻狌犿狊犻犫犻狉犻犮狌犿ｓｔｅｐｐｅ，犛狋犻狆犪犫犪犻犮犪犾犲狀狊犻狊ｓｔｅｐｐｅ，
犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊ｓｔｅｐｐｅ，犛狋犻狆犪犵狉犪狀犱犻狊ｓｔｅｐｐｅ，犛狋犻狆犪犽狉狔狉狅狑犻ｓｔｅｐｐｅ）ｉｎＨｕｌｕｎｂｅｉｅｒｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｒｅ
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犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｈｕｌｕｎｂｅｉｅｒ；ｇｒａｓｓｌａｎｄｔｙｐｅ；ｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓ；ｓｏｉｌｅｎ
ｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙ
２０１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５