全 文 ：第 18 卷
第 4 期

Vol. 18
No. 4
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2010 年
7 月

Jul.

2010
放牧干扰对贝加尔针茅草原土壤微
生物与土壤酶活性的影响
文都日乐1, 2 , 张静妮2 , 李
刚2 , 易
津1, 张永生2 , 杨殿林2*
( 1. 内蒙古农业大学农学院, 内蒙古自治区 呼和浩特
010018; 2. 农业部环境保护科研监测所, 天津
300191)
摘要: 以贝加尔针茅草原为目标, 研究不同程度的放牧干扰对草地土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤养分和土壤
呼吸的影响及其相互关系,旨在为贝加尔针茅草原生态系统的保护、恢复及重建提供科学依据。结果表明:随着放
牧强度的增加,土壤微生物总数量显著降低( P< 0. 05) ; 各放牧区土壤微生物数量均表现为: 细菌 > 固氮菌 > 放
线菌 > 真菌;垂直分布为 0~ 10 cm> 10~ 20 cm; 随着放牧强度的增加, 土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶、磷酸酶均
显著降低(P< 0. 05) ; 0~ 10 cm 土层的土壤酶活性均高于 10~ 20 cm;土壤养分含量、土壤含水量随着放牧强度的
增加亦显著降低( P< 0. 05) ;土壤 pH、土壤容重则逐渐增加, 在不同放牧压力处理条件下差异显著 (P < 0. 05)。相
关分析表明,土壤酶活性与土壤微生物数量、土壤养分含量密切相关,放牧干扰条件下土壤中真菌数量与脲酶活性
呈显著正相关(P< 0. 05) ,固氮菌数量与脲酶活性达到极显著正相关(P < 0. 01) , 转化酶和磷酸酶与土壤全磷含量
呈显著正相关(P< 0. 05)。
关键词:贝加尔针茅草原; 放牧干扰;土壤微生物; 土壤酶活性
中图分类号: S324



文献标识码: A




文章编号: 1007
0435( 2010) 04
0517
06
Effect of Grazing Disturbance on Soil Microorganisms and Soil
Enzyme Activities of Stip a baicalensis Rosev. Steppe
WENDU Ri
le1 , ZHANG Jing
ni2 , L I Gang 2 , YI Jin1 , ZH ANG Yong
sheng2 , YANG Dian
lin2*
( 1. Agricultural College, Inner Mongolia Agricul tu ral Un iversity, H ohhot , Inner Mongolia Autonomous Region 010018, C hina;
2. Agro
Environm ental Protect ion Ins titute, M inist ry of Agricul tu re, Tianjin 300191, China)
Abstract: In order to prov ide scient ific basis fo r protect ion, restorat ion and reconst ruct ion of S tipa ba

i calensis Rosev. steppe ecosystem, the ef fect o f dif ferent grazing disturbance levels on the soil m icroo rgan

isms, soil enzyme act ivit ies, so il nut rients, and soil respiration o f S . baicalensis steppe w as studied and
the interrelationship among them was analy zed. T he results show that the to tal number of so il m icroo rgan

isms reduced signif icant ly ( P< 0. 05) along w ith the increasing o f grazing intensity , the number o f micro

o rganisms in dif ferent gr azing areas showed the same changing t rends: bacteria> nitr ogen germ> act ino

mycetes> fungi; higher in soil depth 0~ 10 cm than 10~ 20 cm in the vert ical dist ribut ion. The activit ies of
soil ur ease, catalase, inv ertase, and phosphatase reduced significant ly ( P< 0. 05) w ith the increasing of
grazing intensity and show ed sim ilar vert ical dist ribut ion as m icroo rganisms did. The soil nut rients and soil
moisture also reduced signif icant ly ( P< 0. 05) w hen the grazing intensity increased. How ever so il pH and
bulk density increased g radually and show ed signif icant dif ference ( P< 0. 05) under different gr azing pres

sur es. Co rrelat ion analysis indicates that the soil enzyme activit ies were po sit iv ely related to soil microor

ganisms and soil nut rients. Fungal quant ity had a high
posit ive co rrelat ion w ith ur ease act ivity ( P< 0. 05) ,
the number of nitr ogen germ w as ex t reme
signif icantly correlated w ith ur ease act iv ity ( P< 0. 01) and soil
to tal phosphorus w as high
po sit iv ely correlated w ith invertase and phosphatase ( P< 0. 05) .
Key words: Stipa baicalensis Rosev. steppe; Grazing disturbance; Soil microorg anism; Soil enzyme activity


贝加尔针茅( Stipa baicalensi s Rosev. )草原是
亚洲中部草原区所特有的草原群系,是草甸草原的
代表类型之一, 它的分布区主要是松辽平原、蒙古高
原东部的森林草原地带 [ 1]。贝加尔针茅草原主要为
天然牧场,在我国畜牧业生产中占有重要的地位。
自20世纪80年代以来, 由于长期不合理的利
收稿日期: 2010
01
07;修回日期: 2010
03
11
基金项目:国家自然科学基金( 30770367)、中国农业科学院院长基金资助
作者简介:文都日乐( 1985
) ,女,蒙古族,内蒙古赤峰市人,博士研究生,研究方向为牧草生理生态学, E
mail: w en durle@ 163. com; * 通讯
作者 Author for correspondence, E
m ail: dianlin yang@ yahoo. com. cn
草
地
学
报 第 18卷
用,贝加尔针茅草原已发生了不同程度的退化,是草
甸草原主要的退化类型之一[ 2]。草地退化不仅是草
地植被的退化, 更重要的是草地土壤质量的下降。
土壤微生物作为草地生态系统的重要组成部分, 是
系统中物质循环的调节者和能量流动的推动者, 其
强大生物化学活力使其成为土壤活性养分的库和
源[ 3] ,参与草地植物养分转化、有机碳、氮代谢以及
污染物降解等多种土壤生化反应过程[ 4] ,在土壤肥
力演变和养分循环中具有重要意义 [ 5]。土壤微生物
参数作为草地生态系统土壤质量变化和草地发育演
替的重要指示指标受到广泛关注 [ 6] , 而土壤酶是土
壤中生物活动的产物,主要来自土壤微生物、植物、
动植物残体。它不仅反映了土壤中养分的转化能力
以及土壤生物活性的大小, 也参与土壤中的各种代
谢过程和能量转化, 是土壤生物化学特征的重要组
成部分,是评价土壤肥力的指标之一。因此, 土壤微
生物数量和土壤酶活性一直是土壤微生物生态学研
究的重要领域。本研究以贝加尔针茅草原为研究对
象,分析不同放牧强度对土壤养分、土壤微生物数量
和土壤酶活性的影响及其相互关系,为贝加尔针茅
草原生态系统的保护、恢复及重建提供科学依据。
1
材料与方法
1. 1
研究区概况
研究地区位于呼伦贝尔市的鄂温克旗境内。地
理位置为北纬 48
27
~ 48
35
,东经 119
35
~ 119
41
,
海拔高度为 760~ 770 m。该地区属温带大陆性季
风气候,年均气温- 1. 6
,年降水量 328. 7 mm, 年蒸
发量 1478. 8 mm,
0
年积温 2567. 5
,年均风速
4 m
s- 1 ,无霜期 113 d。调查区位于丘陵高平原
中部,地势较平坦, 土壤类型为暗栗钙土, 植被类型
为贝加 尔针 茅 草原、羊草 ( L eymus chinensis
( T r in. ) T zvel. )草甸草原。常见的植物种有羽茅
( A chnather um sibir icum ( L . ) Keng )、日荫 菅
( Car ex p edif ormis L. )、变蒿 ( A rtemisia commu

tate Bess. )、扁蓿 豆 ( Pocockia ruthenica ( L . )
Boiss. )、草地麻花头( Ser r atula centaur oides L. )、
多茎野豌豆( Vicia mul ti caul is Ledeb. )、肾叶唐松
草( T hal ictr um petaloideum L. )等 [ 2]。
1. 2
样地设计
草原群落随着放牧强度的变化, 最明显地表现
在居民点或家畜饮水点周围相继分布的近环状变化
上,即以居民点或家畜饮水点由此向外辐射, 沿半径
方向构成草原群落的放牧梯度 [ 7]。实验点设在贝加
尔真茅草原典型地带, 选择 3个以饮水点为中心,植
被典型、地势开阔平缓的放牧场作为放牧退化系列,
于 2009年 8 月进行野外调查工作, 以饮水点为中
心,在 4个方向上各设一条样线,直到植被接近正常
时为止, 然后以李博 [ 8] 的方法按植被盖度、植物种
类、产量的差异等划分放牧梯度等级,在样线上共设
3 个放牧强度, 即重牧区( HG ) (距离饮水点 1. 5
km, 面积 706. 5 hm2 )、中牧区( MG) (距离饮水点
2. 5 km,面积 1256 hm2 )、轻牧区( LG) (距离饮水点
4. 0 km, 面积 3061. 5 hm2 )。
1. 3
试验方法
1. 3. 1
土样采集与分析
于 2009年植物的生长旺
季( 8月)进行野外观测及采样。每个放牧区内沿半
径方向的 4条样线上各设置 10 个取样点。采用直
径为 9 cm 的土钻取样, 分别取 0~ 10 cm、10~ 20
cm 土层的土壤样品,保鲜带回实验室, 去除植物根
系和砾石,将其混匀, 将每个土样分 2部分:一部分
放入 4
冰箱保存, 用于测定土壤微生物; 另一部分
在实验室风干, 将风干土过 1 mm 和 0. 15 mm 筛,
用于测量土壤养分和土壤酶活性。
1. 3. 2
测定项目及方法
微生物数量测定:采用平
板法计数 [ 9] ,不同类群的微生物使用不同的培养基,
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
号培养基,固
氮菌采用阿须贝培养基,培养时间为 2~ 5 d。
平板菌落计数: 1 g 干土的菌落数= 同一稀释
度五次重复的平均数
稀释倍数/干土的重量。
土壤酶活性的测定:土壤脲酶活性和过氧化氢
酶活性、转化酶活性、磷酸酶活性分别用靛酚蓝比色
法、高锰酸钾滴定法、3, 5
二硝基水杨酸比色法、磷
酸苯二钠比色法测定[ 10]。脲酶活性以培养 24 h后
每 g 风干土壤经尿素水释出的 NH +
N的毫克数来
表示,过氧化氢酶活性以每 g 风干土壤滴定所需
0. 1 mol
L- 1 KMnO 4 的毫升数来表示, 转化酶活
性以 24 h后 1 g 土壤葡萄糖的毫克数表示, 磷酸酶
活性以 2 h后 100 g 土壤中 P2O 5 的毫克数表示。
土壤养分含量的测定: 采用常规分析法测
定[ 11] 。全氮用半微量凯氏法, 全磷用钼锑抗比色
法,铵态氮用 2 mol
L- 1 KCl浸提
蒸馏法, 速效磷
用 0. 5 mol
L - 1 N aHCO 3 法,有机质含量用重铬酸
钾
氧化外加热法。
土壤呼吸测定采用开路式土壤碳通量测定系统
( L i
8100, LI
COR Inc. , U SA )。在每个样地随机
选 3个采样点,每个采样点测 5次。每次测量前,去
除测定基座(基座为直径 20 cm ,高 20 cm 的聚氯乙
518
第 3期 文都日乐等:放牧干扰对贝加尔针茅草原土壤微生物与土壤酶活性的影响
烯圆柱体。基座嵌入土中,上端高出地表约 10 cm )
中的植物及枯枝落叶, 减少木质残体分解和植物地
上部分释放出的 CO 2 对土壤呼吸测定的影响。
采用 Excel 2007和 SPSS 17. 0统计软件进行
方差分析和相关性分析。
2
结果与分析
2. 1
不同放牧强度对贝加尔针茅草原土壤理化性
状的影响
放牧干扰下, 土壤理化性质均有不同程度的变
化(表 1)。pH、土壤容重均随着放牧强度的增加而
升高,不同放牧压力处理之间土壤 pH 值差异显著
( P< 0. 05) ,重牧区土壤容重较轻牧区显著增加( P
< 0. 05)。土壤含数量、土壤养分含量(有机质、全
氮、全磷、铵态氮、速效磷)则随着放牧强度的增加而
降低,与轻牧区相比,重牧区土壤有机质、全氮、全磷
及速效磷含量均显著下降( P< 0. 05) , 土壤养分资
源趋于匮乏。
2. 2
土壤微生物的组成与数量
2. 2. 1
不同放牧强度下土壤微生物的组成与数量
实验结果显示 (表 2) , 各放牧区土壤中细菌数量对
微生物总数量贡献率最大, 0~ 10 cm 土层微生物总
数中细菌占 89. 41% ~ 92. 02%, 其次是放线菌和固
氮菌,分别占 6. 96% ~ 9. 26% , 0. 81% ~ 1. 23% ,真
菌为最少。随着放牧强度的增加土壤微生物总量显
著降低( P< 0. 05) , 即轻牧区> 中牧区> 重牧区。
这与植被特征、土壤营养状况及微生物活性有关。
随着牲畜践踏和采食强度的增加植被结构、土壤理
化性质不断恶化, 土壤养分含量下降, pH 升高使微
生物生存的土壤环境中的营养物质减少, 从而导致
土壤微生物繁殖数量的减少。
表 1
不同放牧强度下的土壤理化性质指标( 0~ 20 cm)
Table 1
Soil phy sicochem ical characterist ics o f soil depth 0~ 20 cm under differ ent g razing intensities
放牧强度 Grazing intensity
轻牧 LG 中牧 MG 重牧 HG
pH 5. 42
0. 03c 5. 83
0. 05b 6. 00
0. 04a
土壤含水量 SM, % 11. 10
0. 21a 10. 98
0. 18a 4. 85
0. 10b
容重 BD, g
cm- 3 1. 19
0. 02b 1. 26
0. 03ab 1. 33
0. 02a
有机质 OM, g
kg- 1 25. 31
0. 44a 24. 80
0. 36a 10. 25
0. 29b
全氮 T N, g
k g- 1 1. 96
0. 05a 1. 46
0. 03b 1. 38
0. 04b
全磷 T P, g
kg- 1 0. 31
0. 01a 0. 28
0. 01ab 0. 23
0. 02b

铵态氮 AN, mg
kg- 1 5. 15
0. 04a 4. 33
0. 06a 4. 27
0. 06a

速效磷 AP, m g
kg- 1 6. 15
0. 07a 3. 34
0. 03b 1. 79
0. 03b


注:同行不同小写字母表示不同放牧强度下差异显著( P < 0. 05) ,单位为 104
g- 1干土,下同
Note: mean s with diff erent small let ters in th e sam e r ow are signi ficant ly diff er ent at the 0. 05 level, u nit is 104
g- 1 dry soil, sam e as fol

l ow ing f igures
表 2
不同放牧强度下土壤微生物的组成与数量( 0~ 10 cm)
Table 2
Composition and quantity of so il micro organisms at soil depth 0~ 10 cm under different g razing intensities
放牧强度
Grazing intensity
细菌
Bacteria
数量
No.
占总数
%
真菌
Fungi
数量
No.
占总数
%
放线菌
Act inomyces
数量
No.
占总数
%
固氮菌
Nit rogen germ
数量
No.
占总数
%
微生物总量
Total amount
轻牧 LG 165. 90
12. 26a 89. 41 0. 19
0. 03a 0. 10 17. 24
1. 58a 9. 26 2. 27
0. 27a 1. 23 185. 60
12. 33a
中牧 MG 164. 30
18. 31a 92. 02 0. 14
0. 02b 0. 08 12. 40
1. 59b 6. 96 1. 68
0. 18b 0. 94 178. 52
17. 02ab
重牧 HG 139. 00
9. 62b 91. 24 0. 11
0. 01c 0. 07 12. 03
1. 03b 7. 88 1. 23
0. 12c 0. 81 152. 37
9. 84b
2. 2. 2
不同放牧梯度下土壤微生物的垂直分布

不同放牧强度下,土壤微生物数量均随着土层的加
深而减少(表 3)。这是由于草地表层土壤有机质丰
富,全氮全磷等土壤养分含量高,植物根系也多分布
在该层土壤,同时,土壤表层温度和通气状况利于微
生物的生存与繁衍, 因此该层的土壤微生物活性最
高,数量最多。
2. 3
不同放牧强度对土壤酶活性的影响
随着放牧强度的增加,土壤脲酶、过氧化氢酶、
转化酶、磷酸酶均呈现降低趋势。各放牧区表层土
壤( 0~ 10 cm)的酶活性明显高于下层土壤( 10~ 20
cm)。土壤脲酶活性在不同放牧强度之间有显著差
异( P< 0. 05) , 轻牧区为最高, 重牧区则最低(图 1

A)。表层土壤中过氧化氢酶活性在轻牧区显著高
519
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报 第 18卷
于重牧区( P< 0. 05) , 下层土壤的过氧化氢酶活性
在不同放牧强度之间有显著差异( P< 0. 05) (图 1

C)。土壤转化酶活性和磷酸酶活性, 在表层土壤中
不同放牧强度之间均有显著差异( P< 0. 05) , 下层
土壤中这 2种酶的活性则在轻牧区显著高于重牧区
( P< 0. 05) (图 1
B, 1
D)。
2. 4
不同放牧强度对土壤呼吸的影响
土壤呼吸强度是土壤微生物总的活性指标, 与
土壤肥力有着密切的关系[ 12]。研究结果表明, 土壤
呼吸作用强度( R)随着放牧强度的增加而减弱(图
2) ,即轻牧区> 中牧区> 重牧区。方差分析结果表
明,中牧区与重牧区之间土壤呼吸作用强度无显著
差异,而与轻牧区有显著差异( P< 0. 05)。
2. 5
放牧干扰下土壤微生物数量与土壤理化性状
及酶活性的关系
2. 5. 1
土壤微生物数量与土壤理化性质及土壤呼
吸的关系
由表 4可知:放牧干扰下,土壤中细菌数
量与土壤含水量、土壤有机质呈显著正相关 ( P<
0. 05) , 放线菌数量与全氮含量、土壤呼吸呈显著正
相关( P< 0. 05)。
2. 5. 2
土壤酶活性与土壤微生物数量及土壤理化
性质的关系
由表 5可知,放牧干扰下土壤脲酶与
固氮菌数量呈极显著正相关( P< 0. 01) , 与真菌数
量呈显著正相关 ( P< 0. 05) , 土壤转化酶和土壤磷
酸酶与全磷含量均呈显著正相关( P< 0. 05)。
表 3
不同放牧强度下土壤微生物的垂直分布
Table 3
Distr ibut ions of var ious soil micr oor ganisms under different g razing intensities
放牧强度
Grazing intensity
细菌 Bacteria
0~ 10 cm 10~ 20 cm
真菌 Fungi
0~ 10 cm 10~ 20 cm
放线菌 Act inomyces
0~ 10 cm 10~ 20 cm
固氮菌 Nit rogen germ
0~ 10 cm 10~ 20 cm
轻牧 LG 165. 90
12. 26a 139. 20
10. 59a 0. 19
0. 03a 0. 03
0. 00a 17. 24
1. 58a 9. 40
0. 66a 2. 27
0. 27a 1. 90
0. 09a
中牧 MG 164. 30
18. 31a 123. 00
11. 00b 0. 14
0. 02b 0. 03
0. 01a 12. 40
1. 59b 7. 90
1. 19b 1. 68
0. 18b 1. 62
0. 07 b
重牧 HG 139. 00
9. 62b 122. 50
10. 24b 0. 11
0. 01c 0. 01
0. 00b 12. 03
1. 03b 4. 87
0. 93c 1. 23
0. 12c 0. 96
0. 06c
图 1
不同放牧强度对土壤酶活性的影响
F ig . 1
Effect o f gr azing intensity on the soil enzyme activity
( A
脲酶 urease, B
磷酸酶 phosph atase, C
过氧化氢酶 hydrogen perox idas e, D
转化酶 invertase)
注:不同字母表示差异显著( P< 0. 05) ;下同
Note: Bars w ith diff erent let ters are signif icantly dif f erent at the 0. 05 level, same as below
520
第 3期 文都日乐等:放牧干扰对贝加尔针茅草原土壤微生物与土壤酶活性的影响
图 2
不同放牧强度对土壤呼吸的影响
Fig. 2
Effect of g razing intensity on the soil respiration intensity
3
讨论与结论
3. 1
放牧干扰对土壤微生物的影响
土壤微生物是草地生态系统的重要组成部分,
是土壤物质循环和能量流动的主要参与者,是土壤
生态系统中最活跃的组分,推动着土壤有机质的矿
化分解和土壤养分 C、N、P、S 等的循环与转化[ 13] ,
其活动能力的强弱受土壤状况、植被生长和放牧强
度等因素的影响, 且对土壤环境的变化较为敏感,对
维持草原生态系统过程和功能具有重要作用[ 14, 15]。
实验结果表明,放牧干扰下,贝加尔针茅草原土壤微
表 4
土壤微生物数量与土壤理化性质和土壤呼吸的相关系数
Table 4
Cor relation coefficient between so il microbial quantity and both physicochemical proper ties and soil respiration intensity
pH 土壤含水量 SM 有机质 OM 全氮 T N 全磷 TP 土壤呼吸 SR
细菌 Bacteria - 0. 762 0. 999* 1. 000* 0. 647 0. 947 0. 620
真菌 Fungi - 0. 979 0. 796 0. 866 0. 934 0. 985 0. 921
放线菌 Act inomyces - 0. 975 0. 568 0. 578 0. 998* 0. 823 1. 000*
固氮菌 Nit rogen germ - 0. 998 0. 834 0. 842 0. 950 0. 976 0. 938
微生物总量 Total amount - 0. 850 0. 983 0. 985 0. 754 0. 984 0. 731


注:
*
表示显著相关( P < 0. 05)
Note:
*
indicates sign ificant correlat ion at the 0. 05 level
表 5
土壤酶活性与土壤微生物和土壤理化性质的相关系数
T able 5
Cor relation coefficients between so il enzyme activ ity and bo th so il microbial quantity and physicochemical proper ties
细菌
Bacteria
真菌
Fungi
放线菌
Act inomyces
固氮菌
Nit rogen germ
有机质
OM
全氮
TN
全磷
T P
土壤呼吸
SR
脲酶 Urease 0. 855 0. 999* 0. 927 1. 000** 0. 842 0. 949 0. 976 0. 937
H 2O2 酶 H ydrogen peroxidase 0. 994 0. 924 0. 681 0. 905 0. 991 0. 726 0. 976 0. 702
转化酶 Invertase 0. 969 0. 969 0. 777 0. 956 0. 963 0. 816 0. 997* 0. 795
磷酸酶 Phosphatase 0. 964 0. 973 0. 789 0. 961 0. 958 0. 827 0. 998* 0. 806


注:
*
表示显著相关( P< 0. 05) ,
* *
表示极显著相关( P< 0. 01)
Note:
*
indicates sign ificant correlat ion at the 0. 05 level,
* *
indicates ext remely sign ificant correlat ion at the 0. 01 level
生物数量随着放牧强度的增加而降低, 原因在于随
着放牧强度的增加, 受放牧家畜的啃食及踩踏,草地
生产力下降、土壤有机质来源减少而分解速度加快、
土壤结构破坏、土壤养分量减少、土壤呼吸强度下
降,从而影响了土壤微生物的生存与繁殖, 这与赵
吉[ 16]的研究结果一致。不同放牧压力下,土壤微生
物数量以细菌占绝对优势,其次是放线菌与固氮菌,
真菌数量为最少, 这与前人的研究存在一定差
异[ 17] , 即细菌 > 固氮菌 > 放线菌 > 真菌, 可能是
由于研究区不同,土壤养分状况差异较大,因而土壤
微生物区系组成存在较大的差异。土壤微生物垂直
分布表现为随着土层深度的增加土壤微生物数量下
降,即 0~ 10 cm土壤中微生物数量大于 10~ 20 cm
土层中,主要原因在于草地表层土壤的有机质丰富,
且植物根系分布较多, 大量的根系分泌物能够为微
生物的繁殖提供丰富的养分资源。另一方面,表层
土壤通气状况良好, 有利于土壤微生物的生存和繁
殖[ 18] 。
3. 2
放牧干扰对土壤酶活性的影响
土壤酶活性是土壤中各种生化反应的催化剂,
是联系土壤营养和土壤生物的桥梁, 主要来源于土
壤微生物和植物分泌物 [ 19]。在草地生态系统中,土
壤酶活性的高低是土
草环境变化的一个重要表
征[ 20] ,比土壤有机质、养分含量等理化性状能更敏
感地对土壤质量的变化做出响应。土壤脲酶是一种
专性酶,直接参与土壤含 N 有机化合物的转化, 其
活性强度常用来表征土壤氮素供应强度 [ 21] ; 过氧化
氢酶表征土壤腐殖化强度和有机质积累程度;转化
酶促进糖类的水解,加速土壤碳素循环;磷酸酶是存
521
草
地
学
报 第 18卷
进有机磷化合物分解的酶类, 能增加土壤中磷素和
易溶性营养物质[ 18]。本研究区内随着放牧强度的
增加,土壤酶活性呈逐渐下降的趋势,这是由于土壤
酶活性与土壤肥力有着密切的关系[ 22, 23]。土壤酶
活性均随土层的加深呈递减趋势,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[ 24]。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。
3. 3
土壤微生物与土壤酶活性的相关性
本研究结果表明,土壤脲酶活性与土壤中固氮
菌,真菌的数量分别具有极显著和显著正相关关系,
土壤磷酸酶活性与土壤全磷含量具有显著正相关关
系,这与土壤脲酶、土壤磷酸酶本身的特性有关。土
壤脲酶是一种分解含氮有机物的水解酶, 普遍存在
于真菌中, 是植物氮素营养的直接来源[ 25]。土壤磷
酸酶则参与土壤磷素循环过程, 表征着土壤肥力状
况,尤其是磷素状况。土壤是土壤微生物和土壤酶
生存和活动的环境。一方面, 土壤中的各种营养物
质为微生物生长繁殖提供能量;另一方面,这些营养
物质的循环也依赖于微生物和酶的活动对底物的转
化和生成。在草地生态系统中, 土壤的稳定性是维
持草地生态系统结构和功能的稳定、生态系统恢复
的重要因素 [ 26] ,而土壤本身又是一个复杂的平衡系
统,在这个系统中, 各种生物体和非生物体相互依
存,相互作用,来维持整个土壤系统。本研究中土壤
微生物数量、土壤酶活性均随着放牧强度的增加而
显著降低, 说明不同强度的放牧干扰改变了土壤环
境及其养分平衡。因此, 对放牧方式应采取相应的
干预措施, 改善草地土壤状况,建立合理的草地利用
制度,对贝加尔针茅草原的可持续发展具有重要意义。
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