高寒草甸土壤酶活性对人类干扰的响应

NWIPB OpenIR

	高寒草甸土壤酶活性对人类干扰的响应
	孙亚男
学位类型	硕士
导师	曹广民
	2016
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
关键词	高寒草甸退化演替放牧干扰养分添加土壤酶活性
其他摘要	高寒草甸是青藏高原的主体植被之一，约占高原面积的 49%，它不仅是支撑高寒畜牧业，维系高原农牧民生活的物质基础，同时对维系青藏高原生态屏障功能具有重要的作用。自上世纪 70 年代以来，在全球变暖及日趋频繁人类干扰的共同影响下，高寒草甸生态系统退化程度日趋加剧，生态系统服务功能大幅衰减，形成大面积的“黑土滩型”次生裸地。现有对高寒草地退化过程与机理的研究，多从放牧干扰、鼠类活动的破坏，草地养分状况、地表草毡表层剥蚀特征和优势植物群落等大量的描述。为明晰高寒嵩草草甸退化演替过程中的土壤-生物过程及与草地稳定性的关系，探明微生物酶活性在高寒草甸退化过程中的作用及其演变过程。本论文在青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站，设立了放牧及模拟养分添加实验，以空间代时间的研究方法，进行了高寒草甸土壤酶活性对人类干扰的响应及其对养分循环的影响，同时探讨通过外源养分添加对土壤酶活性调控的可能性，以期为进行高寒草甸的适应性管理提供理论依据。取得的主要研究结论如下： 1. 放牧干扰下，随着高寒草甸发生由禾草-矮嵩草群落→矮嵩草群落→小嵩草群落草毡表层加厚→小嵩草群落草毡表层开裂→杂类草、黑土滩型次生裸地状态的退化演替，土壤碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性在 0~10 cm 土层中表现出禾草-矮嵩草群落状态最高(p < 0.01)，杂类草、黑土滩型次生裸地状态最低(p < 0.01)，而在小嵩草群落草毡表层加厚状态活性略有抬升的演变特征。土壤脲酶在杂类草、黑土滩型次生裸地状态最高，矮嵩草群落状态次之。土壤几丁质酶在小嵩草群落草毡表层加厚和开裂状态活性最高(p <0.01)，杂类草、黑土滩型次生裸地最低(p < 0.01)，而且 0~10 cm 土层中的几丁质酶活性低于 10~20 cm 土层中的几丁质酶活性。土壤纤维素酶活性0~10 cm 土层禾草-矮嵩草群落状态最高(p < 0.01)，10~20 cm 土层则为杂类草、黑土滩型次生裸地状态最低(p < 0.01)。土壤蔗糖酶活性在 0~10 cm 土层中表现为禾草-矮嵩草群落状态最高，杂类草、黑土滩型次生裸地状态次之，10~20 cm 土层两种状态恰相反。而其在矮嵩草群落、小嵩草草毡表层加厚及小嵩草草毡表层开裂状态差异不显著(p > 0.05)。 2. 放牧干扰下，随着高寒草甸发生由禾草-矮嵩草群落→矮嵩草群落→小嵩草群落草毡表层加厚→小嵩草群落草毡表层开裂→杂类草、黑土滩型次生裸地状态的退化演替，0~10 cm 和 10~20 cm 土层中的土壤含水量、速效磷、碱解氮以及 0~10 cm 土层中的土壤有机碳呈现逐渐降低的趋势。 3. 对处于禾草-矮嵩草群落状态的高寒草甸进行外源氮磷养分添加，会对土壤酶活性产生较大的影响。其中，磷素的添加，对 0~10 cm 土层中的碱性磷酸酶活性降低了 40% (p < 0.05)；而刺激了 10~20 cm 土层中几丁质酶活性增加了 84.11%(p < 0.01)，同时亦增加了 0~10 cm 土层中的纤维素酶活性。氮素的添加致使 0~10 cm 土层中的脲酶活性降低了 69.73%(p < 0.05)；0~10 cm和 10~20 cm 土层中纤维素酶活性降低了 46.53%和 64.92%(p < 0.05)。 4. 青藏高原高寒草甸生产力受土壤氮、磷养分的共同限制，从土壤酶活性对人类干扰的响应来看，磷的限制作用可能尤为严重。 5. 土壤酶活性对人类活动的响应极为敏感，通过人为改变土壤养分因子，进行土壤酶活性的调控，从而改变草地营养物质的自循环过程，将会对退化高寒草地的恢复及草地的适应性管理具有指导意义。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://210.75.249.4/handle/363003/5905
专题	中国科学院西北高原生物研究所
作者单位	中国科学院西北高原生物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	孙亚男. 高寒草甸土壤酶活性对人类干扰的响应[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.

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高寒草甸土壤酶活性对人类活动的响应-孙亚（2051KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文