基本信息
- 项目名称：
- 呼伦贝尔草原不同放牧梯度上土壤酶活性的变化
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 内蒙古呼伦贝尔草原是我国重要的畜牧业生产基地，近年来气候变化和人为干扰带来了一定程度的生态问题，致使草原退化，土壤环境质量显著下降。该项研究着重从土壤酶的角度，来探究不同强度放牧干扰下，几种有代表性的土壤酶活性的变化对土壤环境质量的影响，从而提出草原资源合理利用的可行性对策，为草原生态系统的适应性管理提供参考。
- 详细介绍：
- 呼伦贝尔草原是我国北方草原的主体构成，近年来随着全球气候变化和人为干扰的双重影响，草原生态系统面临的压力日益加大。 通过对克鲁伦河流域克氏针茅典型草原轻度放牧、中度放牧、重度放牧不同梯度土壤样品的预处理和检测，利用几个具有代表性的土壤酶来表征土壤环境的变化，不同以往直接对土壤理化性质的观测，是从一个侧面对放牧区的土质进行检测，将目光投向了土壤中的微生物，可以得到更为多元化的结论。 采取的测定方法是：过氧化氢酶活性的测定采用高锰酸钾滴定法，磷酸酶活性的测定采用苯磷酸二钠比色法，脲酶活性的测定采用靛酚蓝比色法，脱氢酶活性的测定采用三苯基四氮唑氯化物（TTC）比色法。 在实验中发现：（1）、过氧化氢酶和脲酶受到放牧干扰后，酶活性均明显降低这说明一旦受到高强度的人为干扰，土壤微生物促进过氧化氢分解的能力和促进无机氮素的合成的能力将会下降，影响土壤的肥力。 （2）、磷酸酶和脱氢酶则表现出放牧程度大的地区的酶活性高于放牧程度低的地区，这说明土壤磷酸酶和脱氢酶在受到一定强度的放牧干扰后，酶活性受到的影响较小。 （3）、同一表层土壤的不同深度，酶的活性有差异，这说明，土壤酶的活性受到水热条件、通气状况、有机物质覆盖量等因素的影响。 在草地利用方面，我们建议合理放牧，减少过度的人为干扰；对重度放牧区受到破坏的草地，有必要进行围封保护或轮牧制度。
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撰写目的和基本思路
- 目的：揭示草原退化过程中表层土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、脱氢酶的活性变化规律，并探讨草原退化与土壤肥力的关系。 思路:(1)以内蒙古呼伦贝尔高原东部的典型草原-克氏针茅草原为研究对象，划分轻牧、中牧、重牧三个演替阶段；(2)依据国家土壤样品测试规范，对土样(垂直尺度和水平尺度)的过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、脱氢酶活性进行测定，并结合土壤剖面的形态特征进行综合分析；(3)提出可行性建议。
科学性、先进性及独特之处
- 本研究项目以空间演替系列代替时间演替系列的方法，根据群落优势种的变化，划分轻度放牧、中度放牧、重度放牧三个不同的放牧梯度阶段。采集表层土壤样品，分析代表性的四种酶活性的变化特点，不同于单纯的土壤理化性质的观测，我们是从土壤微生物活动的影响方面，来探究放牧影响下土壤环境质量的变化。
应用价值和现实意义
- 克鲁伦河流域是东北地区重要的生态防护屏障，也是我国重要的畜牧业生产基地，在我国北方地理格局中具有不可取代的生态功能。该流域以克氏针茅草原为主，是对全球气候变化和人为干扰响应较为敏感的干草原类型。 土壤酶活性的降低将直接导致土壤的肥力降低。通过对不同放牧阶段表层土壤酶活性的变化比较，明确草原退化过程中土壤环境质量的演变规律。以期为草原资源的合理利用及区域可持续发展提供科学依据。
学术论文摘要
- 以内蒙古呼伦贝尔克鲁伦河流域克氏针茅草原作为研究对象，采用空间演替系列代替时间演替系列的方法，对克氏针茅草原不同强度放牧地段(轻牧段、 中牧段和重牧段) 土壤剖面形态特征、酶活性进行了测定和相关分析。得出，不同土壤酶对放牧干扰的抵抗力不同，过氧化氢酶和脲酶对人为放牧干扰较为敏感，一旦受到高强度的放牧影响，土壤微生物促进过氧化氢分解的能力和促进无机氮素的合成的能力将会下降；磷酸酶和脱氢酶对人为放牧干扰敏感程度较低，对高强度的放牧干扰有一定的抵抗力。表明不同的土壤酶活性在放牧干扰下呈现多元反应。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1、李振高,骆永明,滕应.土壤与环境微生物研究方法[M]北京:科学出版社,2008. 2、日本土壤学会.土壤调查手册(改订版)[M].日本:博友社,2003. 3、文都日乐,李刚,张静妮,赖欣,易津,范国艳,杨殿林.呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量及土壤酶活性研究[J].草业学报, 2010,19(5):94-102. 4、鲁萍, 郭继勋,朱丽.东北羊草草原主要植物群落土壤过氧化氢酶活性的研究[J].应用生态学报,2002,13 (6):675～679. 5、焦晓光,隋跃宇,张兴义.土壤有机质含量与土壤脲酶活性关系的研究[A].农业系统科学与综合研究,2008,24(4):494-496.
同类课题研究水平概述
- 自20世纪80年代以来，作为欧亚大陆草原重要成分的内蒙古草原由于人类长期的超载过牧和不合理开发利用，生态环境急剧恶化，水土流失严重，原生植被退化，草地生产力低下，土壤生态系统的服务功能严重受损乃至逐渐丧失，开展草原保护研究日益得到广大学者的关注。 目前许多国内外的研究发现，土壤酶活性的大小及其分布特征不仅与土壤生态系统的退化状况有关，而且与土壤类型、植被特征（植物群落生物量、植被盖度、植物多样性等）、土壤微生物数量及酶类本身的性质有关。土壤酶直接参与土壤营养元素的有效化过程，反映了土壤养分转化的动态情况，对维持土壤生态系统的C、N 平衡起着重要的作用。同时，放牧强度能明显影响土壤酶的活性，可见植被生态过程可能导致土壤酶系统的分异(Differentiation)。 国内外大量研究指出，土壤酶的活性是土壤生化过程强弱的一项比较好的指标，同时也是研究土壤肥力的一种向导。 通过研究外来物质对土壤酶和微生物的影响来评价土壤生态环境，或者将其作为一项生态学指标判断外来物质对土壤的污染程度，以及可能对生态环境造成的影响，是近年来很活跃的研究领域，今后需要加强相关研究。
