向澤宇,王長(zhǎng)庭,宋文彪,四郎生根,呷絨仁青,達(dá)瓦澤仁,扎西羅布
(1.西南民族大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川 成都610041;2.青海省湟源縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,青海湟源812100;3.四川省道孚縣農(nóng)牧和科技局,四川道孚626400)
草地是草本和木本飼用植物與其著生的土地構(gòu)成的具有多種功能的自然綜合體,是地球上最重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)類型之一。草地生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體類型,約占陸地總面積的1/4~1/3[1]。在草地生態(tài)系統(tǒng)中,土壤微生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要成員,其參與草地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量循環(huán),是土壤中最活躍的部分,對(duì)植物地上和地下部分營(yíng)養(yǎng)有著重要意義。土壤微生物及植物根系等能夠釋放各種酶類進(jìn)入土壤,土壤酶類和微生物一起推動(dòng)著土壤的代謝過(guò)程。土壤酶(soilenzyme)作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的組分之一,是生態(tài)系統(tǒng)的生物催化劑,在土壤物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著重要作用。它們參與包括土壤生物化學(xué)過(guò)程在內(nèi)的自然界物質(zhì)循環(huán),既是土壤有機(jī)物轉(zhuǎn)化的執(zhí)行者,又是植物營(yíng)養(yǎng)元素的活性庫(kù)[2-3]。土壤中已經(jīng)被鑒定出的約60種酶活性表明,土壤酶活性與土壤質(zhì)量的很多理化指標(biāo)相關(guān)聯(lián),酶的催化作用對(duì)土壤中元素(包括C、N、P、S)循環(huán)與遷移有著重要作用[4]。
土壤養(yǎng)分、土壤結(jié)構(gòu)等理化特征一直被用作表征土壤質(zhì)量、土壤肥力的指標(biāo)。但隨著氣候變化、人口的不斷增長(zhǎng),土地開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度不斷加大,為實(shí)現(xiàn)土地資源持續(xù)利用和防止土壤退化,對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的評(píng)估和監(jiān)測(cè)越來(lái)越重要,傳統(tǒng)的理化指標(biāo)已難以滿足土壤質(zhì)量健康狀況、土壤恢復(fù)過(guò)程及其恢復(fù)潛力研究的需要。特別是20世紀(jì)80年代以來(lái),廣泛分布于青藏高原的高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)在自然擾動(dòng)與人為因素的干擾下,呈現(xiàn)出明顯的退化趨勢(shì),陸地生態(tài)系統(tǒng)的退化減少了植被生產(chǎn)力和土壤有機(jī)質(zhì)輸入量,并加快了土壤有機(jī)質(zhì)的分解速率,加速了土壤生態(tài)系統(tǒng)的退化。因此,用土壤酶活性作為較全面地反映土壤環(huán)境、質(zhì)量和肥力變化,判別脅迫環(huán)境下土壤生態(tài)系統(tǒng)退化的早期主要預(yù)警指標(biāo)之一,對(duì)于分析和探討草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其可持續(xù)利用將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.1土壤酶學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史自Wood[5]首次從土壤中檢測(cè)出過(guò)氧化氫酶活性以來(lái),土壤酶研究經(jīng)歷了一個(gè)較長(zhǎng)的奠定和發(fā)展時(shí)期。20世紀(jì)50年代以前為土壤酶學(xué)的奠定時(shí)期,許多土壤學(xué)者從各種土壤中共檢測(cè)出了40余種土壤酶的活性,并發(fā)展了土壤酶活性的研究方法和理論,土壤酶研究逐漸發(fā)展成一門(mén)介于土壤生物學(xué)和生物化學(xué)之間的新興邊緣交叉學(xué)科[6]。20世紀(jì)50-80年代中期為土壤酶學(xué)迅速發(fā)展的時(shí)期,土壤酶的檢測(cè)技術(shù)和方法不斷改進(jìn),一些新的土壤酶逐漸被檢測(cè)出來(lái);到80年代中期,大約有60種土壤酶被檢測(cè)出來(lái),土壤酶學(xué)的理論體系逐漸完善,土壤酶活性被作為土壤肥力指標(biāo)而受到土壤學(xué)家的普遍重視[7]。20世紀(jì)80年代中期以后為土壤酶學(xué)與林學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等學(xué)科相互滲透的時(shí)期,土壤酶學(xué)的研究已經(jīng)超越了經(jīng)典土壤學(xué)的研究范疇,在幾乎所有的陸地生態(tài)系統(tǒng)研究中,土壤酶活性的檢測(cè)成了必不可少的測(cè)定指標(biāo)。由于土壤酶活性與土壤生物、土壤理化性質(zhì)和環(huán)境條件密切相關(guān)[8],因而土壤酶活性對(duì)環(huán)境擾動(dòng)的響應(yīng)、根際土壤酶的功能重要性、土壤酶研究技術(shù)以及土壤酶作為土壤質(zhì)量的指標(biāo)等成為主攻方向[9-10]。
1.2 土壤酶的來(lái)源 通常認(rèn)為土壤酶在很大程度上起源于土壤微生物,同樣它也可能來(lái)源于植物和土壤動(dòng)物。植物活的根對(duì)土壤酶活性具有影響,一方面在于植物根能分泌胞外酶,另一方面也可能是根刺激了土壤微生物的活性。Skujins[11]以及后來(lái)的 Speir等[12]、Castellano和 Dick[13-14]的研究都表明,根際土壤比非根際土壤更能增加諸如磷酸酶、核酸酶、蔗糖酶、脲酶、過(guò)氧化氫酶、芳基硫酸酯酶和蛋白酶的活性,但是這些研究均不能區(qū)分酶是起源于植物根還是起源于土壤微生物。植物殘?bào)w在分解的過(guò)程中也能夠向土壤中釋放酶,或者在分解的植物細(xì)胞組織中保持部分活性。土壤酶也可能來(lái)源于土壤動(dòng)物,已有報(bào)道表明,脲酶[15]、磷酸酶[16]和轉(zhuǎn)化酶[17]活性來(lái)源于蚯蚓的排泄物,同時(shí)螞蟻對(duì)轉(zhuǎn)化酶活性也有一定的貢獻(xiàn)[18]。
1.3 土壤酶的分類和功能 為有效研究和應(yīng)用各種酶,國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)(International Enzyme Committee)于1961年提出了一個(gè)分類系統(tǒng),按照酶的催化反應(yīng)類型和功能,把已知的酶分為六大類[19],即氧化還原酶、水解酶、轉(zhuǎn)移酶、裂合酶、連接酶和異構(gòu)酶,土壤中酶活性的研究主要涉及到前4種酶。
氧化還原酶類(oxidoreductases):主要包括脫氫酶、多酚氧化酶、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶、硫酸鹽還原酶等。氧化還原酶是土壤中研究較多的一類酶,由于這些酶所催化的反應(yīng)大多與獲得或釋放能量有關(guān),因此在土壤的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化中有很重要的地位;它參與土壤腐殖質(zhì)組分的合成,也參與土壤形成過(guò)程,因此對(duì)于土壤氧化還原酶系的研究,有助于對(duì)土壤發(fā)生及有關(guān)土壤肥力實(shí)質(zhì)等問(wèn)題的了解[20]。
水解酶類(hydrolases):主要包括蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、纖維素分解酶、芳基硫酸酯酶、β-葡萄糖苷酶、熒光素二乙酸酯酶等。水解酶能水解多糖、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì),從而形成簡(jiǎn)單的、易被植物吸收的小分子物質(zhì),對(duì)于土壤生態(tài)系統(tǒng)中的C、N循環(huán)具有重要作用;例如高等植物具有脲酶(urease),能酶促有機(jī)質(zhì)分子中肽鍵的水解。土壤脲酶活性與土壤微生物數(shù)量、有機(jī)質(zhì)含量、全氮和速效氮含量呈正相關(guān),常用土壤脲酶活性表征土壤的氮素狀況[20]。
轉(zhuǎn)移酶類(transferases)和裂合酶類(lyases):主要包括轉(zhuǎn)氨酶、果聚糖蔗糖酶、轉(zhuǎn)糖苷酶、硫氰酸酶、天門(mén)冬氨酸脫羧酶、谷氨酸脫羧酶、色氨酸脫羧酶等。這兩類酶在土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化中同樣起著重要作用,轉(zhuǎn)移酶不僅參與蛋白質(zhì)、核酸和脂肪的代謝,還參與激素和抗菌素的合成與轉(zhuǎn)化;裂合酶在土壤中也具有某些活性,但直到現(xiàn)在對(duì)于這類酶的研究還很少[4]。
草地土壤系統(tǒng)中,一切復(fù)雜的生化過(guò)程都是在土壤酶的參與下進(jìn)行的,草地土壤酶的活性大致反映了草地土壤生物化學(xué)過(guò)程的相對(duì)強(qiáng)度;測(cè)定相應(yīng)酶的活性,可以間接了解某種物質(zhì)在土壤中的轉(zhuǎn)化情況。因此,草地生態(tài)系統(tǒng)土壤酶活性的高低與草地土壤肥力密切相關(guān),也是判別草地土壤肥力與土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。
2.1 草地退化程度 談嫣蓉等[21]對(duì)東祁連山不同退化程度草地土壤酶活性的研究發(fā)現(xiàn),3個(gè)不同退化程度樣地的中性磷酸酶、纖維素酶和過(guò)氧化物酶活性隨土壤深度的加深而呈現(xiàn)遞減的規(guī)律,主要是由于土壤表層積累了較多的枯枝落葉和腐殖質(zhì),有機(jī)質(zhì)含量高,有充分的營(yíng)養(yǎng)源支持微生物的生長(zhǎng),加之水熱條件和通氣狀況好,微生物生長(zhǎng)旺盛,代謝活躍,呼吸強(qiáng)度加大從而使表層的土壤酶活性較高。隨著土壤剖面的加深,土壤容重變大,孔隙度變小,限制了土壤生物的正?;顒?dòng);有機(jī)質(zhì)也隨土層的加深而急劇下降,pH值變大,土壤地下生物量也隨之下降;土壤溫度的降低及土壤水分的減少,限制了土壤微生物的代謝產(chǎn)酶能力。由于這些因素的綜合作用,土壤酶活性隨著土層的加深逐漸降低[22]。此外,在高寒草地,由于其寒冷的氣候環(huán)境條件,土壤微生物的種類和數(shù)量較少[23],退化草地植被的結(jié)構(gòu)和生物量發(fā)生了變化,從而使得下墊面狀況和局地微氣候有所改變[24],對(duì)土壤微生物的活動(dòng)和數(shù)量產(chǎn)生了影響。具體表現(xiàn)為,不同退化演替階段的草地,土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶和中性磷酸酶在0~20cm土層均隨草地退化程度加劇而降低,這與土壤有機(jī)碳、土壤微生物總數(shù)、細(xì)菌和真菌數(shù)量的變化趨勢(shì)相同。在20~30cm土層,3種土壤酶在不同草地中的活性大小順序?yàn)椋何赐嘶据p度退化>重度退化>中度退化,這可能與重度退化草地上的植物種類有關(guān),而未退化草地的各種土壤酶活性較高:一方面,未退化草地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量豐富,結(jié)構(gòu)疏松,孔隙比例適當(dāng),這種條件為土壤微生物提供了相對(duì)充足的碳源和能源物質(zhì),利于土壤動(dòng)物、土壤微生物和植物根系的生命活動(dòng);另一方面,草地退化引起的植被結(jié)構(gòu)和生物量變化,對(duì)土壤微生物的活動(dòng)和數(shù)量產(chǎn)生影響,而土壤微生物活性與土壤酶活性密切相關(guān)[25]。
2.2 施肥 施肥可以改善土壤理化特性、水熱狀況和微生物區(qū)系,從而對(duì)土壤酶活性產(chǎn)生影響。有機(jī)肥料以及化學(xué)肥料的施用都會(huì)對(duì)土壤酶活性產(chǎn)生明顯的影響。長(zhǎng)期不同施肥方式可明顯提高土壤蔗糖酶和堿性磷酸酶活性[26]。在早熟禾(Poa annua)草坪中,閏雙堆等[27]研究表明,在N、P、K施用總量相同的條件下,隨復(fù)混肥中污泥含量的增加,草坪土壤脲酶、蛋白酶、轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶活性顯著提高,各施肥處理與對(duì)照比較差異均達(dá)到顯著水平。說(shuō)明無(wú)機(jī)肥料與適量污泥配施也對(duì)土壤酶活性的提高起一定作用,但污泥使用量較高后作用不再明顯。而施肥對(duì)天然草地土壤酶活性的影響,主要體現(xiàn)在施入的氮肥對(duì)脲酶活性抑制作用較強(qiáng),而N、P肥混施在一定程度上既能使脲酶活性受到激活,又能使磷酸酶活性受到激活,N、P肥混施的量為45g/m2時(shí),脲酶與磷酸酶活性最強(qiáng),而且相應(yīng)蔗糖酶活性也有所增強(qiáng)[28]。
2.3 放牧 放牧是草地利用的主要方式之一。放牧家畜主要通過(guò)采食、踐踏影響土壤的物理結(jié)構(gòu)(如緊實(shí)度、滲透率),同時(shí)通過(guò)采食活動(dòng)及畜體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和排泄物歸還等影響草地營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán),導(dǎo)致草地土壤理化性質(zhì)和酶活性的變化。不同程度的放牧均可導(dǎo)致典型草原土壤中多酚氧化酶和過(guò)氧化氫酶活性的增加,輕度放牧使土壤中脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性增加,中度和重度放牧導(dǎo)致此3種酶活性降低[29]。在貝加爾針茅(Stipa capillata)草原,放牧顯著提高了0~10cm土層中的脲酶活性,而大針茅(S.grandis)草原土壤脲酶活性在放牧條件下顯著降低,克氏針茅(S.sareptana var.krylovii)草原土壤脲酶活性則無(wú)顯著變化。貝加爾針茅、大針茅和克氏針茅群落0~10cm土壤的磷酸酶活性和轉(zhuǎn)化酶活性在放牧壓力下均顯著增加。而放牧干擾下過(guò)氧化氫酶活性在貝加爾針茅群落0~10 cm土層中顯著降低(P<0.05),在大針茅群落顯著升高(P<0.05),而在克氏針茅群落沒(méi)有發(fā)生顯著變化??傊卸确拍翂毫ο虏煌愋筒菰寥烂富钚宰兓鞑幌嗤?,但整體呈上升趨勢(shì),說(shuō)明適度放牧有利于提高草原土壤酶活性,加強(qiáng)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的礦質(zhì)化作用,有利于系統(tǒng)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)[30]。
2.4 土壤微生物 貝加爾針茅草原土壤脲酶活性與土壤中固氮菌、真菌的數(shù)量分別具有極顯著和顯著正相關(guān)關(guān)系,這與土壤脲酶本身的特性有關(guān)[31]。土壤脲酶是一種分解含氮有機(jī)物的水解酶,普遍存在于真菌中,是植物氮素營(yíng)養(yǎng)的直接來(lái)源。土壤細(xì)菌、真菌、總微生物數(shù)量與過(guò)氧化氫酶、脲酶、中性磷酸酶呈顯著或極顯著相關(guān),這在很大程度上反映了微生物量對(duì)土壤酶活性的重要影響和貢獻(xiàn)[25]。在伊犁絹蒿(Seriphidium transiliense)荒漠退化草地中,土壤細(xì)菌與脲酶呈顯著正相關(guān)(P<0.05),真菌與過(guò)氧化氫酶、脲酶呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)[32],但真菌所釋放的復(fù)雜的酶系統(tǒng)能積極參與有機(jī)物質(zhì)的分解,使枯落物中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成草地植物可直接吸收的可溶性氨基酸和銨鹽等,同時(shí)它對(duì)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)的吸收也有顯著影響[33],這些都說(shuō)明土壤微生物對(duì)土壤酶的貢獻(xiàn)較大。
2.5 季節(jié)變化 不同鹽堿草地土壤酶活性對(duì)季節(jié)變化的響應(yīng)不同,過(guò)氧化氫酶、多酚氧化酶和堿性磷酸酶活性在中度、重度鹽堿化草地中的季節(jié)變化幅度大于輕度鹽堿化草地,說(shuō)明草地的退化雖然沒(méi)有使這3種酶活性的季節(jié)動(dòng)態(tài)趨勢(shì)發(fā)生變化,但卻使其對(duì)環(huán)境變化的敏感性增加;而土壤過(guò)氧化物酶、蛋白酶和轉(zhuǎn)化酶活性的季節(jié)變化幅度都表現(xiàn)為中度、重度鹽堿化草地小于輕度鹽堿化草地,說(shuō)明鹽堿化程度的加重在一定程度上抑制了這3種酶活性對(duì)季節(jié)變化的敏感性;堿斑土壤由于沒(méi)有地上植被生長(zhǎng),其活性主要受土壤溫度和本身特性的影響,表現(xiàn)為過(guò)氧化氫酶、蛋白酶和轉(zhuǎn)化酶的活性都較低,在不同季節(jié)中的變化幅度較小,而過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶、堿性磷酸酶活性的變化幅度較大[34]。羊草(Leymus chinensis)草原土壤過(guò)氧化氫酶活性的季節(jié)動(dòng)態(tài)呈拋物線型[35],在大多數(shù)群落中各土層的土壤過(guò)氧化氫酶活性的最大值均出現(xiàn)在8月,最小值出現(xiàn)在6月或10月。因?yàn)橥寥牢⑸锟偭侩S著春季溫度上升而逐漸增高,最高峰出現(xiàn)在8月中旬,土壤溫度和濕度都最適宜微生物的生長(zhǎng);隨著季節(jié)的變化,9月以后,溫度和濕度同步下降,土壤微生物生物量也逐漸下降[36]。土壤微生物是土壤酶的主要來(lái)源,因而,土壤酶活性也呈現(xiàn)出相應(yīng)的季節(jié)波動(dòng)。
2.6 其他因素 除了上述幾種因子對(duì)草地土壤酶活性有影響外,土壤的理化性質(zhì)、草地生長(zhǎng)年限等對(duì)草地土壤酶活性也有一定的影響。王啟蘭等[37]對(duì)高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸土壤性質(zhì)及酶活性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,對(duì)0~20cm土層所測(cè)的7種土壤酶中,土壤有機(jī)質(zhì)和有效鉀除與多酚氧化酶呈顯著負(fù)相關(guān)外,與其余6種酶(過(guò)氧化氫酶、脲酶、蛋白酶、纖維素酶、轉(zhuǎn)化酶、堿性磷酸酶)呈顯著正相關(guān);全氮、有效磷、陽(yáng)離子交換量除與轉(zhuǎn)化酶相關(guān)性不顯著外,與其他6種酶呈顯著相關(guān);有效氮、全鉀只與纖維素酶、堿性磷酸酶存在顯著的相關(guān)關(guān)系;pH值、全磷與所測(cè)的7種酶均無(wú)明顯的相關(guān)性。總之,各種土壤因子不僅直接影響土壤酶活性的大小,還通過(guò)相互之間的作用間接調(diào)控土壤酶活性。土壤酶活性與土壤肥力也存在一定關(guān)系。在高寒草甸草地,隨載畜量增加,0~20cm土層土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性均表現(xiàn)為高載畜量區(qū)高于中載畜量區(qū)和低載畜量區(qū);與全氮、速效氮、速效磷和速效鉀養(yǎng)分變化基本一致,這可能與“高區(qū)”放牧家畜排泄的糞便增加了土壤中的速效養(yǎng)分有關(guān)[38]。在農(nóng)牧交錯(cuò)帶退耕還草草地的土壤酶活性與土壤肥力高度相關(guān)[39]。土壤中可供植物利用的營(yíng)養(yǎng)元素的多少,與土壤酶活性的高低直接相關(guān)。在良好的有機(jī)養(yǎng)分狀況下,土壤酶活性較高,其對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的礦質(zhì)化作用強(qiáng)度愈大,愈有利于系統(tǒng)內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)[40]。另外,不同生長(zhǎng)年限紫花苜蓿(Medicago sativa)栽培草地0~40cm土層內(nèi),脲酶、過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶和淀粉酶的活性在生長(zhǎng)2年的紫花苜蓿地中均高于生長(zhǎng)5年的紫花苜蓿地,纖維素酶活性在生長(zhǎng)5年的紫花苜蓿地中高于生長(zhǎng)2年的紫花苜蓿地[41],說(shuō)明隨著生長(zhǎng)年限的增加多數(shù)酶的活性呈下降趨勢(shì),這可能是因?yàn)橥寥赖睦砘再|(zhì)逐漸趨于成熟穩(wěn)定。
雖然土壤酶活性的研究工作方興未艾,但由于土壤酶活性的影響因素非常復(fù)雜,土壤中微生物種類、水氣熱狀況、酸堿度、結(jié)構(gòu)組成、養(yǎng)分豐缺、擾動(dòng)(人為和自然)等都顯著地影響土壤酶活性。因此,土壤酶作為土壤質(zhì)量的重要指標(biāo),必須考慮其測(cè)定方法。目前對(duì)于土壤酶的研究,無(wú)論是土壤的前處理、土壤滅菌、分析條件,還是在表達(dá)土壤酶活性單位方面都有待進(jìn)一步完善。規(guī)范土壤酶活性的研究方法已成為當(dāng)務(wù)之急。
基于土壤酶目前的研究狀況,今后的研究需要注意:1)土壤生態(tài)系統(tǒng)。土壤作為草地生態(tài)系統(tǒng)研究媒介之一,其作用和作用機(jī)理還需要大量具體數(shù)據(jù)的支持。2)土壤酶活性變化與草地退化和恢復(fù)之間的關(guān)系,主要指不同退化、不同恢復(fù)程度植被生物量(地上、地下生物量)、土壤理化特征、土壤肥力、土壤微生物區(qū)系,以及其與土壤酶活性的關(guān)系等。3)全球變化對(duì)土壤酶活性的影響。伴隨著全球變化研究的展開(kāi),氣候因素變化對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)中土壤環(huán)境、土壤質(zhì)量等的影響,引起越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注。人們希望找到一個(gè)綜合的酶活性指標(biāo),來(lái)表征外部管理或環(huán)境條件下土壤化學(xué)和生物化學(xué)的變化。
青藏高原被譽(yù)為中國(guó)的水塔,其生態(tài)安全一直受到中國(guó)乃至周邊國(guó)家的關(guān)注。高寒草甸草地作為該區(qū)重要的植被類型,其生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持機(jī)理研究對(duì)退化草地恢復(fù)措施的確定和建立具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但目前對(duì)于退化高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的研究還有很多亟待解決的問(wèn)題,如高寒嵩草(Kobresia myosuroides)草甸植被和土壤退化程度的標(biāo)志性指標(biāo)是什么?其退化的閾值如何?“黑土灘型”草地進(jìn)行人工修復(fù)后其演替規(guī)律和方向(正、逆向演替)?人工修復(fù)草地完成植被演替過(guò)程而成為氣候頂級(jí)群落的時(shí)限?酶活性指標(biāo)能否表征不同修復(fù)條件下土壤質(zhì)量、肥力和土壤環(huán)境的變化?等等。因而,作為土壤肥力和土壤質(zhì)量重要指標(biāo)的土壤酶活性,其在其他草地類型退化、施肥、放牧、土壤微生物、季節(jié)變化等方面的研究方法和結(jié)果將為高寒草地生態(tài)系統(tǒng)功能的維持和發(fā)展提供新的方向和視角,這也是未來(lái)土壤酶學(xué)發(fā)展必須努力的方向。
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