作者简介：管颖（1988-），女，辽宁建平人，本科，林业高级工程师，现主要从事林业生产工作。E-mail：348060668@qq.com. 手机：18504216658

通讯地址：辽宁省朝阳市建平县青松岭乡青松岭林场  管颖收

摘要：对辽西地区不同放牧强度样地上藻结皮、藓结皮2类生物结皮理化性质、土壤酶活的变化情况进行调查研究，结果表明，不同程度放牧样地处理恢复区内藓结皮的有机质含量、结皮厚度、全氮、全磷、全钾、微生物碳、微生物氮、土壤含水量等均高于藻结皮，土壤中脲酶、蛋白质酶活整体也是藓结皮优于藻结皮;且中度、轻度放牧样地恢复区2种结皮土壤脲酶、蛋白质酶活均高于重度放牧样地;随着土层的加深，酶活逐渐降低。表明了适度的放牧有助于改善土壤理化性质、提高土壤酶活。

关键词：放牧强度;生物结皮;理化性质;酶活

Abstract： An investigation was conducted on the physical and chemical properties of two types of algal crusts and moss crusts and soil enzyme activities in different grazing intensities in western Liaoning. The results showed that the moss crusts were restored in different levels of grazing plots. The organic matter content， crust thickness， total nitrogen， total phosphorus， total potassium， microbial carbon， microbial nitrogen， and soil water content are all higher than that of algae crust. The urease and protein enzyme activities in the soil are also better than algae crust. The urease and protein enzyme activities of the two crust soils in the restoration area of the moderate and light grazing plots were higher than those of the heavy grazing plots; as the soil layer deepened， the enzyme activities gradually decreased. It shows that moderate grazing can help improve soil physical and chemical properties and increase soil enzyme activity.

Keywords： grazing intensity; biological crust; physical and chemical properties; enzyme activity

隨着人们对生态环境影响程度的不断加剧，关于人工干扰的生态学作用的研究成为了目前相关学者的研究热点之一[1]。干扰可以对生态环境中资源的配置情况产生明显的改变，对原有的生态过程产生深刻影响，进而改变一些环境中的生态格局[2]。由此可知，在生态环境较为脆弱尤其是土壤沙化现象严重的半干旱、干旱地区，干扰的影响作用要引起人们的重视[3]。

在气候干旱的荒漠地带，生物结皮是此种特殊环境下形成的一类有机复合生物土壤层，由一些孢子植物类群（包括真菌、苔藓、藻类、蓝藻等）、土壤共同作用形成;其作用是改良土壤、减缓土壤侵蚀效果、对降水资源的分配情况进行调节、增加生物多样性，具有明显的生态作用，目前在我国干旱、半干旱地区广泛分布，主要类型有藻结皮、藓结皮2种，前者类型中优势生物群为绿藻、蓝藻，为黑色，后者类型中优势生物群为苔藓，为金黄、绿色或者黑色、棕色等[3-4]。生物结皮的特点为易碎，因此对外界的干扰比较敏感。常见的干扰类型有3种：放牧干扰、火烧干扰、机械性碾压干扰;其中放牧干扰主要表现在人畜对生物结皮的践踏作用，进而对土壤的理化性质、土壤酶活等产生影响[5-6]。

本文以辽西地区沙地围封状态下各种放牧强度样地恢复过程中生物结皮作为研究对象，分析了不同放牧强度样地上生物结皮的理化性质以及土壤酶活变化情况，旨在为辽西干旱地区生态系统的恢复提供理论参考。

1 材料与方法

1.1试验地情况

试验地位于辽西建平地区与内蒙赤峰地区交接的沙漠地带，平均海拔200m左右。年均温8.5℃左右，年均降水量325mm左右，每年的6月底到7月中旬降水量整体偏少，存在较为严重的农业旱情，进入到7月下旬后降水逐渐增加;日照时数年均2510h，风速年均3.3m/s，大风的天数年均在48.5d左右。试验地土壤类型以风沙土为主，土层比较疏松，有机质含量低，在保持肥水方面的效果不佳，中粗沙、细沙含量分别占50%、40%左右，地貌主要为固定、半固定、流动平缓沙丘。试验区域内植被主要有狗尾草、白草、灰绿藜、三芒草、芦苇以及一些冷蒿、小叶锦鸡儿等半灌木、灌木。

1.2 试验设计

试验共设3种强度的围封放牧处理，分别为轻度放牧、中度放牧、重度放牧，放牧的密度分别为2.8万、5.6万、8.4万只/hm2左右。每个处理设2个重复，重复小区的面积在1.1-1.5hm2。

1.3试验方法

试验于2000—2008年按照试验设计的要求进行不同程度的围封放牧。2009年停止放牧，实施完全围封恢复。2019年取样，对不同放牧程度处理样地上围封恢复10年后生物结皮的变化情况[7]。

1.4调查内容及方法

2019年在各个研究样地上随机选择藻结皮、藓结皮2种生物结皮进行取样，每个重复样地内每种生物结皮均随机取样3个[8-9]。取样时，按照0-5、5-10、10-20cm土层分别用环刀取土、密封带回分析;所有样品分成2份，一份将同一处理的所有土层的样品混合进行土壤理化性质的测定，一份按照各处理不同土层样品进行酶活的测定。测定的项目指标包括土壤含水量、土壤pH值、土壤有机质含量、全氮、全磷、全钾、微生物量碳、微生物量氮、脲酶活性、蛋白酶活性等，具体参照鲁如坤[9]、关松荫[10]、鲍士旦[11]等方法。

2 结果与分析

2.1 不同放牧强度样地生物结皮理化性质变化

通过对不同放牧强度样地恢复区处理的2类生物结皮主要理化性质的测定分析，结果见表1。根据表1可知，不同放牧强度样地恢复区的理化性质表现出不同程度的差异。与藻类结皮相比，各放牧强度样地处理藓类结皮的土壤含水量、有机质含量、全氮、全磷、全钾、微生物量碳、微生物量氮、结皮厚度均要明显更高，Ph值相对更低，整体理化性质比藻结皮更好;2种生物结皮中，有机质含量、全氮、全磷、全钾、微生物量碳等指标均以中度放牧强度处理恢复区为最佳，其次是轻度放牧强度的处理，重度放牧强度处理含量为最低，由此可知放牧强度为中度的处理有助于土壤中养分的积蓄与储存。此外从表1还可以看出，2类生物结皮中，结皮厚度均随着放牧强度的增加而逐渐变薄，表明了放牧干扰程度与结皮厚度之间有着紧密的关系。

2.2 不同放牧强度样地生物结皮酶活变化

以土壤中脲酶、蛋白酶2种酶的活性为指标，对不同放牧强度样地恢复区处理的2类生物结皮下土壤酶活进行测定分析，结果见表2。

根据表2可知，不同放牧强度样地恢复区的2种酶的活性表现出不同程度的差异。蛋白酶、脲酶2种酶活整体表现为藓结皮土壤高于藻結皮土壤，可知前者在改善土壤结构、增加土壤肥力方面有着更好的效果，此结论很好地印证了表1中的结论;究其原因，主要在于藓结皮土壤的有机质、碳氮磷钾等养分以及含水量均更佳，为微生物、维管植物的生长创造了良好的条件，进而表现为酶活更高。2类结皮土壤中，轻度放牧、中度放牧2个处理的酶活整体表现为高于重度放牧处理，由此可知，土壤酶活与放牧强度之间的影响比较明显，虽然放牧均会对生物结皮产生破坏作用，但是适度的放牧处理恢复期间有助于理化性质的改善、土壤肥力水平的提高，重度放牧可对土壤酶活产生明显的降低作用。

根据表2可知，2类结皮土壤中，随着土层的加深，各放牧强度处理的脲酶、蛋白酶活性均呈降低趋势，上层土的活性明显比下层土壤高，由此可知生物结皮对土壤酶活的影响主要集中在上层的结皮层土壤。

3 结论

通过采取不同程度的放牧措施后围封禁牧10年，调查了各放牧程度处理恢复区生物结皮理化性质以及土壤酶活变化情况，结果表明，不同放牧程度处理恢复区的藓结皮理化性质优于藻结皮，在改善土壤结构、提高养分等方面效果更佳;2种结皮土壤中，轻度、中度放牧恢复样地的脲酶活、蛋白酶活比重度放牧区高，表明了适度程度的放牧有助于土壤酶活性的提高;随着土层的加深，脲酶活、蛋白酶活均呈降低态势。

参考文献

[1]王闪闪，赵允格，石亚芳， 等.短期放牧干扰对黄土丘陵区生物结皮土壤氮素累积的影响[J].应用生态学报，2017，28（12）：3848-3854.

[2]徐杰，宁远英.科尔沁沙地放牧恢复过程中生物结皮对土壤酶活性的影响[J].内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版），2010，39（3）：302-307.

[3]段倩雯.滩羊轮牧对陇东典型草原生物土壤结皮及其下层土壤理化性质的影响[D].甘肃：兰州大学，2017.

[4]李新凯.毛乌素沙地生物结皮的空间分布及多种生态功能研究[D].中国科学院大学，2018.

[5]张军红.毛乌素沙地油蒿群落生物结皮的分布特征[J].水土保持通报，2014，34（3）：227-230.

[6]李新凯，卜崇峰，李宜坪， 等.放牧干扰背景下藓结皮对毛乌素沙地土壤水分与风蚀的影响[J].水土保持研究，2018，25（6）：22-28.

[7]熊好琴，段金跃，王妍， 等.毛乌素沙地生物结皮对水分入渗和再分配的影响[J].水土保持研究，2011，18（4）：82-87.

[8]梁少民，吴楠，王红玲， 等.干扰对生物土壤结皮及其理化性质的影响[J].干旱区地理，2005，28（6）：818-823.

[9] 鲁如坤.土壤农业化学分析[M].北京：中国农业科技出版社， 1999.

[10]关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京：农业出版社， 1986.

[ 11]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社， 2000.