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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新疆甘家湖濕地邊緣帶土壤酶活性
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 土壤酶能夠把高相對分子質(zhì)量的有機(jī)化合物分解成為能夠被生物利用的簡單化合物,土壤酶的分解作用普遍被認(rèn)為是生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)物質(zhì)分解過程的限制性步驟,控制著濕地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。本課題通過對甘家湖濕地的這7種來自其內(nèi)部不同地區(qū)土壤酶進(jìn)行分析研究，從而判定甘家湖濕地邊緣帶土壤酶的時(shí)空格局、影響酶活性的環(huán)境因子、周圍環(huán)境變化對其造成的影響的因素關(guān)系，以及其在濕地凈化功能中的意義等幾方面進(jìn)行了綜述。
- 詳細(xì)介紹：
- 土壤酶能夠把高相對分子質(zhì)量的有機(jī)化合物分解成為能夠被生物利用的簡單化合物,控制著濕地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。通過景觀動(dòng)態(tài)分析將研究區(qū)劃分為鹽化草甸、蘆葦濕地、蘆葦濕地邊緣、胡楊林地、耕地和路邊踐踏，對其中的蛋白酶、脲酶、過氧化氫酶、蔗糖酶的活性進(jìn)行了研究，結(jié)過表明，①在不同土地利用類型土壤酶活性分析中，各酶的含量隨深度的增加而降低，以耕地、蘆葦濕地、鹽化草甸表現(xiàn)尤為明顯，對耕地而言脲酶活性較高，對蘆葦濕地而言，過氧化氫酶活性較高。酶活性間具有相關(guān)性，蛋白酶與過氧化氫酶指標(biāo)的相關(guān)性達(dá)到顯著水平，與脲酶呈負(fù)相關(guān)；過氧化氫酶與脲酶和蔗糖酶呈正相關(guān)，但不存在顯著相關(guān)的關(guān)系；蔗糖酶與蛋白酶、過氧化氫酶、脲酶均呈正相關(guān)；②通過對同種酶在不同土地利用類型下的變化規(guī)律可知土壤酶活性隨垂直方向下降而減弱，表層活性高于下層，在不同土地利用類型中，脲酶和過氧化氫酶含量較高，可以作為反映土壤肥力的指標(biāo)之一。雨季的土壤酶活性普遍大于旱季的土壤酶活性。③通過對甘家湖蘆葦濕地中4種酶活性與其主要養(yǎng)分指標(biāo)的相關(guān)性分析表明，酶活性與其主要養(yǎng)分指標(biāo)均呈顯著或極顯著相關(guān),說明重度放牧在造成養(yǎng)分損失的同時(shí)，也造成了土壤酶活性的下降，這對侵蝕土壤環(huán)境質(zhì)量的衰退起決定性作用。說明甘家湖濕地邊緣帶土壤酶活性受人為因素有一定影響。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的: ①希望該論文能夠?yàn)楦始液竦厣鷳B(tài)更好的發(fā)展提供依據(jù)； ②發(fā)表一篇省部級(jí)以上的論文和挑戰(zhàn)杯科技論文大賽。 基本思路：結(jié)合實(shí)地樣本采集，帶回實(shí)驗(yàn)分析，從而得出甘家湖濕地土壤酶活性的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 一、目前，國內(nèi)外學(xué)者對土壤酶都做了相關(guān)性研究，但都主要側(cè)重于濕潤、半濕潤地區(qū)的土壤酶活性研究，對于干旱荒漠區(qū)濕地邊緣帶的土壤酶活性研究較少。 二、以往對于土壤酶活性的研究只是單單從理論的角度去比較、分析數(shù)據(jù)，本論文中較先進(jìn)地利用統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用軟件，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、表現(xiàn)性、完整性等提供了很好的保障。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本項(xiàng)目選擇干旱區(qū)具有典型的荒漠和濕地兩大生態(tài)系統(tǒng)及人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對其影響深刻的甘家湖濕地邊緣帶為研究靶區(qū)，深入探討濕地邊緣帶土壤酶活性時(shí)空變化規(guī)律，分析各種土壤酶活性的數(shù)據(jù),進(jìn)一步研究證實(shí)人為干擾因素對各種土壤酶活性是起促進(jìn)作用還是抑制作用，研究濕地邊緣帶土壤酶活性與其營養(yǎng)環(huán)境變化的關(guān)系，揭示人類活動(dòng)對濕地邊緣帶土地生態(tài)系統(tǒng)退化的干擾機(jī)理，為干旱荒漠區(qū)開展?jié)竦赝嘶謴?fù)工程建設(shè)提供依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 通過景觀動(dòng)態(tài)分析將研究區(qū)劃分為鹽化草甸、蘆葦濕地、蘆葦濕地邊緣、胡楊林地、耕地和路邊踐踏，對其中的蛋白酶、脲酶、過氧化氫酶、蔗糖酶的活性進(jìn)行了研究，結(jié)過表明，①在不同土地利用類型土壤酶活性分析中，各酶的含量隨深度的增加而降低，以耕地、蘆葦濕地、鹽化草甸表現(xiàn)尤為明顯，對耕地而言脲酶活性較高，對蘆葦濕地而言，過氧化氫酶活性較高。酶活性間具有相關(guān)性，蛋白酶與過氧化氫酶指標(biāo)的相關(guān)性達(dá)到顯著水平，與脲酶呈負(fù)相關(guān)；過氧化氫酶與脲酶和蔗糖酶呈正相關(guān)，但不存在顯著相關(guān)的關(guān)系；蔗糖酶與蛋白酶、過氧化氫酶、脲酶均呈正相關(guān)；②通過對同種酶在不同土地利用類型下的變化規(guī)律可知土壤酶活性隨垂直方向下降而減弱，表層活性高于下層，在不同土地利用類型中，脲酶和過氧化氫酶含量較高，可以作為反映土壤肥力的指標(biāo)之一。雨季的土壤酶活性普遍大于旱季的土壤酶活性。③通過對甘家湖蘆葦濕地中4種酶活性與其主要養(yǎng)分指標(biāo)的相關(guān)性分析表明，酶活性與其主要養(yǎng)分指標(biāo)均呈顯著或極顯著相關(guān),說明重度放牧在造成養(yǎng)分損失的同時(shí)，也造成了土壤酶活性的下降，這對侵蝕土壤環(huán)境質(zhì)量的衰退起決定性作用。說明甘家湖濕地邊緣帶土壤酶活性受人為因素有一定影響。
獲獎(jiǎng)情況
- 獲得第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽新疆賽區(qū)一等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 該團(tuán)隊(duì)的申報(bào)內(nèi)容完善可行，選擇甘家湖濕地邊緣帶的土壤酶為研究對象，對濕地邊緣帶土地生態(tài)系統(tǒng)退化的干擾機(jī)制，影響因素等做了較為詳細(xì)的闡述，為干旱荒漠區(qū)開展?jié)竦赝嘶謴?fù)工程建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
- [1] KANG H, FREEMAN C. Phosphatase and arylsulphatase activities in wetland soils: annual variation and controlling factors [J]. Soil Biol.Biochem., 1999(3l): 449- 454. [2] WRIGHT A L, REDDY K R. Phosphorus loading effects on extracellular enzyme activity in everglades wetland soils[J]. The Soil Science Society of America Journal, 2001, 65(2): 588-599. [3]張銀龍.九龍江口紅樹林土壤酶活性等性質(zhì)及其細(xì)根的生態(tài)學(xué)研究[D].廈門:廈門大學(xué),1996. [4]吳振斌,梁 威,成水平,等.人工濕地植物根區(qū)土壤酶活性與污水凈化效果及其相關(guān)分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2001,21(5):622-624. [5] 關(guān)松蔭。土壤酶及其研究方法［Ｍ］．北京：農(nóng)業(yè)出版社，１９８６：１４－３４０． [7]沈慧，郭浩．水土保持森土壤肥力及其評(píng)價(jià)指標(biāo)［J］．水土保持學(xué)報(bào)，２０００，１４（２）：６０－６５． [8] 邱莉萍，劉軍，王益權(quán)，等．土壤酶活性與土壤肥力的關(guān)系研究［Ｊ］．植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，２００４，１０（３）：２７７－２８０ [9] Mvbratney，PrinCe．Estimating average and proportional variograms of soil properties and their potential use in precision agriculture [J]．Precision Agriculture，1999，l（2）：125-152． [10]侯扶江，任繼周．甘肅馬鹿冬季放牧踐踏作用及其對土壤理化性質(zhì)影響的評(píng)價(jià)[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，23(3)： 486~495． [11]任繼周．草地農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)[M]．北京：中國林業(yè)出版社，1995，51~48．
同類課題研究水平概述
- 一、國外研究進(jìn)展 國外學(xué)者對土壤酶活性的時(shí)空動(dòng)態(tài)分布、酶活性對土壤水氣熱狀況、土壤酸堿性、土壤有機(jī)質(zhì)以及外源營養(yǎng)物質(zhì)輸入的響應(yīng)等進(jìn)行了相關(guān)研究。特別是在對土壤酶活性作為土壤質(zhì)量生物活性指標(biāo)的研究給予了高度重視，認(rèn)為土地利用方式的改變對土壤酶活性的影響相當(dāng)明顯，土壤酶活性的測定已成為評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量必不可少的指標(biāo)。Holt（1997）研究了放牧對土壤全碳、微生物量和土壤酶活性的影響；Luo（1998）研究表明隨著土壤深度的改變，土壤酶活性存在較大差異；Kang（1999）研究了英國北威爾士三種不同類型的濕地土壤磷酸酶和芳基硫酸酯酶酶活性的變化；Corstanje（1999）研究了美國亞熱帶不同磷負(fù)荷濕地土壤酶活性，結(jié)果表明隨著磷含量的增加，酸性磷酸酶活性降低，β-葡萄糖苷酶活性升高，而氨基肽酶活性沒有明顯變化； Wright（2001）研究了不同磷負(fù)荷對佛羅里達(dá)濕地土壤酶活性的影響；kr-mer等（2000）研究了一個(gè)半干旱林地下酸性和堿性磷酸酶活性與植物和土壤微生物過程的關(guān)系；Hakulinen（2005）對位于芬蘭北部郊區(qū)的三個(gè)湖泊水系沉積物的水解酶活性垂直分布規(guī)律進(jìn)行探討。這些研究表明土壤酶在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過程中扮演重要的角色。 二、國內(nèi)研究進(jìn)展 國內(nèi)，對土壤酶活性的時(shí)空動(dòng)態(tài)分布、酶活性對土壤水氣熱狀況、土壤酸堿性、土壤有機(jī)質(zhì)等也進(jìn)行了相關(guān)研究。近些年側(cè)重對退化濕地環(huán)境脅迫下的土壤酶活性和土壤微生物響應(yīng)機(jī)制研究（白軍紅等，2002）；田昆（2004）對云南納帕海高原濕地土壤退化過程及驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究中重點(diǎn)分析了土壤的酶活性與土壤養(yǎng)分、土壤微生物的關(guān)系；陸梅等（2004）對滇西北納帕海退化濕地土壤養(yǎng)分與酶活性的系統(tǒng)研究。許多學(xué)者也從不同角度對干旱半干旱地區(qū)土壤酶進(jìn)行研究，王鑫等（2007）分析了黃土高原半干旱地區(qū)土地利用變化對土壤養(yǎng)分、酶活性的影響；蔣德明等（2008）分析了科爾沁沙地小葉錦雞兒人工林防風(fēng)固沙及改良土壤效應(yīng);靳正忠等(2008)分析了沙漠腹地咸水滴灌林地土壤養(yǎng)分、微生物量和酶活性的典型相關(guān)關(guān)系?？傊?，目前對干旱荒漠區(qū)不同的人類活動(dòng)方式對土壤的酶活性研究還較少，特別對受人類活動(dòng)影響較深刻的干旱荒漠區(qū)濕地邊緣帶的土壤酶活性研究相對較少。
