土地利用方式對黑龍江西部地區土壤理化性質和酶活性的影響

張童 劉宇飛 隋心 宋福強

摘要：為揭示土地利用方式對土壤質量的影響，以黑龍江西部3種土地利用方式的土壤為研究對象，測定土壤理化性質及酶活性。結果表明：土地利用方式會引起土壤理化性質的改變，農田砂粒含量高于森林和草原，粘粒含量上層和下層都是草原>森林>農田。全磷和硝態氮差異顯著，農田>森林>草原。不同土層土壤養分（有機質、全氮、全磷、銨態氮、硝態氮）的變化規律一致，均呈現上層>下層。不同土地利用方式土壤酶活有顯著的變化，但變化規律不一致。相關性分析表明，土壤養分與酶活性呈顯著或極顯著相關，說明土壤養分可能是導致土壤酶活性差異的主要原因，并且可能會影響黑龍江省西部地區C、N等的循環。

關鍵詞：土地利用方式；土壤質量；黑龍江省西部；土壤理化性質；土壤酶活；相關性分析

中圖分類號：S154.1文獻標志碼：A論文編號：cjas20190700110

Land Use Patterns： Effects on Soil Physical and Chemical Properties and Enzyme Activities in the Western Heilongjiang

Zhang Tong1，2， Liu Yufei1，2， Sui Xin1，2， Song Fuqiang1，2

（1Heilongjiang Key Laboratory of Ecological Restoration and Resource Utilization for Cold Region/School of Life Sciences，

Heilongjiang University， Harbin 150080， Heilongjiang， China；2Engineering Research Center of Agricultural Microbiology Technology， Ministry of Education， Heilongjiang University， Harbin 150080， Heilongjiang， China）

Abstract： The paper aims to reveal the impact of land use patterns on soil quality. Taking soils of 3land use patterns in western Heilongjiang as research objects， we determined the soil physical and chemical properties and enzyme activities. The results showed that： the land use patterns caused the change of soil physical and chemical properties： the sand content of farmland was higher than that of forest and grassland； the clay content of upper and lower layers were grassland>forest>farmlan； the differences between total phosphorus and nitrate nitrogen were significant， farmland>forest>grassland； the change rules of soil nutrients （SOC， TN， TP， NH4+-N， NO3-- N） in different soil layers were consistent， showing upper layer>lower layer； there were significant changes in soil enzyme activities in different land use patterns， but the changes were inconsistent. Correlation analysis showed that： the soil nutrient and enzyme activity showed significant or extremely significant correlation， indicating that soil nutrients might be the main cause of differences in soil enzyme activities， and might affect the circulation of C and N in the western Heilongjiang.

Keywords： Land Use Patterns； Soil Quality； Western Heilongjiang； Soil Physical and Chemical Properties； Soil Enzyme Activity； Correlation analysis

0引言

土壤作為陸地生態系統中的重要組成部分，是物質循環、能量轉換和信息傳遞的核心區域[1]，可與水、氣和植物相互作用從而影響環境，又可以反映人類生產經營活動所導致的生物地球化學循環的變化過程[2]。不同的土地利用方式在反映人類利用土地各種活動目的的同時，也影響著土壤性質的變化和和土壤生態系統[3]。土地利用是人類干預土壤質量最重要、最直接的活動，它通過不同物質的時空配置和循環，干擾和調整土壤生物化學循環過程，改變原有土壤的營養循環強度、總量和路徑以及土壤生物的代謝活動，從而使土壤供應作物的營養水平發生變化，并且導致土壤生物學質量的改變[4-5]。

土壤酶是由土壤微生物分泌的具有高效性的活性物質，作為重要的蛋白質生物催化劑，在土壤養分和有機質分解以及其循環和合成過程中扮演著重要的角色[6-7]，可以客觀地評價土壤生物活性和土壤肥力。酶活性的大小也反映了土壤中各種生化反應的強度和方向，對土壤肥力的演變具有重要影響[8]。土壤脲酶、蔗糖、FDA水解酶等活性能夠表征土壤氮、磷、碳等養分的循環狀況，蛋白酶能水解各種蛋白質及肽類等化合物為氨基酸，因此其活性與植物N素的吸收有極其重要的關系[9]，脫氫酶、過氧化物酶等活性與土壤腐殖化過程、生物呼吸強度緊密相關[10-11]。

馬志敏等[12]對黑河荒漠綠洲區不同土地利用方式下的土壤肥力狀況的研究表明，長期人為的耕作及農田的不斷擴張是土壤肥力退化的主要原因；敖登高娃等[13]對內蒙古土地利用方式對土壤質量的研究表明，林地轉變為耕地時，土壤質量明顯下降，土壤生態環境趨向退化；草地轉變為灌木林地和林地，土壤質量改善；彭木等[14]對大慶松嫩平原地區研究結果表明，不同土地利用方式對土壤理化性質、酶活產生了有積極的影響，但是變化規律不同，土壤酶活性和土壤理化性質之間相關性顯著，可以反映土壤質量。合理的土地利用方式，即可改善土壤結構，還可提高土壤肥力；王振芬[15]對三江平原濕地研究發現，不同土壤利用方式，其有機碳、酶活性也將發生相應的改變，土壤養分在不同區域也呈現顯著差異。不合理的土地利用方式，不僅會導致土壤肥力下降，還使得生態環境趨向惡化。

東北地區土壤是中國最肥沃的地區，具有悠久的農耕歷史，也是中國重要的產糧區之一。其土壤理化性質及肥力對農業的可持續發展至關重要。黑龍江省位于中國東北，該區域主要是平原地區，主要以森林和草原生態系統為主。然而，隨著人口增長和經濟的發展，大量森林和草原被開墾成農田，使得目前農田面積逐漸擴大，森林和草原面積逐漸減少。因此，了解不同土地利用類型土壤理化性質和土壤酶活性的改變以及如何影響東北地區土壤生態系統功能的改變就顯得十分重要。因此，本研究選擇黑龍江省西部地區3種不同土地利用方式的土壤，對其土壤理化性質和土壤酶活性的變化趨勢開展研究，旨在揭示不同土地利用方式對土壤養分及質量影響的作用，其結果對該區域土地經營模式及預測區域土壤質量變化具有一定的意義。

1材料與方法

1.1試驗地概況

研究樣地設在黑龍江省西部齊齊哈爾市梅里斯區（123°35′E，47°31′N），平均海拔146 m，屬中溫帶大陸性季風氣候，春季干旱多風，夏季炎熱多雨，冬季寒冷少雪，平均氣溫2.3℃。平均降水量454 mm，但降水時間較集中，多在5—9月。封凍期在11月上旬，解凍期在5月上旬。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計在該地區選擇的3種土地利用方式分別是：（1）草原，面積大約為500 m×800 m，植被主要為羊草[Leymus chinensis （Trin.） Tzvel.]、貝加爾針茅（Stipa baicalensis Roshev.）；（2）農田，在20年前草原上墾殖而成的農田，面積大約為200 m×300 m，種植作物主要為玉米，每年進行機器翻耕1次，春季施加史丹利玉米復合肥（N+P2O5+K2O≥40%）35 kg/hm2，6月中旬肥15 kg/hm2；（3）森林面積大約為300 m×600 m，為20年生的楊樹純人工林，作為研究樣地。

1.2.2樣品的采集2018年8月7日，分別在不同土地利用方式的樣地內設置3塊標準地（50 m×50 m），共計9塊標準地。在每塊標準地內采用五點混合取樣法，利用土壤取樣器分別取0～10 cm、10～20 cm 2個土層深度的土壤樣品，各層土樣混合均勻后，立即放入自封袋中帶回實驗室。在實驗室內去除土壤樣品中的根莖，一部分自然風干后磨碎，并過2 mm篩，用于土壤理化性質和酶活性的測定。

1.2.3土壤樣品理化性質的測定

（1）土壤含水率的測定。將盛有新鮮土樣的鋁盒在分析天平上稱重，精確至0.01 g，將盒蓋傾斜放在鋁盆上，置于已預熱至10℃±2℃的恒溫干燥箱中烘8 h，取出稱重計算。

（2）土壤pH值。采用水土比為2.5：1的酸度計測定。

（3）土壤機械組成。采用密度計法測定。

（4）土壤有機質。采用德國Elementar公司生產的vario TOC儀測定土壤有機碳含量。

（5）全氮。稱取0.25 g過0.149的篩子，加入2 g硫酸鋅和硫酸銅混合后的加速劑和5 mL濃H2SO4進行消煮，定容過濾，用連續流動分析儀進行測定。

（6）硝態氮、銨態氮。稱6 g過2 mm篩的風干土，加入1 mol/L氯化鉀溶液10 mL，震蕩1 h后過濾，用連續流動分析儀進行測定。

（7）全磷。硫酸-高氯酸酸溶-鉬銻抗比色法測定[16]。

1.2.4土壤酶活性的測定采用蘇州科銘生物技術有限公司生產的試劑盒，測定土壤樣品中的土壤脲酶（SUE）、FDA水解酶、土壤過氧化物酶（S-POD）、土壤酸性蛋白酶（S-ACPT）、土壤蔗糖酶（S-SC）、土壤脫氫酶（sDHA）活性，具體方法按照說明書嚴格進行操作。

1.2.5數據處理數據分析采用Excel 2013。數據均用SPSS 22.0軟件進行統計分析，對數據進行重復度量的方差分析，土地利用方式和土層及交互作用對土壤理化性質的影響。利用單因素方差分析檢測土地利用方式和土壤深度對土壤理化的影響，利用Duncan檢驗法進行多重比較，采用Pearson相關性分析土壤理化性質之間的相關性。利用軟R語言中的Vegan軟件包對不同土地利用方式下的土壤理化性質和酶活性進行典范對應分析（canonical correspondence analusis， CCA）。

2結果與分析

2.1不同土地利用方式的機械組成

分析和對比了不同土地利用方式下土壤粒徑分布，從表1可以看出，3種土地利用方式的土壤粒徑都是以砂粒占主導，粒徑含量：砂粒>粘粒>粉粒。通過多重比較分析發現，3種不同的土地利用方式下土壤粒徑出現一些顯著性差異，砂粒含量上層（0～10 cm）和下層（10～20 cm）都是農田>森林>草原，三者之間存在顯著性差異；粉粒含量在上層土壤中森林>農田>草原，在下層中是農田>森林>草原，三者之間存在顯著性差異；粘粒含量上層和下層都是草原>森林>農田，三者之間存在顯著性差異。

2.2不同土地利用方式土壤養分含量的特征

對不同土地利用方式的土壤基本理化性質進行了測定（見表2）。該地區酸堿度都在pH 8.9以上。除草原pH、草原和農田全磷、森林硝態氮在上層（0～10 cm）和下層（10～20 cm）存在顯著性差異（P<0.05）外，其余各指標在上層和下層土壤中沒有顯著性差異。森林上層含水率大約在16.5%，是高于草原和農田，并且與草原和農田存在顯著性差異（P<0.05），而草原與農田含水率接近沒有顯著性差異；上層土壤中3種土地利用方式的pH、有機質、全氮、銨態氮都沒有顯著性差異；在上層土壤中農田全磷含量高于森林和草原，存在顯著性差異（P<0.05），而森林和草原并沒有顯著性差異；在上層土壤中硝態氮含量農田>森林>草原，并且三者都存在顯著性差異。

在下層土壤中3種土地方式的含水率、有機質、全氮、銨態氮顯著性差異與上層中一樣，森林含水率仍然高于草原和農田，并且存在顯著性差異（P<0.05），而3種土地方式的有機質、全氮、銨態氮含量仍接近，沒有存在顯著性差異。下層土壤中草原的pH、全磷高于森林和農田，并且存在顯著性差異（P<0.05），而森林和農田沒有顯著性差異；下層土壤中農田的硝態氮含量高于森林和草原，存在顯著性差異（P<0.05），而森林和草原沒有顯著性差異。

2.3不同土地利用方式的土壤酶活性特征

圖1a為森林、草原、農田3種土地利用方式的土壤樣品中FDA水解酶活性。從中可以看出，3種土地利用方式上、下層土壤的FDA水解酶活性都存在顯著性差異，草原FDA水解酶活性較森林和農田是顯著增高，并且草原上、下層FDA水解酶活性接近為120μmol/（d·g），沒有顯著性差異，而在森林和農田當中FDA水解酶活性上層是高于下層的，并且存在顯著性差異。

圖1b為森林、草原、農田3種土地利用方式的土壤樣品中過氧化物酶活性。從中可以看出，3種土地利用方式過氧化物酶活性穩定在80～98 mg/（d·g），上層沒有存在顯著性差異，下層也沒有顯著性差異，上層中草原最高，森林最低；下層中草原最高，農田最低。并且3種土地方式的上層和下層過氧化物酶活性也接近，沒有明顯的差異。

圖1c為森林、草原、農田3種土地利用方式的土壤樣品中脲酶活性。從中可以看出，在上層土壤中森林、農田的脲酶活性是高于草原，存在顯著性差異，而森林與農田脲酶活性是接近的，沒有顯著性差異。在下層土壤中3種土地方式脲酶活性表現和上層一樣，都是森林與農田脲酶活性接近并且高于草原。每種土地方式的上層和下層脲酶活性接近，沒有明顯差異。

圖1d為森林、草原、農田3種土地利用方式的土壤樣品中酸性蛋白酶活性。從中可以看出，酸性蛋白酶活性在上層土壤中農田明顯高于森林和草原，其活性高于50%，具有顯著性差異，而森林和草原酸性蛋白酶活性接近，沒有明顯差異。在下層土壤中3種土地方式酸性蛋白酶活性大小就近，活性分別為11.82 mg/（d·g）、12.90 mg/（d·g）、10.83 mg/（d·g）。草原的酸性蛋白酶活性下層是高于上層，并且存在顯著性差異，森林酸性蛋白酶活性也是下層高于上層，但沒有存在顯著性差異，而在農田中酸性蛋白酶活性是上層高于下層。

圖1e為森林、草原、農田3種土地利用方式的土壤樣品中脫氫酶活性。從中可以看出，在上層土壤中脫氫酶活性森林是高于草原、農田，森林高于草原的40%，高于農田的52%，具有顯著性差異，草原與農田脫氫酶活性接近沒有顯著性差異，分別為43.79μg/（d·g）、35.89μg/（d·g）。在下層土壤中脫氫酶活性是農田高于森林、草原，具有顯著性差異，森林與草原脫氫酶活性接近沒有顯著性差異。森林的上層脫氫酶活性高于下層32%，具有顯著性差異，草原和農田的上下層脫氫酶活性接近，沒有顯著性差異。

圖1f為森林、草原、農田3種土地利用方式的土壤樣品中蔗糖酶活性。從中可以看出，蔗糖酶活性在上層和下層土壤中3種土地方式都都十分接近，分析發現沒有存在顯著性差異，每種土地方式的上層蔗糖酶活性都高于下層，但是差值不大，沒有明顯差異。

2.4土壤酶活性與土壤理化性質的相關性分析

由表3可以看出，FDA水解酶在下層土壤中與pH存在顯著的正相關，相關系數為0.743；脲酶在下層土壤中與pH存在極顯著的負相關，相關系數為-0.888；酸性蛋白酶在上層土壤中與全磷存在極顯著的正相關，與硝態氮存在顯著正相關，在下層土壤中與銨態氮存在極顯著負相關；脫氫酶在上層土壤中與含水率存在極顯著的正相關，在下層土壤中與有機質和全氮存在顯著的正相關；過氧化物酶和蔗糖酶與基本理化性質都沒有存在顯著的相關性。

通過CCA分析可知（見圖2），此分析的土地利用方式與環境因子的總解釋率為87.04%。3種土地利用類型在土層上并沒有顯著的差異，但是3種土地利用類型上差異顯著，從圖2可以看出，森林和草原土壤樣品分異性比較明顯，而農田樣品較為集中。蛋白酶、FDA水解酶、pH、過氧化物酶、蔗糖酶、SOC、TN與草原土壤存在正相關性，尤其是蛋白酶和FDA水解酶與草原土壤正相關性較高；FDA水解酶、蛋白酶、TP、脲酶與多數農田存在正相關性，而且這幾種酶與農田相關性都較高，可能是農田的每年翻耕增加了土壤酶的活性。TP、脲酶、硝態氮、銨態氮、含水率、脲酶與森林存在顯著正相關。發現這幾種酶的活性較土壤理化性質都與土地利用方式存在顯著的相關性。

3討論

3.1土地利用方式對土壤機械組成的影響

土壤機械組成及分布特征是重要的物理屬性，對土壤水熱條件、肥力狀況、養分循環等過程發揮著重要作用[17]。土壤機械組成的變化對于不同土地里利用方式下的表現是不同的，這是因為土壤機械組成會受到植物根系、土壤微生物、凋落物質量的影響。在本研究的土壤機械組成中，3種土地利用方式都是以砂粒含量占據著主導地位，其次是粘粒，粉粒含量相對較低。不同土地利用方式下土壤粒徑出現一些顯著性差異，砂粒含量森林≈農田>草原；粉粒含量農田>森林>草原；粘粒含量草原>森林>農田。草原的粘粒含量是遠大于森林和農田的，可能是由于本研究區土地原始為草原，生長多是1年生草本植物，覆蓋度高，且草本的地上生物量和地下生物量大于森林和草原的地下生物量，在成土過程中腐殖質化作用有利于母質的風化[18]。森林粘粒和粉粒含量都是高于農田，這是由于本區的人工森林種植年限較短，森林對細顆粒的聚集小于草原，但是相對于農田也會使土壤細化。砂粒含量是農田高于森林和草原，說明長期種植開墾的土地會導致土壤沙化，引起土壤質量下降。

3.2土地利用方式對土壤理化性質的影響

不同的土地利用方式對土壤理化性質產生了一定的影響，在本研究中，3種土地利用方式含水率是森林>草原>農田，其中森林與草原、農田存在顯著差異，這與李慧[19]的研究一致，森林的蓄水能力是高于草原和農田的。不同土地利用方式的pH沒有顯著差異，但農田pH是相對小于森林和草原，可能受施肥的影響，農田長期大量施用復合肥以及半腐熟的有機肥料可能會降低土壤pH。該地區土壤有機質含量偏低，并且同一地塊內的不同土層的有機質含量均為由上而下呈遞減趨勢，主要原因土壤表層微生物含量較深層豐富，溫度也高于深層等原因，致使有機質產生的比較多[20]。有機質含量草原>森林>農田，農田常年種植農作物，對有機質的利用較多，所以有機質含量較低。3種土地利用方式全氮含量順序大小和有機質含量同樣，是由于有機質的分解釋放出氮，使得全氮的含量增加，且隨土層深度增加而降低，這與呂薇等研究結果一致[21]。土壤全磷表層和下層土壤含量都是農田>森林>草原，這可能與當地施加的磷肥有關。土壤中銨態氮和硝態氮是土壤速效氮的2種主要形式，它們一起被作為土壤營養診斷的氮素營養指標。該地區銨態氮含量森林>草原>農田，硝態氮含量農田>森林>草原。土壤中銨態氮和硝態氮的含量主要來源于土壤有機氮的氨化和硝化等由土壤微生物進行的礦化作用，因此其含量的高低受土壤有機質含量、微生物種類和土壤環境條件如土壤溫度、濕度和鹽堿度等的多重影響[22]。

3.3土地利用方式對土壤酶活性的影響

由于土壤酶活性與土壤化學性質均系土壤的內在因素，因此人們通常認為二者之間存在著十分密切的相互關。在復雜的土壤環境里，重要的土壤酶如FDA水解酶、過氧化物酶、脲酶、蔗糖酶、蛋白酶和脫氫酶等，與土壤化學性質之間的關系可能還需要根據具體情況進行分析。

FDA水解酶主要來源于微生物細胞及部分動植物殘體的分解，它可以被酯酶、蛋白酶及脂肪酶等多種非專一性酶水解，酶解終產物為有色的熒光素（fluorescein）[23]。其活性能夠很好地反映土壤有機質轉化及土壤中微生物的活性，被認為是土壤健康質量的生物學指標之一[24]。雖然FDA水解酶早已被發現，但是針對土壤FDA水解酶的研究較少[25]。在本研究中，FDA水解酶與土壤下層pH存在顯著的正相關，王校常[26]研究中發現，FDA水解酶與土壤pH存在顯著的負相關，曹永昌[27]在秦嶺地帶研究發現FDA水解酶與土壤pH也存在顯著負相關，但他們共同特點是當地土壤為酸性土壤，而本研究中該地區為堿性土壤，土壤的酸堿性可能對FDA水解酶活性產生影響，這個也可以對其進一步的研究。并且通過CCA分析發現，FDA水解酶活性與農田和草原具有較高的正相關性，這與許云翔[28]研究結果一致，農田中由于施加化肥和秸稈還田原因，使得FDA水解酶活性增強。

過氧化物酶能利用由于微生物活動和某些氧化酶的作用而在土壤中形成的過氧化氫和其他有機過氧化物中的氧，氧化土壤有機物質，催化多種芳香族化合物（苯酚、取代酚、苯胺、多環芳烴等）的氧化反應，在腐殖質的形成中具有重要作用[29]。本研究中3種土地方式過氧化物酶活性都相接近，并且上下層活性也接近，沒有顯著性差異。過氧化物酶與土壤理化沒有顯著性相關，這與梁毅[30]的研究基本一致，在張英英[30]的研究中同樣發現，過氧化物酶活性與土壤理化性質相關性不大。但岳中輝[31]在松嫩草原研究發現過氧化物酶與土壤理化性質存在一定的顯著性相關，所以關于土壤過氧化物酶活性有待進一步研究。

脲酶直接參與土壤中含氮有機化合物的轉化，其活性與土壤氮素、pH直接相關[32]。脲酶在草原中的活性相對較低，可能與草原的氮含量低有關。脲酶活性在下層土壤中與pH呈極顯著性負相關，這與侯彥會等人研究一致，與pH呈顯著負相關，其活性強度的變化隨土壤肥力降低和土壤堿化程度的升高而降低，說明土壤脲酶活性可以作為表征土壤肥力的指標。通過CCA分析發現，脲酶與森林相關性較高，因為森林中土壤有機質含量較高，這與張曉曦[33]和王文臺[34]研究結果部分相似，脲酶活性提高可能提供了腐殖質形成的一些前體物質或者提供了有機質分解的養分條件。3種土地方式脲酶活性上下層差異不大，可能是由于上下層兩距離差距不大，沒有明顯差異。

蛋白酶是土壤有機氮水解為氨基酸過程中重要的酶，能夠將蛋白質、肽類分解為氨基酸，參與調節生物的氮素代謝，是促進土壤氮循環的重要組分[35]。本研究中酸性蛋白酶活性森林和草原下層低于上層，隨著土層的增加蛋白酶活性逐漸增加，10～20 cm的土壤層蛋白酶活性最高，這與聶素梅等[36]研究結果一致。在農田當中酸性蛋白酶活性上層高于下層，而且上層土壤中與全磷呈極顯著性正相關、與銨態氮含量呈顯著性正相關，原因是農田施肥較多、植物殘體及微生物分布較多，其養分含量高，故酸性蛋白酶活性高，這與雷明等[37]研究結果類似。

土壤脫氫酶屬于胞內酶，其活性可以作為土壤微生物氧化還原系統的指標，它從一定的基質中析出氫或氫的供體而進行氧化作用，反映土壤微生物新陳代謝的整體活性，可以作為微生物氧化還原能力的指標。在本研究中脫氫酶活性在上層土壤中森林顯著高于草原和農田，通過CCA分析，脫氫酶活性與森林具有正相關性，與含水率有極顯著性正相關，可能是森林含水率和土壤微生物活性較高的原因。在下層土壤中脫氫酶活性農田高于森林和草原，并與有機質、全氮含量呈顯著性正相關，說明有機質和全氮是影響脫氫酶的主要因素，這也與鄭佳玉[38]的研究結果一致。

蔗糖酶是土壤中又一廣泛存在的酶，其活性對土壤有機碳的礦化起決定作用，是土壤中碳循環的關鍵酶，該酶受其底物的誘導作用。本研究中3種不同土地利用方式蔗糖酶活性沒有明顯差異，三者十分接近。但是上層土壤蔗糖酶活性是全部高于下層，說明蔗糖酶活性是隨深度增加而減小，這與劉紅梅等[39]研究結果一致。在0～10 cm土層，水熱條件和通氣狀況良好，微生物代謝活躍，呼吸強度加大，從而使此土層的蔗糖酶活性較高。從相關性分析看，蔗糖酶活性與土壤理化性質沒有顯著性相關。

4結論

不同的土地利用方式會導致土壤機械組成和理化性質發生改變，耕地相對于林地和草地的砂粒含量明顯增加，粘粒減少，土壤含水量也明顯下降，土壤pH也明顯降低，并對土壤中一些酶活性也引起不同的改變。土壤土地利用方式的改變所導致的土壤理化性質和土壤酶活性的改變可能會影響黑龍江省西部地區C、N等的循環。對于該地區來講，土壤含水量對于維持該區域生態系統功能十分重要，當原始草地轉變為長期耕作農田時，會導致土壤旱化、沙化，導致土壤質量下降。

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