不同城市綠地類型對土壤微生物數量及微生物量的影響

蔣炳伸，楊喜田

（1.黃淮學院農林科學系，河南 駐馬店 463000；2.河南農業大學資源環境學院，河南 鄭州 450002）

城市綠地系統具有供氧吸碳、殺菌滯塵、調節氣候、防塵護沙等作用，以及減噪、攔截雨水、固土保水、凈化水體、降解廢棄物等生態功能[1]。但是，城市綠地因受人為活動的強烈影響，也會出現如下問題：土壤層次紊亂、成分復雜、侵入體多、物理性狀不良、有機質和養分缺乏[2]、土壤生物多樣性不斷減少和喪失等[3]，這些問題使土壤質量加速降低，并嚴重影響了綠地各種生態效益的有效發揮。

土壤微生物在土壤形成、肥力演變、植物養分有效化、有毒物質降解及凈化等方面起著重要作用[4]。土壤微生物是陸地生態系統中重要的生命體，對所生存的微環境十分敏感。故土壤微生物學指標（微生物數量、微生物量）被公認為是土壤生態系統變化的預警及敏感指標[5-6]，對土壤質量狀況研究具有重要意義。近年來，對城市綠地的研究國內外報道漸多，但將微生物學指標應用于城市綠地的研究卻鮮見報道。本文以鄭州市不同綠地類型土壤為研究對象，分析各種綠地類型土壤中微生物數量、微生物量的差異，來衡量不同綠地類型土壤質量狀況，以期為城市綠地合理利用、土壤改良提供科學依據。

1 試驗地概況和研究方法

1.1 試驗地概況

鄭州市位于東經 112°42′～114°14′，北緯 34°16′～34°58′，北臨黃河，西依嵩山，東南為廣闊的黃淮平原。鄭州地區屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，年平均氣溫14.4℃，年平均降雨量640.9 mm，無霜期220 d，全年日照時間約2400 h。

1.2 土樣的采集

實驗對象按鄭州市不同類型綠地設8個采樣地點（表 1）。土樣取表土（0～20 cm），多點采集，揀去根系、石塊等雜物，充分混合后用對角線法分樣，帶回實驗室，一部分土樣過2 mm篩后放入冰箱4℃保存備用，另一部分自然風干以備基本理化性質分析。

表1 樣地基本情況

1.3 分析方法

1.3.1 土壤可培養微生物分析 采用平板梯度稀釋法測定[7]，牛肉膏蛋白胨培養基培養細菌，馬丁氏培養基培養真菌，淀粉銨鹽培養基培養放線菌，每個處理重復3次。

1.3.2 微生物量碳和氮的測定 微生物量碳采用氯仿熏蒸—培養法測定[7]、微生物量氮采用氯仿熏蒸—浸提法測定[8]。

1.3.3 土壤理化性質的測定[9]有機質（O-M）的測定采用重鉻酸鉀容量-稀釋熱法；堿解氮（A-N）的測定采用堿解擴散法；有效磷（A-P）的測定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；用土∶水＝1∶1浸提液測定pH值。

2 結果與分析

2.1 不同城市綠地類型土壤的微生物數量分析

不同城市綠地類型土壤可培養微生物數量存在一定差異（表2），具體表現為：花卉綠地＞人工草灌地＞人工林地＞人工草地＞人工灌木地＞隔離帶綠地＞行道綠地，花卉綠地土壤的微生物數量最高，平均達348×104cfu/g；行道綠地土壤的微生物數量最低，平均為 80×104cfu/g，二者相差 268×104cfu/g。

不同城市綠地類型土壤理化性質也存在著一定差異。由表3可知，花卉綠地、人工草灌地、人工林地的有機質含量高，其他養分含量也較高，土壤pH值呈微堿性，土壤硬度較低，土壤疏松并且通氣狀況良好，有利于微生物生長；人工草地、人工灌木地土壤有機質和其他養分含量相對較低，土壤硬度較高，土壤通氣狀況不良；隔離帶綠地土壤硬度較低、有機質含量（4.92 g/kg）特別低，土壤呈堿性（pH值8.81）；行道綠地土壤硬度大、有機質含量低（平均為9.33 g/kg），這些因素抑制人工草地、人工灌木地、隔離帶綠地、行道綠地的微生物生長繁殖，故土壤微生物數量較少。微生物數量與有機質含量呈正相關，這與前人研究結果相符[11]。

表2 不同城市綠地類型土壤微生物數量

表3 不同城市綠地類型土壤理化性質

2.2 不同城市綠地類型土壤微生物量分析

土壤微生物量主要包括微生物量碳和微生物量氮，是土壤養分的儲存庫和植物生長可利用養分的重要來源，與微生物個體數量指標相比，更能反映微生物在土壤中的實際含量和作用潛力，因而具有更加靈敏、準確的優點，現已成為國內外土壤學研究的熱點之一[12-14]。

不同城市綠地類型土壤微生物量碳的含量（表4）由高到低的順序為：花卉綠地＞人工林地＞隔離帶綠地＞人工草灌地＞行道綠地＞人工灌木地＞人工草地，花卉綠地微生物量碳的含量是人工草地的15倍。各綠地土壤微生物量氮由高到低的順序與微生物量碳的基本一致。

表4 不同城市綠地類型土壤微生物量

微生物商（BC/TC）是指微生物碳與土壤有機全碳的比值，在一定程度上能反映土壤質量的高低。當土壤質量高時，土壤中可利用碳源比例上升，殘留有機質變得更加穩定時，這一比例會下降[15]。不同綠地類型土壤微生物商（BC/TC）為0.1195%～0.3589%（表4），人工林地BC/TC值（0.1195%）最低，表明土壤質量高；其次是人工草灌地、人工草地的BC/TC值較低，土壤質量也高；農大誠信路和花卉綠地的BC/TC值略高，土壤質量低；文化路行道綠地、隔離帶綠地、人工灌木地的BC/TC值偏高，分別為0.3589%、0.3259%、0.3110%，說明這些綠地土壤質量偏低。

不同城市綠地類型土壤微生物量碳氮之間相關關系的分析結果表明（表5），土壤微生物量碳氮之間呈較好的線性關系﹙r=0.760，n=8）。土壤微生物量碳與土壤微生物量氮、有機質、堿解氮、微生物數量均呈極顯著正相關，土壤微生物量碳與土壤全氮呈顯著正相關；土壤微生物量氮與土壤有機質、全氮、微生物數量均呈極顯著正相關，土壤微生物量氮與土壤堿解氮呈顯著正相關，這與有關文獻報道相一致[16]。可見，土壤微生物量碳、氮與土壤肥力、微生物數量關系緊密，能夠迅速地反映土壤質量變化。

表5 土壤微生物量的碳、氮與土壤有機質、全氮、堿解氮、微生物數量間的相關性

3 結論

土壤微生物數量、微生物量與土壤硬度、酸堿度、有機質等有一定的相關性。土壤硬度大、有機質含量低、土壤偏酸性或偏堿性，微生物數量少、微生物量含量也低；土壤疏松、有機質含量豐富、土壤在微酸性到微堿性范圍內，微生物數量多、微生物量含量也高。土壤微生物量的碳、氮與微生物數量呈正相關關系，故土壤微生物數量、微生物量可作為土壤質量變化的敏感指標[5]。

鄭州市不同綠地類型土壤的微生物數量、微生物量、理化指標差異較大，地表植被種類多樣、土壤疏松、有機質含量豐富的綠地土壤的微生物數量、微生物量均高于那些植被單一、土壤裸露、土壤硬度大、堿性的綠地土壤。為了使城市綠地更好地發揮其生態效益，應對那些生態功能低下的城市綠地進行合理改良：如松土、深翻整地、多施微生物肥料或有機肥，也可使用土壤化學改良劑等[17-18]。

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