撫順市西排土場生態恢復過程中土壤微生物生物量變化特征初探

初兆嫻

撫順市環境監測中心站

撫順市西排土場生態恢復過程中土壤微生物生物量變化特征初探

初兆嫻

撫順市環境監測中心站

在以往實驗的基礎上，通過對撫順西排土場生態恢復不同年限、不同植被和深度的排土場土壤微生物菌群與生物量的分析，初步研究了其生物量的變化和分布特征。結果表明：細菌占土壤微生物比例最大，其次是放線菌，真菌最少；隨復墾年限的增加，細菌與微生物總量呈逐年增多的趨勢，放線菌和真菌的數量在復墾3-6年間均超過對照農田，但隨復墾年限的增加未呈現明顯的規律性。不同復墾植被類型土壤微生物的數量由多到少依次為：對照農田、灌木地、喬木地、草地、未復墾地。0-30cm深土壤中微生物的數量除對照農田10-20cm最多外，其他均隨深度的增加而減少。

排土場；生態恢復；土壤微生物；生物量

土壤微生物直接或間接地參與了土壤中幾乎全部的生物化學反應，比如分解動植物殘體、排泄物、分泌物，儲存轉化養分，降解污染物等。許多研究表明，土壤微生物受土壤環境質量變化的影響較為敏感，其生物量可直接反應土壤環境質量的好壞。本實驗在以往實驗的基礎上，通過對撫順西排土場生態恢復不同年限、不同植被和深度的排土場土壤微生物菌群與生物量的分析，初步研究了其生物量的變化和分布特征。

一、撫順市西排土場基本情況

撫順市西排土場是露天礦剝離物堆積形成的，位于撫順市西南部，望花區正南部，地理位置為東經128°48′，北緯41°49′，占地17.5km2，1938年啟用，2000年停止排棄，排棄物堆積為4個平盤，成扇形分布，矸石厚度為130.0170.0m，砂粒至細砂粒（0.890.5mm）占總顆粒的2040%，其余為石礫碎石塊。堆積的廢棄煤矸石主要成份有：綠色泥質頁巖，油母頁巖、煤矸石，上述物質在堆積的過程中，無規律性，巖性復雜，對生態、社會具有較大的負面效應。

2000年在西排土場進行了礦山生態恢復示范技術研究，栽植復墾試驗林80畝，經過15年的植被恢復，目前生態恢復效果良好。

二、實驗方法

（一）樣品的采集

在復墾區、未復墾區按不同植被類型布設采樣點，每個采樣點按梅花布點法采集多點混合土樣。每個采樣點分別取距離地表0～10cm、10～20cm和20～30cm處土樣，裝入無菌紙袋，立即帶回實驗室，貯存于4℃冰箱中備用并盡快進行分析，取農田土壤作為對照。每年采樣時間均為8月末。

（三）分析方法

土壤微生物生物量的測定采用稀釋平板計數法。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基；真菌采用馬丁氏（Martin）培養基；放線菌采用改良高氏1號培養基。以cfu·g1（菌落數/g干土）表示土壤微生物數量。

三、結果與分析

（一）不同復墾年限土壤微生物生物量變化特征

實驗結果見表1所示，不管什么類型的土樣中，細菌占土壤微生物比例最大，其次是放線菌，真菌最少。這可能是因為真菌喜酸性，但所測土壤pH為中性偏堿，不利于真菌生長。

由于放線菌和真菌的數量較少，細菌和總菌數隨復墾年限的變化趨勢基本一致，都是隨年限的增加而增多，并且在復墾39年增加的最為迅速，這主要是由于隨植物生長產生的落葉、根系分泌物、死亡根系、根際沉淀物增加，提供給微生物生長充足的能源與養分。9年后細菌數量雖還在不斷增多，但增多的速度變緩，且未超過對照農田，說明細菌最能反映土壤質量的好壞。

放線菌和真菌的數量在復墾36年間均超過對照農田，但隨復墾年限的增加未呈現明顯的規律性。可能是由于放線菌和真菌的耐受力較強，而細菌對土質較為敏感。

表1.不同復墾年限土壤微生物數量（105cfu·g-1）

（二）不同復墾植被類型土壤微生物生物量變化特征

以前實驗將植被分為豆科和非豆科，發現豆科植被下的土樣微生物生物量高于非豆科植被下的土樣。本次實驗將植被按灌木、喬木、草地來進行研究（結果見圖1所示）。未復墾地微生物生物量明顯低于其他類型土樣；灌木地土樣微生物生物量稍少于農田，比喬木和草地均多，說明灌木修復作用要高于喬木和草地，可能是因為灌木產生大量凋零物，根系在土壤淺層較密集，為土壤微生物提供了豐富的養分；而草地植被為多年生，養分主要為衰亡根，代謝較慢，土壤微生物增殖較慢；喬木介于前兩者之間，因為其根系生長緩慢，可能數年后隨之根系發達，枝繁葉茂，其土壤微生物生物量可能會超過灌木地。

（三）不同復墾深度土樣土壤微生物生物量變化特征

不同深度的土樣土壤微生物生物量見圖2所示。未復墾區和復墾區土樣微生物數量均隨深度的增加而減少，主要由于淺層植被提供養分較充分，而且氧氣充足。對照農田土樣微生物總量010cm低于1020cm，2030cm中最少，主要因表層人為耕種破壞嚴重，農作物吸取土壤養分導致營養較缺乏，而深層土樣由于氧氣不足致使微生物總量減少。

四、結論

通過研究發現，排土場植被復墾區土樣土壤微生物中細菌所占比例最大，其次是放線菌，真菌最少。隨復墾年限的增加，細菌與微生物總量呈逐年增多的趨勢，且在復墾39年增加的最為迅速；放線菌和真菌的數量在復墾36年間均超過對照農田，但隨復墾年限的增加未呈現明顯的規律性。不同復墾植被類型土壤微生物的數量由多到少依次為：對照農田、灌木地、喬木地、草地、未復墾地。對照農田1020cm土樣土壤總菌數最多，010cm較少，2030cm最少；未復墾區和復墾區030cm土樣中微生物總菌數均隨深度的增加而減少。

［1］樊文華，白中科，等.不同復墾模式及復墾年限對土壤微生物的影響.農業工程學報，2011，27（2）：330-336.

［2］謝龍蓮，陳秋波，等.環境變化對土壤微生物的影響［J］.熱帶農業科學，2004，24（3）：39-47.

［3］李晉川，白中科.露天煤礦土地復墾與生態重建［M］.北京：科學出版社，2000.

［4］楊喜田，寧國華，等.太行山不同植被恢復類型土壤微生物學特性變化［J］.應用生態學報，2006，17（9）：1761-1764.

［5］Han XM，Wang RQ，Liu J，et al.Effects of vegetation type on soil microbial community structure and catabolic diversity assessed by polyphasic methods in North China［J］.Journal of Environmental Sciences，2007，19（10）：1228-1234.

［6］吳楠，潘伯榮，等.古爾班通古特沙漠生物結皮中土壤微生物垂直分布特質［J］.應用與環境生物學報，2005，11（3）：349-353.

［7］姚槐應，黃昌勇.土壤微生物生態學及其實驗技術.科學出版社，2006.

［8］郭祥云，李道亮.阜新海州露天煤礦排土場植被與土壤環境關系［J］.遼寧工程技術大學學報，2009，28（5）：823-826.

［9］周桔，雷霆.土壤微生物多樣性影響因素及研究方法的現狀與展望［J］.生物多樣性，2007，15（3）：306-311.