撫順市西排土場生態(tài)恢復(fù)過程中土壤微生物生物量變化特征初探

初兆嫻

【摘要】在以往實驗的基礎(chǔ)上，通過對撫順西排土場生態(tài)恢復(fù)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(jié)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(fù)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(shù)量在復(fù)墾3-6年間均超過對照農(nóng)田，但隨復(fù)墾年限的增加未呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。不同復(fù)墾植被類型土壤微生物的數(shù)量由多到少依次為：對照農(nóng)田、灌木地、喬木地、草地、未復(fù)墾地。0-30cm深土壤中微生物的數(shù)量除對照農(nóng)田10-20cm最多外，其他均隨深度的增加而減少。

【關(guān)鍵詞】排土場；生態(tài)恢復(fù)；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(xué)反應(yīng)，比如分解動植物殘體、排泄物、分泌物，儲存轉(zhuǎn)化養(yǎng)分，降解污染物等。許多研究表明，土壤微生物受土壤環(huán)境質(zhì)量變化的影響較為敏感，其生物量可直接反應(yīng)土壤環(huán)境質(zhì)量的好壞。本實驗在以往實驗的基礎(chǔ)上，通過對撫順西排土場生態(tài)恢復(fù)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(qū)正南部，地理位置為東經(jīng)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130.0-170.0m，砂粒至細砂粒（0.89-0.5mm）占總顆粒的20-40%，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(zhì)頁巖，油母頁巖、煤矸石，上述物質(zhì)在堆積的過程中，無規(guī)律性，巖性復(fù)雜，對生態(tài)、社會具有較大的負面效應(yīng)。

2000年在西排土場進行了礦山生態(tài)恢復(fù)示范技術(shù)研究，栽植復(fù)墾試驗林80畝，經(jīng)過15年的植被恢復(fù)，目前生態(tài)恢復(fù)效果良好。

二、實驗方法

（一）樣品的采集

在復(fù)墾區(qū)、未復(fù)墾區(qū)按不同植被類型布設(shè)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(nóng)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(shù)法。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基；真菌采用馬丁氏（Martin）培養(yǎng)基；放線菌采用改良高氏1號培養(yǎng)基。以cfu·g-1（菌落數(shù)/g干土）表示土壤微生物數(shù)量。

三、結(jié)果與分析

（一）不同復(fù)墾年限土壤微生物生物量變化特征

實驗結(jié)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(shù)量較少，細菌和總菌數(shù)隨復(fù)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(fù)墾3-9年增加的最為迅速，這主要是由于隨植物生長產(chǎn)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(yǎng)分。9年后細菌數(shù)量雖還在不斷增多，但增多的速度變緩，且未超過對照農(nóng)田，說明細菌最能反映土壤質(zhì)量的好壞。

放線菌和真菌的數(shù)量在復(fù)墾3-6年間均超過對照農(nóng)田，但隨復(fù)墾年限的增加未呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性?？赡苁怯捎诜啪€菌和真菌的耐受力較強，而細菌對土質(zhì)較為敏感。

表1. 不同復(fù)墾年限土壤微生物數(shù)量（105cfu·g-1）

（二）不同復(fù)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(fā)現(xiàn)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(jié)果見圖1所示）。未復(fù)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(nóng)田，比喬木和草地均多，說明灌木修復(fù)作用要高于喬木和草地，可能是因為灌木產(chǎn)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(yǎng)分；而草地植被為多年生，養(yǎng)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(shù)年后隨之根系發(fā)達，枝繁葉茂，其土壤微生物生物量可能會超過灌木地。

圖1 不同復(fù)墾植被類型土壤微生物數(shù)量

（三）不同復(fù)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(fù)墾區(qū)和復(fù)墾區(qū)土樣微生物數(shù)量均隨深度的增加而減少，主要由于淺層植被提供養(yǎng)分較充分，而且氧氣充足。對照農(nóng)田土樣微生物總量0-10cm低于10-20cm，20-30cm中最少，主要因表層人為耕種破壞嚴(yán)重，農(nóng)作物吸取土壤養(yǎng)分導(dǎo)致營養(yǎng)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(jié)論

通過研究發(fā)現(xiàn)，排土場植被復(fù)墾區(qū)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(fù)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(fù)墾3-9年增加的最為迅速；放線菌和真菌的數(shù)量在復(fù)墾3-6年間均超過對照農(nóng)田，但隨復(fù)墾年限的增加未呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。不同復(fù)墾植被類型土壤微生物的數(shù)量由多到少依次為：對照農(nóng)田、灌木地、喬木地、草地、未復(fù)墾地。對照農(nóng)田10-20cm土樣土壤總菌數(shù)最多，0-10cm較少，20-30cm最少；未復(fù)墾區(qū)和復(fù)墾區(qū)0-30cm土樣中微生物總菌數(shù)均隨深度的增加而減少。

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