抚顺市西排土场生态恢复过程中土壤微生物生物量变化特征初探
初兆娴
【摘要】在以往实验的基础上，通过对抚顺西排土场生态恢复不同年限、不同植被和深度的排土场土壤微生物菌群与生物量的分析，初步研究了其生物量的变化和分布特征。结果表明：细菌占土壤微生物比例最大，其次是放线菌，真菌最少；随复垦年限的增加，细菌与微生物总量呈逐年增多的趋势，放线菌和真菌的数量在复垦3-6年间均超过对照农田，但随复垦年限的增加未呈现明显的规律性。不同复垦植被类型土壤微生物的数量由多到少依次为：对照农田、灌木地、乔木地、草地、未复垦地。0-30cm深土壤中微生物的数量除对照农田10-20cm最多外，其他均随深度的增加而减少。
【关键词】排土场；生态恢复；土壤微生物；生物量
土壤微生物直接或间接地参与了土壤中几乎全部的生物化学反应，比如分解动植物残体、排泄物、分泌物，储存转化养分，降解污染物等。许多研究表明，土壤微生物受土壤环境质量变化的影响较为敏感，其生物量可直接反应土壤环境质量的好坏。本实验在以往实验的基础上，通过对抚顺西排土场生态恢复不同年限、不同植被和深度的排土场土壤微生物菌群与生物量的分析，初步研究了其生物量的变化和分布特征。
一、抚顺市西排土场基本情况
抚顺市西排土场是露天矿剥离物堆积形成的，位于抚顺市西南部，望花区正南部，地理位置为东经128°48′，北纬41°49′，占地17.5km2，1938年启用，2000年停止排弃，排弃物堆积为4个平盘，成扇形分布，矸石厚度为130.0-170.0m，砂粒至细砂粒（0.89-0.5mm）占总颗粒的20-40%，其余为石砾碎石块。堆积的废弃煤矸石主要成份有：绿色泥质页岩，油母页岩、煤矸石，上述物质在堆积的过程中，无规律性，岩性复杂，对生态、社会具有较大的负面效应。
2000年在西排土场进行了矿山生态恢复示范技术研究，栽植复垦试验林80亩，经过15年的植被恢复，目前生态恢复效果良好。
二、实验方法
（一）样品的采集
在复垦区、未复垦区按不同植被类型布设采样点，每个采样点按梅花布点法采集多点混合土样。每个采样点分别取距离地表0～10cm、10～20cm和20～30cm处土样，装入无菌纸袋，立即带回实验室，贮存于4℃冰箱中备用并尽快进行分析，取农田土壤作为对照。每年采样时间均为8月末。
（三）分析方法
土壤微生物生物量的测定采用稀释平板计数法。细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基；真菌采用马丁氏（Martin）培养基；放线菌采用改良高氏1号培养基。以cfu·g-1（菌落数/g干土）表示土壤微生物数量。
三、结果与分析
（一）不同复垦年限土壤微生物生物量变化特征
实验结果见表1所示，不管什么类型的土样中，细菌占土壤微生物比例最大，其次是放线菌，真菌最少。这可能是因为真菌喜酸性，但所测土壤pH为中性偏碱，不利于真菌生长。
由于放线菌和真菌的数量较少，细菌和总菌数随复垦年限的变化趋势基本一致，都是随年限的增加而增多，并且在复垦3-9年增加的最为迅速，这主要是由于随植物生长产生的落叶、根系分泌物、死亡根系、根际沉淀物增加，提供给微生物生长充足的能源与养分。9年后细菌数量虽还在不断增多，但增多的速度变缓，且未超过对照农田，说明细菌最能反映土壤质量的好坏。
放线菌和真菌的数量在复垦3-6年间均超过对照农田，但随复垦年限的增加未呈现明显的规律性。可能是由于放线菌和真菌的耐受力较强，而细菌对土质较为敏感。
表1. 不同复垦年限土壤微生物数量（105cfu·g-1）
（二）不同复垦植被类型土壤微生物生物量变化特征
以前实验将植被分为豆科和非豆科，发现豆科植被下的土样微生物生物量高于非豆科植被下的土样。本次实验将植被按灌木、乔木、草地来进行研究（结果见图1所示）。未复垦地微生物生物量明显低于其他类型土样；灌木地土样微生物生物量稍少于农田，比乔木和草地均多，说明灌木修复作用要高于乔木和草地，可能是因为灌木产生大量凋零物，根系在土壤浅层较密集，为土壤微生物提供了丰富的养分；而草地植被为多年生，养分主要为衰亡根，代谢较慢，土壤微生物增殖较慢；乔木介于前两者之间，因为其根系生长缓慢，可能数年后随之根系发达，枝繁叶茂，其土壤微生物生物量可能会超过灌木地。
图1 不同复垦植被类型土壤微生物数量
（三）不同复垦深度土样土壤微生物生物量变化特征
不同深度的土样土壤微生物生物量见图2所示。未复垦区和复垦区土样微生物数量均随深度的增加而减少，主要由于浅层植被提供养分较充分，而且氧气充足。对照农田土样微生物总量0-10cm低于10-20cm，20-30cm中最少，主要因表层人为耕种破坏严重，农作物吸取土壤养分导致营养较缺乏，而深层土样由于氧气不足致使微生物总量减少。
四、结论
通过研究发现，排土场植被复垦区土样土壤微生物中细菌所占比例最大，其次是放线菌，真菌最少。随复垦年限的增加，细菌与微生物总量呈逐年增多的趋势，且在复垦3-9年增加的最为迅速；放线菌和真菌的数量在复垦3-6年间均超过对照农田，但随复垦年限的增加未呈现明显的规律性。不同复垦植被类型土壤微生物的数量由多到少依次为：对照农田、灌木地、乔木地、草地、未复垦地。对照农田10-20cm土样土壤总菌数最多，0-10cm较少，20-30cm最少；未复垦区和复垦区0-30cm土样中微生物总菌数均随深度的增加而减少。
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