长春市土壤重金属化学形态与土壤微生物群落结构的关系

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1、生态环境学报2009,18(4):1279-1285http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com长春市土壤重金属化学形态与土壤微生物群落结构的关系1,211*程东祥，张玉川，马小凡，郭平1.吉林大学，吉林长春130012；2.南京交通职业技术学院，江苏南京211188摘要：采用样品采集、室内分析和多种数据统计方法相结合的方法，研究了长春市土壤重金属化学形态与土壤微生物群落结构的关系。结果表明：长春市土壤重金属（Pb、Cd、

2、Cu、Zn和Ni）不同化学形态对土壤微生物群落结构影响明显不同，碳酸盐结合态的Pb和Ni对放线菌的生长繁殖具有刺激作用，碳酸盐结合态Zn对细菌的生长繁殖具有刺激作用，铁锰氧化物结合态和有机结合态的Zn与有机结合态Cu对细菌、放线菌的生长繁殖具有刺激作用。土壤理化性质对重金属化学形态与微生物群落结构之间的关系影响很大，其掩盖了土壤重金属化学形态对土壤微生物群落结构特征的影响，有机质含量、电导率、阳离子交换量掩盖了重金属化学形态对细菌、放线菌和微生物总数的影响，自然含水率掩盖了重金属化学形态对多样性指数的影响。采用重金属的化学形态评

3、价重金属对土壤微生物参数的影响更合理，而且在确定评价长春市土壤重金属污染状况指标时，应该剔除土壤理化性质的影响。选择有机结合态Cu、铁锰氧化物结合态Zn与微生物群落多样性指数相结合来评价长春城市土壤重金属Cu和Zn的污染状况。关键词：城市土壤；重金属；化学形态；土壤微生物群落结构；偏相关分析；逐步回归法中图分类号：X171.5文献标识码：A文章编号：1674-5906（2009）04-1279-07随着工业的发展和人口的增加，城市土壤重金元。在各个采样单元内，根据具体情况随机布设采属污染问题日益突出，这不仅严重影响了城市居民样点

4、采集0～20cm表层土壤。土壤采样按多点混的身心健康，而且制约了城市的可持续发展。目前，合法（同一采样单元采5~10个样品）。将每个采样国内外通常采用重金属全量及其与土壤微生物参单元内各个采样点的土壤混合均匀后按四分法获[1-3]数之间的关系来表征土壤重金属污染的状况。取足量的样品分别装入无菌封口塑料袋和普通塑但是，重金属对土壤微生物的毒性不仅与重金属全料袋中带回实验室。将无菌封口塑料袋内的新鲜土量有关，而且更大程度上是由重金属化学形态决定壤在实验室内研磨过2mm尼龙网筛，调节土壤水[4-6]的，因为重金属化学形态与重金属的生物

5、有效性分至田间持水量的45%左右，装入无菌塑料袋，置[7]密切相关，能够直接反映重金属对土壤微生物的于4℃冰箱内保存供土壤微生物学指标分析；将普毒性效应和对土壤生态系统潜在的危害程度。土壤通塑料袋内的土壤样品自然风干后，剔除植物残体微生物参数是土壤整体综合状况的反映，即反映土和石块，磨碎，过10、60目塑料筛，保存于塑料壤类型、土壤理化性质和土壤污染状况等。所以，瓶中备用。当土壤微生物学参数发生变化时，很难判断是哪种1.2土壤理化性质测定[5][9]因子引起的。因此，本论文采用偏相关分析方法。土壤理化性质按常规分析方法测定，分别

6、测从研究重金属化学形态与土壤微生物参数之间的定土壤颗粒组成、pH、有机质（OM）、阳离子交换关系入手，来揭示土壤重金属与微生物参数之间的量(CEC)、氧化还原电位(Eh)、含水量、电导率（Ec）、2+真实关系，这对于表征土壤污染状况更具意义。通Ca离子。实验结果列于表1。过文献报道长春市土壤明显受到重金属Pb、Cd、1.3土壤重金属化学形态提取及其含量测定[8]Cu、Zn和Ni污染，所以本论文研究这5种重金采用改进的Tessier连续萃取方法分别提取土属化学形态与土壤微生物群落结构之间的关系。壤重金属Pb、Cd、Cu、Zn和Ni

7、的交换态、碳酸1材料与方法盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣[10]1.1样品采集与处理态。采用HNO3-HCl-HClO4消化法对土壤重金属根据城市土壤特点，选择代表性功能区进行采（Pb、Cd、Cu、Zn和Ni）进行消化。之后，采用样，分别是开发区、街路、工业区、住宅区、公园、原子吸收分光光度法分别测定土壤重金属及其各广场和郊区耕地，共选取39个有代表性的采样单化学形态的含量。基金项目：国家自然科学基金项目（30570269）；博士后基金项目（20060390900）作者简介：程东祥（1977年生），男，讲师，博士，

8、主要从事水土污染控制和治理方面的研究工作。E-mail:1024304566@qq.com*通讯作者：郭平（1972年生)，女，副教授，博士，主要研究方向污染生态、污染环境修复。E-mail:guoping@jlu.edu.cn收稿日期：2009-06-0112