酸性矿山废水污染的水稻田土壤中重金属的微生物学效应

第24卷第11期2004年11月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.24,No.11Nov.,2004酸性矿山废水污染的水稻田土壤中重金属的微生物学效应李永涛1,ThierryBecquer2,CécileQuantin3,MarcBenedetti4,PatrickLavelle2,戴军1*(1.华南农业大学资源环境学院,广州510642;2.法国发展与合作研究院热带土壤生态及生物多样性研究室,巴黎,法国;3.南巴黎大学地学部,巴黎,法国;4.皮埃尔玛丽居里大学地球化学与金属实验室,巴黎,法国)基金项目:法国中国先进研究计划资助项目(PRAE03-2);广东省自然科学基金资助项目(032255);华南农业大学新学科扶持基金资助项目(4200-K03226)收稿日期:2004-08-09;修订日期:2004-10-18作者简介:李永涛(1970～),男,山东莱州人,硕士,讲师,主要从事土壤生态学研究。*通讯作者Authorforcorrespondence.E-mail:daijun@pub.guangzhou.gd.cn致谢:本研究得到翁源县农业局、新江镇政府的大力支持;华南农业大学资源环境学院的梁中龙、范秀丹老师对野外采样,朱夕珍、刘远金、郑少玲老师,研究生张池、刘科学及其他环境工程、土壤实验室相关人员对样品分析提供了大量协助,特此致谢Foundationitem:France-ChinaAdvancedResearchProject(No.E03-2);NaturalScienceFoundationofGuangdongProvince(No.032255);De-velopmentFoundationofAdvancedSubjectsofSouthChinaAgriculturalUniversity(No.4200-K03226)Receiveddate:2004-08-09;Accepteddate:2004-10-18Biography:LIYong-Tao,Master,lecturer,mainlyengagedinsoilecology.E-mail:yongtao@pub.guangzhou.gd.cn摘要:采样调查了广东大宝山地区受酸性采矿废水长期污染的亚热带水稻田的土壤理化性质,重金属Cu、Pb、Zn、Cd的全量及其DTPA浸提量,以及微生物生物量及其呼吸活性等指标。利用主成分和逐步回归分析了影响土壤重金属的有效性及其微生物学效应的因素。结果表明:土壤高含硫,强酸性,有机碳、全氮较低,4种金属的全量普遍超标。DTPA可提取态金属含量较高,不仅与其全量呈显著正相关,而且与土壤酸度和粘粒含量正相关,和Mn含量负相关。过量的金属显著降低了土壤微生物生物量C、N、微生物商、生物量N/全N比,并抑制了微生物呼吸强度和对有机碳的矿化率,导致了土壤C/N比的升高。同时,金属对微生物群落及生理代谢指标,如微生物生物量C/N比和代谢商的影响不显著。DTPA可提取态金属,特别是DTPA-Cu是导致微生物生物量和活性指标变化的主要因素。以有机碳(或全氮)为基数的复合微生物指标降低了土壤性质差异造成的干扰,较单一指标更能准确指示微生物对金属胁迫的反应。土壤硫没有对金属有效性和微生物指标产生明显影响,但其氧化过程可能引起酸化和金属离子的释放。关键词:重金属污染;水稻土;微生物;有机碳矿化;广东大宝山EffectsofheavymetalsonmicrobialbiomassandactivityinsubtropicalpaddysoilcontaminatedbyacidminedrainageLIYong-Tao1,ThierryBecquer2,CécileQuantin3,MarcBenedetti4,PatrickLavelle2,DAIJun1*(1.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,SouthChinaAgricutrualUniversity,510642,Guangzhou,China;2.BiodiversitéetFonctionnementdesSols,IRD,France;3.UniversitéParisSudXIFREOrsayTerre2566Bat.50491405CedexFrance;4.LaboratoiredeGéochimieetMétallogénie/UniversitéPierreetMarieCurie,France).ActaEcologicaSinica,2004,24(11):2430～2436.Abstract:Soilsampleswerecollectedfromlong-termmetal-c