不同城市绿地类型对土壤微生物数量及微生物量的影响

蒋炳伸，杨喜田

（1.黄淮学院农林科学系，河南 驻马店 463000；2.河南农业大学资源环境学院，河南 郑州 450002）

城市绿地系统具有供氧吸碳、杀菌滞尘、调节气候、防尘护沙等作用，以及减噪、拦截雨水、固土保水、净化水体、降解废弃物等生态功能[1]。但是，城市绿地因受人为活动的强烈影响，也会出现如下问题：土壤层次紊乱、成分复杂、侵入体多、物理性状不良、有机质和养分缺乏[2]、土壤生物多样性不断减少和丧失等[3]，这些问题使土壤质量加速降低，并严重影响了绿地各种生态效益的有效发挥。

土壤微生物在土壤形成、肥力演变、植物养分有效化、有毒物质降解及净化等方面起着重要作用[4]。土壤微生物是陆地生态系统中重要的生命体，对所生存的微环境十分敏感。故土壤微生物学指标（微生物数量、微生物量）被公认为是土壤生态系统变化的预警及敏感指标[5-6]，对土壤质量状况研究具有重要意义。近年来，对城市绿地的研究国内外报道渐多，但将微生物学指标应用于城市绿地的研究却鲜见报道。本文以郑州市不同绿地类型土壤为研究对象，分析各种绿地类型土壤中微生物数量、微生物量的差异，来衡量不同绿地类型土壤质量状况，以期为城市绿地合理利用、土壤改良提供科学依据。

1 试验地概况和研究方法

1.1 试验地概况

郑州市位于东经 112°42′～114°14′，北纬 34°16′～34°58′，北临黄河，西依嵩山，东南为广阔的黄淮平原。郑州地区属暖温带大陆性气候，四季分明，年平均气温14.4℃，年平均降雨量640.9 mm，无霜期220 d，全年日照时间约2400 h。

1.2 土样的采集

实验对象按郑州市不同类型绿地设8个采样地点（表 1）。土样取表土（0～20 cm），多点采集，拣去根系、石块等杂物，充分混合后用对角线法分样，带回实验室，一部分土样过2 mm筛后放入冰箱4℃保存备用，另一部分自然风干以备基本理化性质分析。

表1 样地基本情况

1.3 分析方法

1.3.1 土壤可培养微生物分析 采用平板梯度稀释法测定[7]，牛肉膏蛋白胨培养基培养细菌，马丁氏培养基培养真菌，淀粉铵盐培养基培养放线菌，每个处理重复3次。

1.3.2 微生物量碳和氮的测定 微生物量碳采用氯仿熏蒸—培养法测定[7]、微生物量氮采用氯仿熏蒸—浸提法测定[8]。

1.3.3 土壤理化性质的测定[9]有机质（O-M）的测定采用重铬酸钾容量-稀释热法；碱解氮（A-N）的测定采用碱解扩散法；有效磷（A-P）的测定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法；用土∶水＝1∶1浸提液测定pH值。

2 结果与分析

2.1 不同城市绿地类型土壤的微生物数量分析

不同城市绿地类型土壤可培养微生物数量存在一定差异（表2），具体表现为：花卉绿地＞人工草灌地＞人工林地＞人工草地＞人工灌木地＞隔离带绿地＞行道绿地，花卉绿地土壤的微生物数量最高，平均达348×104cfu/g；行道绿地土壤的微生物数量最低，平均为 80×104cfu/g，二者相差 268×104cfu/g。

不同城市绿地类型土壤理化性质也存在着一定差异。由表3可知，花卉绿地、人工草灌地、人工林地的有机质含量高，其他养分含量也较高，土壤pH值呈微碱性，土壤硬度较低，土壤疏松并且通气状况良好，有利于微生物生长；人工草地、人工灌木地土壤有机质和其他养分含量相对较低，土壤硬度较高，土壤通气状况不良；隔离带绿地土壤硬度较低、有机质含量（4.92 g/kg）特别低，土壤呈碱性（pH值8.81）；行道绿地土壤硬度大、有机质含量低（平均为9.33 g/kg），这些因素抑制人工草地、人工灌木地、隔离带绿地、行道绿地的微生物生长繁殖，故土壤微生物数量较少。微生物数量与有机质含量呈正相关，这与前人研究结果相符[11]。

表2 不同城市绿地类型土壤微生物数量

表3 不同城市绿地类型土壤理化性质

2.2 不同城市绿地类型土壤微生物量分析

土壤微生物量主要包括微生物量碳和微生物量氮，是土壤养分的储存库和植物生长可利用养分的重要来源，与微生物个体数量指标相比，更能反映微生物在土壤中的实际含量和作用潜力，因而具有更加灵敏、准确的优点，现已成为国内外土壤学研究的热点之一[12-14]。

不同城市绿地类型土壤微生物量碳的含量（表4）由高到低的顺序为：花卉绿地＞人工林地＞隔离带绿地＞人工草灌地＞行道绿地＞人工灌木地＞人工草地，花卉绿地微生物量碳的含量是人工草地的15倍。各绿地土壤微生物量氮由高到低的顺序与微生物量碳的基本一致。

表4 不同城市绿地类型土壤微生物量

微生物商（BC/TC）是指微生物碳与土壤有机全碳的比值，在一定程度上能反映土壤质量的高低。当土壤质量高时，土壤中可利用碳源比例上升，残留有机质变得更加稳定时，这一比例会下降[15]。不同绿地类型土壤微生物商（BC/TC）为0.1195%～0.3589%（表4），人工林地BC/TC值（0.1195%）最低，表明土壤质量高；其次是人工草灌地、人工草地的BC/TC值较低，土壤质量也高；农大诚信路和花卉绿地的BC/TC值略高，土壤质量低；文化路行道绿地、隔离带绿地、人工灌木地的BC/TC值偏高，分别为0.3589%、0.3259%、0.3110%，说明这些绿地土壤质量偏低。

不同城市绿地类型土壤微生物量碳氮之间相关关系的分析结果表明（表5），土壤微生物量碳氮之间呈较好的线性关系﹙r=0.760，n=8）。土壤微生物量碳与土壤微生物量氮、有机质、碱解氮、微生物数量均呈极显著正相关，土壤微生物量碳与土壤全氮呈显著正相关；土壤微生物量氮与土壤有机质、全氮、微生物数量均呈极显著正相关，土壤微生物量氮与土壤碱解氮呈显著正相关，这与有关文献报道相一致[16]。可见，土壤微生物量碳、氮与土壤肥力、微生物数量关系紧密，能够迅速地反映土壤质量变化。

表5 土壤微生物量的碳、氮与土壤有机质、全氮、碱解氮、微生物数量间的相关性

3 结论

土壤微生物数量、微生物量与土壤硬度、酸碱度、有机质等有一定的相关性。土壤硬度大、有机质含量低、土壤偏酸性或偏碱性，微生物数量少、微生物量含量也低；土壤疏松、有机质含量丰富、土壤在微酸性到微碱性范围内，微生物数量多、微生物量含量也高。土壤微生物量的碳、氮与微生物数量呈正相关关系，故土壤微生物数量、微生物量可作为土壤质量变化的敏感指标[5]。

郑州市不同绿地类型土壤的微生物数量、微生物量、理化指标差异较大，地表植被种类多样、土壤疏松、有机质含量丰富的绿地土壤的微生物数量、微生物量均高于那些植被单一、土壤裸露、土壤硬度大、碱性的绿地土壤。为了使城市绿地更好地发挥其生态效益，应对那些生态功能低下的城市绿地进行合理改良：如松土、深翻整地、多施微生物肥料或有机肥，也可使用土壤化学改良剂等[17-18]。

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