重金属污染对土壤微生物生态功能的影响

汪箫龑　卢尧舜

摘 要：土壤微生物是地球物质循环及能量转换的重要参与者，具有数量庞大、种类繁多等特点，其中重金属污染对其生态功能带来深远影响。通过对土壤微生物生态功能被重金属影响因素，从而确定评价作用，对此提出科学建议。本文主要针对重金属污染对土壤微生物生态功能的影响展开讨论，希望具有一定的借鉴意义和参考价值。

关键词：重金属污染；土壤微生物；生态功能；影响

土壤中存在的重金属形式不是单一的，而是由多种化学元素相互作用构成，在综合反映下放射的复合污染最为常见。近年来，重金属污染对于人类生存环境及身心健康造成越来越恶劣的影响，有关重金属污染的研究报道日渐增多，特别是在土壤微生物方面，成为人类关注的重点内容。土壤微生物在整个生物循环中发挥着至关重要的作用，例如净化污染中的农药、有机污染物及重金属化合物等方面。

一、重金属污染对土壤微生物生物学的影响

1.土壤微生物生物量

微生物生物量具体是指表现土壤质量和土壤退化的敏感特异性生物学指标参数。根据有关文献资料报道，重金属污染会逐渐改变土壤中含有微生物生物量。差异化浓度的相同重金属对于微生物生物量的影响存在差异。例如高浓度的铜元素具有抑制作用，低浓度的铜元素会强烈刺激到微生物生物量。生物量的实时动态变化直接反映出土壤中总碳和总氮的变化，根据这种变化能够有效判断出有毒物质的存在。然而环境因子作为变化因素在一定程度上会引起微生物数量和活性的影响，仅仅凭借这一数据指标对土壤污染程度做出评价并不科学理想，同时需要取决于生物量碳和土壤有机碳的比值。

2.土壤微生物多樣性

微生物多样性具体是指土壤微生物群落内部的物种之间的不同，主要有生理功能多样性、细胞组成多样性以及遗传物质多样性等。通过观察微生物群落结构的演变可以提前预测出土壤中的养分以及环境质量的后续发展，在当前被当成是深具潜力的生物指标参数。这种检测技术方法针对重金属污染带来的微生物多样性影响结果已经分明，显示出微生物多样性随着重金属浓度的增加而降低，由于重金属污染程度高的土壤中含有的脂肪酸比重更高，同时土壤中的汞、镉等元素增加了抗性种群，在重金属浓度升高的情况下反硝化微生物多样性变多，这种属于在环境的胁迫下微生物不断适应现象。此外，受到重金属胁迫下，微生物生理生态功能群落结构变化是以后研究的重点方向，需要对研究土地的利用历史进行调查，是否结构之间存在比较性。

二、重金属污染对土壤微生物作用过程的影响

1.土壤有机质的降解

微生物数量、活性、生理生化功能等都会受到重金属污染的影响，最后过渡到土壤中有机物质的降解中。重金属含量的差异对于降解有机质具有密切关系枯枝落叶中含有的主要成分是纤维素，通过细菌、放线菌和真菌都会分解纤维素。根据分解菌数量的多少，直接对植物残体的化解速度产生影响。土壤有机碳的矿化是土壤物质循环的主体，其抑制作用将影响到整个土壤物质循环过程。而超标的重金属浓度会抑制土壤中碳的矿化作用，例如铜、镍、锌元素会抑制影响到微生物作用下的碳矿化过程。

2.土壤酶活性

土壤酶主要来源于微生物，同时也是控制土壤酶分解转化的重要主体，决定着土壤酶的类型、数量及时空分布，而土壤酶具有直接参与土壤系统中进行的多个代谢过程的作用，已经被当做污染物环境影响的参考指标。随着生态环境的恶化，人类更加重视重金属污染对土壤酶带来的影响。重金属离子能够抑制或者激活土壤酶活性，从而影响到作物的生长。现阶段能够对重金属污染做出评价的土壤酶类型包括：脲酶、过氧化酶、转化酶、磷酸酶等，由于不同金属元素抑制土壤酶活性存在差异，在这种复合形式的重金属污染下，研究土壤酶活性较为复杂，尚未明确其作用机制。

3.土壤微生物代谢活性

土壤微生物代谢活性有助于维持土壤生产力的持续性，对于土壤中有机质的转化、养分转变及有机废弃物的循环都发挥出关键作用。重金属含量直接影响到微生物的活性和代谢，以致影响到土壤生态系统中的物质循环和能量流动，最后影响了整个土壤的生态系统。例如根据Kriging插值法提醒，浓度高的铅、铬金属元素加剧土壤污染，使得微生物代谢活性降低。土壤微生物代谢熵作为单位重量反映微生物代谢活性的参数指标，随着重金属污染程度的加深而升高，是一种理想的表示重金属污染的指标.

三、结语

综上所述，重金属污染以复合形式存在，对于土壤微生物生态功能影响存在差异。由于土壤中微生物体系具有数量庞大、种类复杂的特点，采取不同的研究方法和研究手段产生的研究结果不同。因此充分使用土壤微生物的净化功能，发挥出微生物修复在重金属污染土壤中更大作用。

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