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粤北北江流域是我国重要的农业产地，是下游珠江三角洲经济区的水源地，该地区有色金属矿冶区及燃煤发电厂周边地区土壤重金属污染严峻的形势，加速了土壤环境和生态质量退化，对农产品安全和人体健康造成危害，为现代农业可持续发展和土地资源可持续利用带来了严峻挑战。因此，调查与评价北江流域典型重金属污染农田土壤的污染特征及微生物特性，对该地区农产品安全和土壤环境和生态质量的恢复具有重要义。 本研究由珠江流域北江段自北向南，分别选择乐昌铅锌矿、韶关市曲江区韶关燃煤发电厂、大宝山黄铜矿、清远市佛冈县硫铁矿等四个不同类型的重金属矿开采和工业烟尘污染的农业区，采集长期受重金属单一和复合污染的土壤样品，对重金属污染农田土壤的污染特征进行调查和评价，研究重金属污染与土壤微生物学指标的关系，进而，采用PCR-DGGE技术研究重金属污染土壤中的微生物群落多样性变化，以评价不同类型重金属污染胁迫下土壤微生物学特性的变化规律。本研究所取得的结果和结论如下： (1)北江流域四个地区典型农田土壤均承受不同程度的重金属污染，大宝山复合污染最严重，Cu、Cd、Pb、Zn全量均值分别是国家二级标准的10.25、6.03、3.30、2.43倍；佛冈和乐昌污染程度相当，乐昌Cd、Pb、Zn，佛冈Cu、Cd、Zn三种元素分别超标；韶关发电厂为单一Cd污染，Cd全量均值达到国家二级标准的6.1倍。韶关发电厂重金属Cd和大宝山重金属Cu、Cd、Pb、Zn的有效量与全量之间呈极显著正相关关系(P<0.01)，两个研究区域有效态重金属含量主要受全量的影响。 (2)韶关发电厂Cd污染土壤的呼吸强度、代谢商与全量Cd以及DTPA浸提量有一定的正相关趋势，而大宝山重金属复合污染土壤的呼吸强度与Cu、Cd、Pb、Zn全量及浸提量之间呈现负相关关系，但并未达到显著。表明低浓度重金属污染土壤有利于CO2的释放，而大宝山高浓度复合重金属污染，抑制土壤呼吸速率。两个研究区域土壤重金属对微生物生物量碳均有一定的抑制作用，微生物商随重金属污染加剧而降低，代谢商随之升高。 (3)污染土壤微生物基因DGGE图谱分析表明，韶关发电厂和大宝山研究区域细菌的条带数多于真菌，土样的DGGE电泳条带数目、各个条带的亮度存在一定程度的差异。从整体来看，大宝山重金属严重污染土壤与韶关发电厂轻度污染土壤相比较，微生物多样性指数和丰富度明显降低。韶关发电厂土壤重金属Cd与细菌多样性指数、丰富度之间的关系都没有到达显著，而真菌多样性指数与重金属Cd呈现正相关关系。大宝山土壤重金属只有全量Cu，残渣态Cu和可交换态Pb与细菌多样性指数达到显著正相关(P<0.05)，而铁锰结合态Cu与真菌多样性指数之间达到极显著负相关关系(P<0.01)。表明污染土壤的微生物群落多样性不简单地随重金属污染程度增大而减少，其相关关系与污染重金属的种类、含量和形态有关。