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采用Biolog方法研究了砷(As)矿区农田土壤微生物碳源利用多样性及其与土壤化学性质的关系.取样地点位于湖南省石门县雄黄矿(29°38′N,111°02′ E)附近的农田.该地区雄黄矿以蕴含丰富的雄黄(As4S4)资源而闻名世界,为亚洲最大的雄黄矿区,已有1500多年开采历史.1958年后开始大规模开采和冶炼,然而,开采冶炼排放的废气、废渣对当地造成了长期的、严重的污染.研究结果表明,3种土壤的全As含量分别为6.13 mg· kg-1、65.55 mg· kg-1、165.43 mg· kg-1,方差分析表明三者存在显著差异(P=0.000).根据国家土壤环境质量标准,pH＜6.5的旱地土壤,As的一级标准是≤15 mg· kg-1,二级标准是≤ 40 mg· kg-1.因此,本研究中,低As土壤的总As含量低于一级标准,中As土壤的总As含量高于二级标准,而高As土壤的总As含量远远超过国家三级标准.此外,3种土壤的全Cd含量均远高于国家三级标准(1.0 mg·kg-1).可见,与其他金属矿区相似,湖南石门As矿区同样存在重金属的复合污染问题.此外,3种土壤的N、P、K、有机质(OM)、Cu和Zn全量依次为中As＞高As＞低As土壤.中As与高As土壤微生物平均吸光度(AWCD)以及多样性指数(H、D、U)显著高于低As土壤.主成分分析与生理碳代谢指纹图谱分析表明,中As和高As土壤微生物对糖类(α-D-吡喃葡萄糖、D-木糖、赤藓糖醇)、氨基酸类(L-精氨酸、L-苯丙氨酸)、羧酸类(γ-羟丁酸)等碳源的利用程度显著高于低As土壤.相关性分析表明,土壤微生物的代谢多样性指数与土壤TN、TP和OM含量呈极显著正相关.而且,典范对应分析显示,影响土壤微生物群落碳源代谢的主要有全P、OM、全Pb、全Zn、全N与pH,而全As并不是最主要的影响因子.可见,土壤中丰富的N、P等营养元素和碳源物质,为微生物的生长与繁衍提供了丰富的能源与碳源,从而提高其新陈代谢水平和活性.因而,养分是影响长期污染土壤微生物群落结构与功能多样性的主要因素.