矿山开采尤其是矿山尾砂库垮坝对周围生态环境造成的破坏十分明显,会导致大面积土地受到污染,土壤重金属含量剧增,土壤酸化明显,土壤板结严重。本课题研究区位于广西阳朔县兴坪镇思的村,20世纪70年代的一次强降雨引起坐落于思的村东北方向的铅锌矿尾矿砂坝坍塌,造成大面积农田污染。本文通过研究因尾矿砂引起的重金属污染在不同土地利用类型下对研究区土壤性质、微生物群落结构和功能多样性及土壤酶活性的影响,为当地土壤修复提供相应的科学依据。本试验采集了污染区耕作层(0-20cm)土样33个,其中土玉米地土样12个,柑橘园土样9个,水稻田土样12个。通过室内实验分析了土壤理化性质(有机碳、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量、碳氮比、pH值),土壤重金属污染物(铅、锌、铜、镉全量和有效态),土壤微生物量碳、微生物量氮,土壤细菌、真菌、放线菌群落数量,土壤微生物碳源代谢能力和群落功能多样性,土壤酶活性(脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、纤维素酶、蛋白酶)指标。运用典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)研究了重金属污染与土壤理化性质之间的关系。CCA分析结果表明：研究区污染物以铅、锌、镉为主,在三种农田土地利用类型中,水稻田受重金属污染最为严重,水稻田中的全量铅、全量锌、全量铜、全量镉均值高达1132.31mg/kg、1829.17mg/kg.130.21mg/kg和45.47mg/kg,分别是《国家食用农产品产地环境质量评价标准》的14.16、9.15、2.61、151.57倍,其中镉超标最为严重,是造成农作物安全和影响人类健康的重要风险物。重金属污染引起的酸化效应在供试土壤中不明显,受尾矿砂颗粒和土地利用类型的影响,pH值与重金属并没有表现出显著的负相关关系,有机碳和全氮总体上仍与重金属质量分数保持正相关关系,受污染最严重的水稻田,有机碳质量分数为18.14g/kg,全氮为0.86g/kg,较之其他两种土地利用类型要高。随重金属污染的加剧,土壤阳离子交换量减少,碱解氮、速效磷、速效钾受重金属污染影响不明显。BIOLOG-ECO板结合主成分分析发现,水稻田中微生物群落对单一碳源的代谢能力较之玉米地和柑橘园受抑制作用更强,水稻土中微生物的代谢特征却与玉米地和柑橘园中明显不同,起分异作用的主要碳源是糖类、氨基酸类和酸类。长期的重金属污染使得微生物数量和群落结构都发生了改变,水稻土中,真菌、细菌、放线菌的数量相比其他两种土地利用类型要低,但真菌／细菌的比值相比其他两种土地利用类型更高。重度污染的水稻土中出现了明显的优势细菌种群红平红球菌,该菌能有效释放土壤硫元素,从而加速水稻土中重金属的生物毒性。过量的土壤重金属污染物影响了微生物数量、活性和种群结构,使得水稻土中微生物量碳及微生物量商较之玉米地和柑橘园都更低,从而影响了有机质和总氮的矿化过程和形态转化,导致土壤中有机质和总氮的积累。运用通径分析结合土壤总体酶活性指标分析发现,铅、锌、铜、镉复合污染抑制了土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性,而刺激了土壤蛋白酶活性。种植玉米能有效缓解土壤重金属污染物的毒性,使玉米地中土壤酶活性综合指数最大,达到5.502。水稻田受重金属污染最为严重,土壤酶活性综合指数最小,数值为4.345。土壤酶活性还与土壤理化性质、土地利用、施肥管理等人为干扰有关,影响土壤酶活性变化的因素较多。综上所述,不同土地利用类型土壤受铅锌尾矿砂坝坍塌而造成的重金属污染程度不同,水稻田较之玉米地和柑橘园其重金属质量分数相对更高,从而迫使土壤微生物群落结构发生改变,群落数量相对减少,微生物多样性相对减小,碳源代谢利用能力明显降低,土壤酶活性也受到抑制,从而阻碍了土壤中碳、氮等元素的转化,导致水稻土中有机碳和总氮的积累。