一、土壤动物多样性
济南土壤重金属污染区不同样地土壤动物不同类群及数量统计结果见表5-1。从中可以看出，土壤动物中原生动物密度最大，线虫次之，旱生动物数量最少，土壤线虫与旱生动物密度之比平均为90∶1。旱生动物中蜱螨目所占比例最大，符合重金属污染地区的土壤动物区系的一般规律。
表5-1 济南研究区不同样地土壤动物类群数量表
研究区土壤动物各类群的数量与土壤重金属元素含量的相关性统计结果见表5-2。从中可以看出：土壤原生动物数量与Co含量呈明显负相关（r＝-0.532，P＜0.05），与Ni含量呈明显负相关（r＝-0.518，P＜0.05），与Pb含量呈显著负相关（r＝-0.553，P＜0.05），而与其他元素未显示明显相关关系。
表5-2 济南研究区土壤动物各类群数量与土壤重金属元素含量的相关性表
注：*为P＜0.05，**为P＜0.01。
土壤线虫数量与Cu含量呈显著负相关（r＝-0.633，P＜0.01），与Mo含量呈显著负相关（r＝-0.516，P＜0.05），而与其他元素未显示明显相关关系。
旱生土壤动物数量与Cu含量呈显著负相关（r＝-0.521，P＜0.05）。而与其他元素未显示明显相关关系。
以上结果表明，重金属元素污染会明显降低土壤动物多样性，并且不同种类元素对于不同动物类群抑制作用不同。有的重金属元素与土壤动物数量相关性不明显，可能是由于重金属元素浓度未达到一定水平，也可能是其他外在因素如耕作、施肥、喷药等干扰所致。
二、不同生理类群土壤微生物多样性
通过对济南土壤重金属污染区不同生理类群土壤微生物的研究，我们发现土壤中细菌、放线菌、固氮菌、氨化菌和反硝化菌是主要的生理类群，真菌、硝化菌和纤维素分解菌的数量显著低于其他生理类群（P＜0.05）（表5-3）。
表5-3 济南土壤重金属污染区不同生理类群土壤微生物数量变化表
在取得的16个样地中，JNP006具有最多的细菌、放线菌、固氮菌，真菌数量也排在第二位。而JNP016样地具有最少的细菌、真菌、固氮菌，放线菌数量也排在倒数第二位。
从表5-4我们可以看出多数地球化学元素与微生物各生理类群没有显著相关性。但重金属As与纤维素分解菌显著正相关（P＜0.05）；重金属Cd与细菌、纤维素分解菌、放线菌、固氮菌显著的正相关（P＜0.05）；重金属Cr与纤维素分解菌显著正相关（P＜0.05）；重金属V与硝化菌显著正相关（P ＜0.05）；重金属 Zn 与氨化菌显著正相关（P＜0.05）；N素与放线菌、细菌、固氮菌、纤维素分解菌显著正相关（P＜0.05）。
表5-4 济南土壤重金属污染区不同生理类群可培养土壤微生物数量与地球化学元素相关性表
注：*为P＜0.05。
三、土壤微生物功能多样性
多样性指数的计算有Shannon多样性指数（H′），Shannon均匀度（E），McIntosh多样性指数（U），McIntosh均匀度（E），Gini指数（G）。计算土壤微生物群落功能多样性指数的公式见表5-5。
从表5-6可以看出，济南市土壤重金属污染区各样地的Biolog Shannon多样性指数主要集中在2.2～3.1 之间，Shannon 均匀度集中在0.83～0.98 之间，72 h 的AWCD 值在0.07～1.06 之间变化较大。AWCD 值与 Shannon 丰富度 S，Shannon 多样性指数（H′），Shannon均匀度（E），McIntosh多样性指数（U），McIntosh均匀度（E）均呈显著正相关（P＜0.05），与Gini指数（G）呈显著负相关。我们挑选有代表性的Shannon多样性指数（H′）进行差异性比较（表5-7），发现各样地间差异显著，JNP006的Shannon多样性指数（H′）最高，JNP056、JNP056的Shannon多样性指数（H′）最低。
表5-5 计算土壤微生物群落功能多样性指数的公式表
表5-6 济南土壤重金属污染区土壤微生物BIOLOG 多样性指数表
表5-7 济南土壤重金属污染区Shannon 指数差异性比较表
从表5-8我们可以看出多数地球化学元素与Biolog各多样性指数无相关关系。重金属Co与Shannon丰富度S，Shannon 多样性指数（H′），呈显著正相关（P ＜0.05），与Gini指数（G）呈显著正相关（P ＜0.05）。重金属 Cr 与AWCD 值呈显著正相关（P ＜0.05）。
表5-8 济南土壤重金属污染区土壤微生物BIOLOG 多样性指数与地球化学元素的相关性表
续表
注：*表示P＜0.05。
四、土壤微生物结构多样性
从表5-9可以看出济南市土壤重金属污染区16个样地GP菌浓度从9μg FAME/g干土到190μgFAME/g干土不等；GN菌浓度从8μgFAME/g干土到214μgFAME/g干土不等；真菌浓度从4μgFAME/g干土到56μgFAME/g干土不等；GP/GN浓度从0.3μgFAME/g干土到2.8μgFAME/g干土不等；细菌/真菌浓度从1.4μgFAME/g干土到23.4μgFAME/g干土不等。从表5-10看出，JNP076、JNP071有显著高于其他14个样地的细菌。
表5-9 济南土壤重金属污染区土壤微生物群落结构表（单位：μgFAME/g 干土）
续表
表5-10 济南土壤重金属污染区各样地细菌浓度的差异性比较表
从表5-11我们可以看出多数地球化学元素与GP菌、GN菌、真菌、GP/GN、细菌/真菌无相关关系。重金属Mn与GP/GN，S与GP/GN呈显著正相关（P＜0.05）。
表5-11 济南土壤重金属污染区土壤微生物群落成分与地球化学元素的相关性表
续表
注：*为P＜0.05。
五、土壤种子库群落结构多样性
此次调查，济南土壤重金属污染区土壤种子库中共计10科14属18种植物，其中菊科5种，禾本科3种，苋科2 种，占总数的55.6%；其余科各1 种（表5-12）。其中，一年生草本植物12 种，多年生草本植物 4 种，半灌木 2 种，分别占总数的 66.7%、22.2%、11.1%。
济南土壤重金属污染区土壤种子库密度为1317.8 ± 728.5粒/m2，其中，以荆条（Vitex negundo var.heterophylla）的密度最高。由于样线由南部山区起，经过市区，地形变化大，且由于市区土壤种子库密度较低，导致标准误较高，各样地的密度差异明显。
济南土壤重金属污染区的种子库Margalef丰富度指数、辛普森多样性指数、香农-威纳指数和Peilou均匀性系数分别为2.695、0.553、1.22、0.42，各样地的多样性指数如表5-12所示。在JNP051样地发现了大量的荆条种子，密度最大，多样性指数反而最低。
表5-12 济南土壤重金属污染区各样地种子库密度和多样性指数表
注：R为Margalef丰富度指数；D为辛普森多样性指数；H′为香农-威纳指数；E为Peilou均匀性系数。