重金属污染对不同生境中微生物群落结构的影响

作     者：何一凡 肖新宗 王佳文 HE Yi-fan;XIAO Xin-zong;WANG Jia-wen

作者机构：西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 北京大学环境科学与工程学院北京100871 中国南水北调集团中线有限公司北京100038 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2023年第44卷第4期

页      面：2103-2112页

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52209078) 

主　　题：重金属污染 微生物 地表水 沉积物 地下水 

摘      要：重金属污染严重危害了生态系统中微生物群落的多样性和组成结构,然而目前关于重金属污染对“地表水-沉积物-地下水这3种生境中微生物群落结构的影响差异知之甚少.以唐河污水库地表水、沉积物和地下水为研究对象,基于16S rRNA高通量测序技术分析对比不同生境下微生物群落多样性和组成差异,揭示了3种栖息地中微生物群落结构的主要驱动因素.结果表明,不同生境中微生物群落的多样性具有显著差异,地下水微生物α多样性显著高于沉积物微生物和地表水微生物;不同生境中的微生物物种组成也具有显著差异,地表水中Pedobacter、Hydrogenophaga、Flavobacterium和Algoriphagus丰度较高,沉积物中Ornatilinea、Longilinea、Thermomarinilinea和Bellilinea等重金属耐受菌占据主要优势,而Arthrobacter、Gallionella和Thiothrix是地下水中的标志性物种;理化因素和重金属变量共同驱动了3种生境中微生物的群落结构变化,pH、 NO_(3)^(-)-N和Li是影响地表水微生物群落结构的主要因素,TP、 NH_(4)^(+)-N、 Cr、 Fe、 Cu和Zn显著影响沉积物中微生物的群落结构,而地下水中微生物群落与pH呈弱相关关系,几乎不受重金属污染的影响.整体上,重金属污染对不同生境微生物群落结构的影响大小为:沉积物地表水地下水.研究结果将为重金属污染环境的生态修复及可持续发展提供重要科学依据.