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西北地区是我国主要石油生产基地,水土流失严重,土壤荒漠化明显,石油污染严重危害当地生态环境,亟需开展相关修复技术研究。微生物强化技术中,外源或复投回土壤的原位筛选菌株很容易与强大的本源微生物产生竞争关系,从而失去生态位,难以达到预期修复效果,因而另一种依靠本源微生物增殖降解石油烃的生物刺激技术应运而生。但是,在投加生物质及营养源时,人们欠缺对本源微生物群落的了解,对投加量及投加频次存在盲目性,对降解过程中微生物群落的变化趋势研究较少,从而难以达到精确刺激的目的。因此,本论文对石油烃污染土壤本源微生物群落及修复过程开展了系统研究,考察了营养源和生物质的添加对微生物群落变化的影响,探讨了微生物物种与石油烃降解的响应关系,对于微生物刺激修复石油污染土壤技术的发展具有促进作用。本论文选取我国西北干旱地区某油田长期受到不同组合污染来源的干涸含油污水坑污染土壤为研究对象,通过理化性质测试、高通量测序、以及分子生物学手段分析表明,本底土壤微生物群落中,Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)为优势生态类群。被不同污染源(含油污泥、生活污水、落地油、酸化压裂反排液)污染后,Firmicutes(厚壁菌门)、Saccharibacteria(糖酵解菌门)成为新增优势类群,Proteobacteria(变形菌门)出现增殖现象,Actinobacteria(放线菌门)出现衰减现象,包含生活污水来源的污染土壤中,Chloroflexi(绿弯菌门)的丰度占比均高于Bacteroidetes(拟杆菌门)。环境因子氮含量对污染组间微生物群落差异影响显著,可作为微生物刺激的关键调控项。以含氮营养源调控为主(四种C/N/P比分别为100:5:1、100:10:1、100:15:1、100:25:1),以生物质(芦苇及生物炭)添加调控土壤通气性为辅,考察了为期60天的微生物刺激修复实验过程中微生物群落的变化。研究表明C/N/P比为100:25:1时,芦苇组的Firmicutes(厚壁菌门),生物炭组和空白组的Proteobacteria(变形菌门)和Actinobacteria(放线菌门)降解前期增殖明显;其它浓度时,Firmicutes(厚壁菌门)降解前期增殖明显,Proteobacteria(变形菌门)和Actinobacteria(放线菌门)在降解后期增殖明显,降解前后营养源浓度变化与Firmicutes(厚壁菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)丰度都具有显著相关性,不添加生物质时营养源是导致降解前后微生物群落结构组成变化的关键因素。通过降解前后各组土壤石油烃组分变化,结合微生物群落结构组成分析得知,生物炭组在无营养源添加时的总石油烃降解率最高为25.86%;营养源添加情况下,当C/N/P比为100:15:1时降解率最高,芦苇组28.06%、生物炭组30.34%、空白基质组20.15%,群落物种之间对底物的相互竞争主导了各组降解率的变化;并且在相同营养源浓度下,生物炭组降解率均高于芦苇组和空白组,生物炭的添加更有利于提高微生物刺激降解效果。Bacilli(芽孢杆菌纲)与菲的降解显著正相关,Actinobacteria(放线菌纲)与萘的降解显著正相关,通过微生物群落优势类群的变化可预测干涸含油污水坑土壤重要烃类的降解情况。属水平上,在无任何物质添加的空白组自然降解中,主要发生了以Salinimicrobium菌属和Dietzia(迪茨氏菌属)为主导的对正构烷烃的降解;添加生物质刺激了以Salinimicrobium菌属、Dietzia(迪茨氏菌属)、Algoriphagus菌属、Lysobacter(溶杆菌属)为主导的对烷基环己烷、甾烷、霍烷、芳香烃的降解。在营养源及芦苇添加组中,Pedobacter菌属和Virgibacillus(枝芽胞杆菌属)的强势增殖对正构烷烃的降解贡献较大。在营养源及生物炭添加组中,Dietzia(迪茨氏菌属)在C/N/P100:10:1时对芳香烃的降解贡献显著,Halomonas(盐单胞菌属)、Virgibacillus(枝芽胞杆菌属)、Bacillus(芽孢杆菌属)在C/N/P100:15:1时对于正构C17~38烷、烷基环己烷的降解贡献显著;在只添加营养源的空白基质组中,Dietzia(迪茨氏菌属)、Halomonas(盐单胞菌属)、Salinimicrobium菌属对正构C29~38烷、二环烷基环己烷、甾烷、霍烷、芳香烃(二、四、五环)的降解贡献显著。采用不同微生物刺激方式开展修复时,选择性调控核心降解菌属的增殖可提高石油烃降解率:只生物质开展微生物刺激降解时,Salinimicrobium菌属、Dietzia(迪茨氏菌属)、Algoriphagus菌属、Lysobacter(溶杆菌属)发挥了最核心的协同降解作用;只添加营养源开展降解时,Halomonas(盐单胞菌属)、Dietzia(迪茨氏菌属)、Salinimicrobium菌属发挥了最核心的协同降解作用;添加生物质以及营养源协同降解时,Halomonas(盐单胞菌属)、Virgibacillus(枝芽胞杆菌属)发挥了最核心的协同降解作用。过高的营养源浓度(C/N/P100:25:1)会减弱核心降解菌的增殖,降低石油烃降解率,因而氮素浓度不能无限制的增加。