论文部分内容阅读
会仙湿地作为典型的天然岩溶湿地,在净化水质、调节气候、保护生物多样性等方面发挥重要作用,但近几十年生态污染和退化现象日益严重。优势植物对维持湿地的多样性和净化能力有重要作用,植物与根际微生物共同作用以实现污染修复。在构建湿地系统时,突出生物多样性,是提高人工湿地净化效果的关键措施。为了研究模拟湿地系统中不同植物根际细菌分布及其与环境因子、净化效果之间的关系。以优势植物根际土壤为研究对象,运用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术,对细菌16S rDNA基因V4+V5进行测序和分析。TP、NH4+-N、TN、CODMn在模拟系统中沿程降解规律相似,即在前1/3段被有效的去除,后2/3段去除效果较小;夏季中沿程降解最快效果明显,冬季在后2/3段也存在降解作用。温度对TP、NH4+-N、TN去除影响较大,去除范围分别为69.3%~89.1%、62.1%~88.8%、58.3%~81.0%,而对CODMn影响较小,为48.3%~59.5%。污染物净化效果夏季最高,其次是秋、春,冬季最差。高通量测序共获得高质量有效序列1030524条,细菌分属于68门、160纲、219目、391科、739属和476种。不同植物根际土壤中占主导的细菌类群相同,主要有变形菌门(13.7%~59.9%)、绿弯菌门(3.3%~21.6%)、酸杆菌门(1.8%~12.5%)、拟杆菌门(3.0%~6.6%),优势菌属有unidentifiedGammaproteobacteria(0.4%~6.8%)、unidentifiedDeltaproteobacteria(0.2%~4.9%)、unidentifiedAcidobacteria(0.4%~2.8%)、厌氧粘菌属(0.78%~2.22%)。多样性和丰富度分析表明,芦苇和华克拉莎较高,苦草和美人蕉较低。夏季根际细菌丰富度和多样性最高,秋季多样性最低,春季丰富度最低。相似性分析表明,在季节上美人蕉根际细菌群落差异最大,其次是苦草和芦苇,华克拉莎最小,植物存在的环境中细菌群落相似性更高。根际细菌分布受环境因子影响,土壤TOC、TN、EP、Pb、水质T是影响细菌分布的主要驱动因子,同时也是造成细菌多样性差异的主要因子。秋冬季细菌分布主要受土壤TOC、Pb影响,而水质T、土壤EP、TN对春夏季细菌分布影响显著。脱氮除磷菌丰度在美人蕉最多,苦草最低,底泥中低于植物根际,夏秋季高于春冬季。整体上,细菌OTU数和丰富度越高净化效率越好,细菌多样性较高去除效果较好。植物对湿地中主要细菌群落影响较小,对丰度低的细菌种类和数量有明显的影响。从植物根际土壤微生物多样性、丰富度、优势菌种来看,在会仙湿地中增加优势植物芦苇和华克拉莎的种植,对维持湿地系统中微生物多样性和稳定性有重要意义,利于湿地的修复和保护。