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岩溶地区面积占地球总面积的20%,岩溶洞穴是岩溶地貌的重要形态之一,是一种非常重要的旅游资源,具有丰富的碳酸盐岩沉淀、溶蚀等岩溶微形态。相对于外部环境,洞穴内部环境较为封闭,黑暗、潮湿,温度稳定是洞穴环境的典型特征,在这样一个养分条件非常贫乏的环境中,仍然有大量微生物存在,因此岩溶洞穴是研究地下微生物多样性的重要场所。岩溶地下水系统作为关键带的重要组成部分,具备了微生物生长发育不可或缺的营养、水分、pH值以及适宜的温度等条件,为微生物提供了良好的生存环境。地下河水体中的微生物与洞穴环境有着密切的联系,在物质循环与能量流动中具有非常重要的作用。探索洞穴微生物的多样性和群落结构,对于揭示微生物与其生存环境的关系,探索岩溶地下河微生物资源的开发和利用具有重要意义。针对目前岩溶洞穴水文过程中微生物研究方兴未艾的现状,选取重庆市丰都县雪玉洞群中的雪玉洞为研究区域,并选取水鸣洞为对比研究区,首先运用传统平板计数培养方法研究洞穴地下河中3大类微生物(细菌、真菌、放线菌)的时空分布情况。由于传统培养方法固有的缺陷,不能完全反应整体的微生物信息,因此又提取了洞穴地下河中微生物的总DNA,同时运用Illumina Miseq平台对提取的DNA进行测序,研究小流域尺度下岩溶地下河微生物的时空分布,探讨岩溶洞穴地下河中微生物数量和群落结构状况。研究发现:(1)在时间尺度上,雪玉洞3大类微生物(细菌、放线菌、真菌)均为旱季少雨季多。细菌的变化趋势与放线菌、真菌的变化并不完全同步,当1月份真菌、放线菌的数量处于低谷的时候,细菌数量反而有小幅度的增加,可能与细菌的生存能力较强有关,而真菌和放线菌主要来源是土壤和空气,此时降水较少,土壤中的真菌和放线菌通过地下河带到洞内的数量比较少,同时此时是岩溶洞穴旅游的淡季,因此游客量很小,游客通过空气带入洞内的微生物较少;地下河中的细菌和古菌的种群也存在季节变化,雪玉洞采样点蔓子借箭的细菌多样性明显是雨季多于旱季,水鸣洞取样点的细菌丰度也有这种分布规律,这与旱季和雨季研究区降水的差异有关。旱季时各取样点细菌类群的丰度差异较大,雨季时不同采样点之间的细菌类群的相对丰度基本相同。(2)在空间尺度上,相同地质条件下,人类活动对洞穴微生物数量和群落具有显著影响。对雪玉洞中不同采样点微生物数据的分析结果表明,同一时间地下河不同采样点的微生物数量有明显的差别,总体上从洞口到洞穴内部递减;同时不同采样点的微生物群落结构组成也有差异。旅游洞穴中的微生物种群结构和未开发洞穴中的微生物种群结构存在差异,旅游洞穴中的微生物种群比较丰富,未开发洞穴中的微生物多样性较低。说明未开发的洞穴较好保持了洞穴原始的微生物种群特征,受人类干扰较小。(3)雪玉洞的微生物多样性高于水鸣洞,水鸣洞微生物多样性较低。(4)雪玉洞地下河细菌的优势类群主要有:α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、p-变形菌(beta proteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、ε-变形菌纲(Epsilonproteobacteria)、放线菌门、鞘脂杆菌纲、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝藻门。水鸣洞中β-变形菌纲(beta proteobacteria)、γ-变形菌纲Gammaproteobacteria)、黄杆菌、硝化螺旋菌纲为优势细菌。雪玉洞和水鸣洞的优势真菌基本相同,优势真菌类群主要有:担子菌门下的伞菌纲Agaricomycetes、微球黑粉菌纲(Microbotryomycetes)、锁掷酵母目(Sporidiobolales)、斜盖伞属(Clitopilus)、毛孢子菌属(Trichosporon);壶菌门(Chytridiomycota);芽枝霉门Blastocladiomycota;子囊菌类下的散囊菌纲Eurotiomycetes、小囊菌目(Microascales)、间座壳目(Diaporthales)、曲霉属(Aspergillus)、球腔菌属(Mycosphaerella)、酵母目(Saccharomycetales); Dikarya门的柄锈菌纲(Pucciniomycetes);马拉色菌目(Malasseziales)。雪玉洞和水鸣洞具有相似的的古菌群落特征,优势古菌类群主要为泉古菌门(Crenarchaeota)、广古菌门(Euryarchaeota)和奇古菌门(Thaumarchaeota)。(5)旱季时雪玉洞三大类群微生物受人类活动影响较大,与游客量的变化趋势基本相同,进入雨季后受自然条件如降水的影响较大,此时人类活动的影响处于次要地位。