【摘 要】
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我国东部煤矿井工开采导致大面积沉陷区形成,区域河网密布和高潜水位促成了采煤沉陷水域的形成,截止2021年,安徽两淮地区采煤沉陷水域总面积达580km~2,水资源量达2.4亿m~3,是区域水资源的重要组成,其水生态环境质量是水资源高效开发利用的保障,微生物群落结构和分布特征是水生态环境的重要指标,与水体环境质量关系密切。近年来,诸多学者开展了采煤沉陷区水资源环境的调查、评价等研究,但尚未系统研究沉陷
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我国东部煤矿井工开采导致大面积沉陷区形成,区域河网密布和高潜水位促成了采煤沉陷水域的形成,截止2021年,安徽两淮地区采煤沉陷水域总面积达580km~2,水资源量达2.4亿m~3,是区域水资源的重要组成,其水生态环境质量是水资源高效开发利用的保障,微生物群落结构和分布特征是水生态环境的重要指标,与水体环境质量关系密切。近年来,诸多学者开展了采煤沉陷区水资源环境的调查、评价等研究,但尚未系统研究沉陷区水环境中微生物群落结构的时空演变特征。论文以淮南采煤沉陷水域作为研究区域,选择典型封闭型沉陷水域（顾桥、谢家集、潘集）和开放型沉陷水域（泥河）,研究水环境指标与微生物特征,采用4种方法进行水环境质量评价,分析微生物群落结构影响因素,揭示沉陷水域微生物群落演变的关键驱动因子。主要结论如下:（1）采煤沉陷水域水质特征:时间上各水质指标随季节变化,除p H、EC和BOD5外,其余指标外呈现冬季＜夏季的趋势;空间上各水质指标在冬季无显著差异,在夏季总体上呈现封闭型沉陷水域＜开放型沉陷水域,且顾桥＞谢家集＞潘集的趋势。（2）水环境质量评价:采用单因子评价、内梅罗综合污染指数法评价、优化权重的综合水质标识指数法进行水环境质量评价。采煤沉陷水域水质处于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）“Ⅲ-Ⅳ”类,但在泥河下游TN、TP和NH3-N指标为“Ⅴ”类水平。冬季研究区各沉陷水域水质良好,未出现富营养化状态。夏季顾桥和潘集都处于轻度污染状态,谢家集则处于中度污染状态;泥河上游HTQJ到中游LYC和下游XLJ都处于轻度污染状态,中游SMC至下游DZ都处于中度污染状态。（3）采煤沉陷水域微生物群落时空分布特征:6个分组的Chao1指数、Shannon指数与Simpson指数有相同的变化趋势。总体来看,研究区沉陷水域冬季的细菌丰富度和多样性都要低于夏季。不同季节,沉陷水域的菌群结构存在一定差异,具体表现为:冬季采煤沉陷水域优势菌门有变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）和蓝细菌门（Cyanobacteria）,相对丰度分别为:56.62%、3.91%、5.90%、1.87%;夏季微生物群落在门水平上具有更高的多样性,主要优势菌包括变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、蓝细菌门（Cyanobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）、浮霉菌门（Planctomycetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和绿弯菌门（Chloroflexi）,相对丰度分别为:51.74%、17.82%、13.54%、5.17%、4.21%、2.59%、1.42%和1.39%。在纲和属水平也有相似的规律。（4）采煤沉陷水域菌落与环境因子的相关性:影响沉陷水域菌群的关键环境因子是EC、TN、TP和p H,优势菌落与各种形式氮的相关性极为显著。RDA分析结果显示:EC、TN、TP、COD在两个季节各种分类水平下都是引起采煤沉陷水域菌群结构变化的主要环境因子,Chla在夏季对菌群结构影响更为明显,氮在所有环境因子中最为关键。硫代谢基因的丰度变化趋势:封闭型沉陷水域各类硫代谢基因的丰度随时间的变化基本呈先降低后上升趋势,而开放型沉陷水域无明显变化规律。图19表22参123
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