铁(Fe)是地壳中丰度最高的氧化还原敏感性金属元素，在湖泊沉积物中具有重要的指示作用。微生物是湖泊沉积物铁循环的核心参与者，地杆菌和嘉利翁氏菌在营养元素循环及微量元素的迁移转化等方面的重要作用，使二者成为目前研究的热点。目前，针对湖泊沉积物中微生物丰度和群落结构的研究多集中在产甲烷菌、氨氧化细菌和古菌等功能群落上，关于微生物铁循环却鲜有报道。因此系统地研究微生物铁循环特性及环境因素的影响，有利于阐明湖泊沉积物中微生物铁循环作用机理，认识铁氧化还原过程在湖泊生态系统中的重要作用。　　本论文通过对东湖沉积物铁和铁细菌垂直分布调查和研究，揭示了湖泊沉积物中微生物铁循环的重要性，然后通过模拟实验，研究了水生植物泌氧、温度、初始pH和有机质对微生物铁循环的影响，最后通过滇池野外调查，研究主要环境因子对微生物铁循环的影响，进一步明确湖泊沉积物中铁还原菌(FeRB)和铁氧化菌(FeOB)的分布、系统分类特征和生态功能，为探讨湖泊沉积物中微生物铁循环提供理论依据。主要研究内容和结果如下:　　(1)通过调查铁和铁细菌在湖泊表层沉积物垂直剖面上的分布规律发现:沉积物中Fe以不同的形态存在，其中贫结晶态Fe和结晶态Fe是铁氧化物存在的主要形式;在缺氧沉积物中，同时检测到地杆菌和嘉利翁氏菌的存在，表明Fe(Ⅱ)氧化和Fe(Ⅲ)还原是同时存在的。地杆菌占总细菌的5～31％，而嘉利翁氏菌仅占0.1～1.3％。沉积物中贫结晶态Fe和地杆菌与Fe(Ⅱ)和TIP显著相关。间隙水中Fe(Ⅱ)与NO3-显著负相关。因而铁和铁细菌的垂直分布影响沉积物中营养元素的存在形式。　　(2)沉水植物根系泌氧在根际形成微域的氧化圈，根际是氧化还原同时发生的生物活跃区。实验结果表明根系径向泌氧有利于Fe(Ⅱ)的氧化和根表铁膜的形成，是根际铁循环的重要参数，并进一步影响细菌的群落结构。根际沉积物变形菌门、嘉利翁氏菌和地杆菌的相对丰度显著高于非根际。高丰度的贫结晶态Fe、嘉利翁氏菌和地杆菌有利于促进根际铁的微生物循环。实验结果为微生物对根际铁循环的研究提供一定的理论基础。　　(3)采自东湖表层沉积物的样品于不同温度条件进行培养，用于模拟季节变化对沉积物中铁循环的影响。实验结果表明温度控制着铁循环过程，Fe(Ⅱ)氧化速率高于Fe(Ⅲ)还原速率。铁还原过程比氧化过程更易受温度控制，这是因为在铁还原过程中微生物起重要作用，而氧化过程是生物和非生物因素共同作用的结果。不同培养温度下，沉积物中的嘉利翁氏菌的相对丰度并无显著变化。而地杆菌随着培养温度升高呈现增长趋势，最低细胞数值出现在4℃的培养沉积物中，15℃到37℃相对丰度虽有增加但无显著差异。　　(4)调控初始pH值对沉积物pH变化趋势影响不大，但过高或过低的pH均使Fe(Ⅲ)最大还原潜势和最大还原速率有所降低，说明初始pH对沉积物的Fe(Ⅲ)还原有一定的影响。　　(5)植物碎片的添加显著增加了缺氧体系中地杆菌的数量，提高了总细菌的细胞数，但对Fe(Ⅲ)还原过程并无影响。添加腐植酸对总细菌数量的影响没有植物碎片大，而地杆菌细胞数和丰度显著减少，说明腐植酸通过改变沉积物pH，进而影响沉积物中总细菌的数量。　　(6)对滇池全年的调查发现，在表层沉积物中，同时检测到地杆菌和嘉利翁氏菌的存在，表明Fe(Ⅱ)氧化和Fe(Ⅲ)还原是同时存在的。地杆菌占总细菌的0.82～73％，而嘉利翁氏菌仅占0.1～5.47％，地杆菌在数量上超过嘉利翁氏菌。统计分析发现温度对表层沉积物中地杆菌和嘉利翁氏菌的分布起重要作用，滇池表层沉积物中贫结晶态Fe含量是地杆菌和嘉利翁氏菌分布的决定性因素。各环境因子共同作用，影响沉积物中地杆菌和嘉利翁氏菌的时空分布。