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溶解氧是水源水库水体-沉积物-微生物多相界面上微生物群落变化的主要影响因素。本文主要以水源水库(石砭峪水库和周村水库)为研究对象,采用实验室模拟实验,首先在模拟反应器自然耗氧的过程中,采用PCR-DGGE和克隆测序技术研究溶解氧下降过程对沉积物微生物群落(细菌,产甲烷菌以及反硝化菌)的影响,其次控制不同的溶解氧条件,采用Miseq高通量测序技术对水体-沉积物-微生物多相界面处细菌群落的结构变化以及细菌群落在驱动氮、硫、锰铁、氢等元素循环中饰演的角色进行研究。主要结论如下:(1)溶解氧对水源水库沉积物功能微生物群落及其产气影响研究:沉积物释放了大量的溶解性磷酸盐和氨氮。氨氮(NH4-N)的最大浓度为10.26mg·L-1,溶解性磷酸盐(PO4-P)的最大释放速率为3.4mg/m2/d;表层沉积物中产甲烷菌多样性指数由0.54提高到0.87,同时产生大量甲烷气体(DO由2mg·L-1降至1mg·L-1)。沉积物中反硝化细菌多样性指数明显增加(DO<1 mg·L-1)。RDA分析结果表明,上覆水指标中,硝氮NO3-N对沉积物中细菌群落的影响最为显著,氨氮NH4-N对沉积物中反硝化菌以及产甲烷菌群落的影响最为显著;沉积物指标中,沉积物有机质(SOM)对细菌和反硝化细菌群落的影响最为显著,沉积物总磷(STP)对沉积物产甲烷菌群落的影响最为显著。(2)溶解氧对多相界面处上覆水细菌群落的影响研究:上覆水中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)的总和占总细菌序列的百分比均超过85%。在溶解氧为3~5mg·L-1条件下,上覆水中参与硫氧化循环,氮循环,铁锰元素循环以及氢循环的细菌群落比例高于其他溶解氧条件下的细菌群落比例;在溶解氧为0~2mg·L-1条件下,上覆水中参与硫还原循环的细菌群落比例高于其他溶解氧条件下的细菌群落比例;在溶解氧为7~9mg·L-1条件下,上覆水中参与甲烷氧化循环的细菌群落比例高于其他溶解氧条件下的细菌群落比例。(3)溶解氧对多相界面处表层沉积物中细菌群落的影响研究:表层沉积物样品中,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝藻门(Cyanobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、绿弯菌门(Chloroflexi)、绿菌门(Chlorobi)、酸杆菌门(Acidobacteria)的总和占总细菌序列的百分比超过80%。在溶解氧为3~5mg·L-1条件下,表层沉积物中参与硫氧化循环,氮循环,甲烷循环以及氢循环的细菌群落比例高于其他溶解氧条件下细菌群落比例;在溶解氧为0~2mg·L-1条件下,表层沉积物中参与硫还原以及铁锰元素循环的细菌群落比例高于其他溶解氧条件下细菌群落比例。