广西会仙湿地不同植物根际细菌群落结构及多样性研究

为了研究会仙喀斯特湿地不同植物根际细菌的群落结构和多样性以及环境因子对细菌群落的影响,以秋、冬两季植物根际土壤中提取的总DNA为模板,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。结果表明,共获得细菌有65门、160纲、219目、391科、677属和246种,不同植物根际土壤中占主导的细菌类群相同,主要包含变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等10个主要门类细菌,其中变形菌门为第一优势菌(平均含量42.4%);优势菌纲有γ-、β-、δ-变形菌纲(Gammaproteobacteria、 Betaproteobacteria、 Deltaproteobacteria)、厌氧绳菌纲(Anaerolineae)、unidentified_Actinobacteria纲、全噬菌纲(Holophagae),以β-变形菌纲为主(平均含量为13.5%);优势菌属以地杆属(Geobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、厌氧粘菌属(Anaeromyxobacter)为主,以芽孢杆菌属占比最高(占3.8%)。芦苇(Phragmites australis)多样性和丰富度最高,华克拉莎(Cladium chinense)和苦草(Vallisneria natans)次之,美人蕉(Canna indica)最低;冬季土壤细菌多样性高于秋季;美人蕉两季根际细菌群落差异最大,华克拉莎最小。环境因子对细菌群落结构有较大影响,其中土壤TOC、TN影响最显著。从植物根际微生物多样性和丰富度来看,在会仙湿地中增植芦苇和华克拉莎,对维持湿地系统中微生物多样性和湿地的保护有重要意义。

临桂新区环城水系及会仙岩溶湿地水污染时空特征

对临桂新区环城水系和会仙岩溶湿地的丰水期和枯水期进行等间距布点,采用单因子评价法对研究区域的水质进行评价,并结合地形分析各指标的空间分布特征,运用主成分分析法结合Spearman相关系数对研究区域的水质主要污染因子和污染源进行识别和解析。结果表明,环城水系水质为Ⅴ类和劣Ⅴ类的主要原因是TN和氨氮超标,其次是TP超标;而会仙湿地不同于环城水系,主要是TP超标。受降雨径流污染和人为因素干扰,环城水系的水质丰水期和枯水期污染都重于会仙湿地;环城水系丰水期的水污染重于其枯水期,然而会仙湿地丰水期的水污染轻于其枯水期。水质指标空间分布特征与主成分分析法表明,氮磷污染高负荷主要来自于养殖场、生活污水和工业废水。

植被恢复的岩溶湿地沉积物细菌群落结构和多样性分析

为研究岩溶地区湿地生态系统的细菌群落在植被恢复过程中的结构和多样性以及环境因子对其产生的影响,以桂林会仙岩溶湿地沉积物中提取的总DNA为模板,采用Illumina Hi Seq 2500高通量测序技术,对细菌16S r DNA V4、V5区进行测序并分析,共得到有效序列711 403条,序列平均长度为372. 34 bp,聚类产生5 952个OTU(Operational Taxonomic Unit).结果表明,研究区沉积物具有较高的细菌多样性,包含70个门,150个纲,195个目,325个科,446个属.其中,变形菌门(Proteobacteria)是优势类群,占比为18. 33%~44. 16%,并以β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)及δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)为主要组成部分,这些类群中包含了硫杆菌属(Thiobacillus)和脱硫酸盐橡菌属(Desulfatiglans)等参与硫元素循环的菌群,推测对湿地沉积物中的硫循环有着重要作用;同时,属水平上存在大量(37. 85%~84. 67%)未分类(Unclassified)细菌类群.在会仙岩溶湿地水质及沉积物化学指标中,与细菌群落相关性较大的是ρ(NO^-3-N)、ρ(NO^-2-N)、ρ(TP)和ρ(TN)等水质指标.研究显示,桂林会仙岩溶湿地细菌具有很高的多样性,沉积物中蕴藏了许多潜在新物种;并且,水质指标对沉积物细菌群落结构及多样性的影响较大,说明人为因素对于会仙岩溶湿地微生物群落结构的影响较为显著.

4种湿地植物混合群落净化污染水体的试验

湿地生态系统中的植物群落物种组成对水体的自然净化效果具有重要的影响。文中以广西桂林会仙湿地4种植物[苦草(Vallisneria natans)、芦苇(Phragmites australis)、华克拉莎(Cladium chinense)、美人蕉(Canna indica)]构建表面流湿地系统,进行生活污水污染水体的净化效果研究,同时,以会仙湿地污染严重水域(七星码头)生长的植物[菹草(Potamogeton crispus)、黑藻(Hydrilla verticillata)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)、芦苇]构建对照系统进行对比分析。结果表明:苦草组(苦草+芦苇+华克拉莎+美人蕉)及菹草组(菹草+黑藻+凤眼莲+芦苇)对污染水体中TP、TN和COD_(Mn)均有明显净化效果。苦草组对TP、TN、COD_(Mn)的去除率分别为54.26%~85.25%、53.80%~83.64%、36.27%~73.62%;菹草组对TP、TN、COD_(Mn)的去除率分别为49.14%~63.81%、45.77%~60.81%、30.25%~52.26%。苦草组具有更高的水体净化能力,经处理后TP、TN、COD_(Mn)的平均出水质量浓度分为0.07、0.76、9.41 mg/L。2组植物群落系统对TP、TN、COD_(Mn)的去除效果均表现为夏、秋季高于冬、春季。将苦草、芦苇、华克拉莎、美人蕉组成的植物混合群落移植到会仙湿地污染严重水域进行原位强化修复,具有较强的可行性。