鄱阳湖入湖河口沉积物细菌群落特征

基于高通量测序技术分析了鄱阳湖入湖河口15处沉积物的细菌群落特征.结果发现鄱阳湖入湖河口细菌优势门类为Proteobacteria(32.1%),Acidobacteria(16.6%)、Chloroflexi(14.4%)、Nitrospirae(8.8%)和Actinobacteria(6.0%).在属分类水平上相对丰度最高的是norank_Acidobacteria(8.9%)和Nitrospira(8.4%).根据采样点沉积物细菌群落结构差异,5条主要支流入湖河口可分成赣江-饶河-信江组和抚河-修水组.赣江-饶河-信江组Acidobacteria、Nitrospirae、Gemmatimonadetes和Latescibacteria丰度显著较高;抚河-修水组Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes、Ignavibacteriae和Deltaproteobacteria丰度显著较高.鄱阳湖主航道下游沉积物细菌群落结构与其它入湖河口差异明显,具有显著较高的Chloroflexi、Aminicenantes和Firmicutes丰度.pH值和有机碳是影响鄱阳湖入湖河口沉积物门分类种群的主要环境因子,pH值是影响赣江-饶河-信江组和抚河-修水组细菌群落结构差异的主要环境因子.以上研究结果有助于从微生物的角度分析鄱阳湖入湖河口生态系统的物质和能量循环机理.

赣江水系水化学时空特征及影响因素

为研究赣江水系水化学的时空特征,于2015年1月、7月采集干流与主要支流水样37个,测定了水体离子浓度.结果表明,各离子浓度排序为:阳离子Ca^(2+)>Na^+>K^+>Mg^(2+)>NH_4^+,阴离子HCO_3^->SO_4^(2-)>Cl^-,水化学类型为HCO_3-Ca型且为弱矿化度水,枯水期离子浓度显著高于丰水期.基于各采样点离子浓度聚类分析结果,将赣江流域在空间上分为3个区域,A1(桃江、袁水和锦江流域)、A2(琴江、梅江、平江、恩江、泸水流域),A3(A1和A2以外的赣江流域).3个区域的总溶解固体(TDS)大小顺序为:A1>A3>A2.从自然因素看,赣江流域的水化学组成主要受到岩石溶滤作用的影响,枯水期A3蒸发作用较明显.受工业和采矿废水影响,A1的NH_4^+、SO_4^(2-)、Cl^-、Na^+含量最高,同时酸性废水的排放促进了溶滤作用,Ca^(2+)浓度也最高;A3受城市生活污水的排放影响明显,Cl^-、Na^+含量较高;A2的各离子浓度最小,水化学组分主要受到岩石溶滤的作用.

城市河流细菌群落特征及影响因素——以鄱阳湖流域赣江南昌段为例

为了了解赣江细菌群落特征,探讨环境因子对城市河流细菌群落结构组成的影响,本文基于高通量测序分析鄱阳湖流域赣江南昌段2015年4月至2016年3月5个采样点(G1~G5)的细菌群落特征.采用R语言"Vegan"程序包中的"Bioenv"程序、冗余分析方法分析环境因子对河水细菌群落的影响,基于Bayesian统计方法的Source Tracker模型估算南昌城区对赣江细菌群落的改变比例.结果表明:赣江南昌段的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria,34.05%)和变形菌门(Proteobacteria,31.59%),其次为厚壁菌门(Firmicutes,15.49%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,9.12%);气温和流量是河流细菌群落主要影响因子,其中气温是影响OTU丰度的最佳单参数,影响门丰度的最佳单参数是流量;水文气象条件(气温和流量)对河流细菌群落的影响大于水化学指标,包括营养盐(溶解有机碳、总磷和铵态氮)、水化学离子(HCO_3^-、Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)、Na^+、K^+和Mg^(2+))和重金属元素(Mn、Cd、Cr、Pb、Cu、As、Ba和Fe).除Proteobacteria外,其余门的细菌相对丰度在5个采样点之间不存在显著差异;Source Tracker模型结果表明南昌城区对赣江细菌群落结构组成的影响为6.33%~34.67%,对赣江南支细菌群落的影响显著高于其他河段;南昌城区对细菌群落的影响较小,主要的影响门类为Proteobacteria.

中国陆地生态系统土壤氮矿化速率和硝化速率及影响因素——基于文献数据的统计分析

15N同位素稀释技术是测量土壤氮总矿化速率(Nmin)和总硝化速率(Nnit)的有效方法。为了解中国陆地生态系统土壤Nmin和Nnit的空间格局及影响因素,本文基于采用15N同位素稀释技术研究氮总转化速率(室内培养)的121篇文献,收集中国陆地生态系统(林地、草地、农田)Nmin和Nnit数据进行分析。结果表明:1)全国土壤Nmin和Nnit分别为6.03 mg N kg^-1 d^-1和7.45 mg N kg^-1d^-1。北方土壤Nmin(8.39 mg N kg^-1 d^-1)显著高于南方土壤(4.66 mg N kg^-1 d^-1);Nnit(8.40 mg N kg^-1 d^-1)高于南方土壤(6.96 mg N kg^-1d^-1),但差异性不显著(P>0.05)。2)不同生态系统土壤Nmin和Nnit的大小关系为:草地>农田>林地;农田>草地>林地。草地土壤Nmin与林地、农田差异显著,显著高于林地(P=0.002)、农田(P=0.005);农田土壤Nnit与林地差异显著(P<0.001),与草地差异不显著(P>0.05)。3)北方土壤Nmin和Nnit主要影响因素均为pH,与pH显著正相关;南方土壤Nmin主要影响因素是总氮(Total Nitrogen,TN),与TN显著正相关;Nnit主要影响因素是铵态氮(Ammonium nitrogen,NH4^+-N),与NH4^+-N显著负相关。4)林地生态系统Nmin和Nnit主要影响因素分别为TN和NH+4-N,Nmin与TN显著正相关;Nnit与NH4^+-N显著负相关;草地Nmin和Nnit主要影响因素分别为土壤碳氮比(C/N)和总碳(Total Carbon,TC),Nmin与土壤C/N显著负相关,Nnit与TC显著正相关;农田Nmin和Nnit主要影响因素均为土壤C/N,与土壤C/N显著负相关。

浅谈如何实现我国水资源的可持续利用

我国水资源现状是总量丰富人均占有量匮乏,时间空间分布不均,也面临着诸多问题和挑战。面对这些挑战,水资源的可持续利用意义重大,我们应从开源节流,治理保护这几个方面着手来实现这个目标。

基于高通量测序的乐安江冬季细菌群落特征分析

【目的】分析乐安江从上游至下游水体细菌群落结构组成变化,揭示细菌群落结构组成变化的影响因素。【方法】分析不同河段水体中C、N、P、Cu、Zn、As和Pb等化学指标。对水体DNA的16S rRNA基因进行高通量测序确定细菌群落特征。基于Bray-Curtis距离的采样点非度量多维尺度(NMDS)分析和聚类分析研究乐安江水体细菌群落结构差异,基于冗余分析(RDA)研究环境因子与细菌群落的关系。【结果】乐安江水体中C、N、P、Cu、Zn、As和Pb等化学指标含量中下游偏高。中游河水受德兴铜矿废水影响,细菌群落多样性降低,下游受农业、生活废水影响,细菌群落丰富度和多样性升高。水体中优势菌群为β-变形菌纲(Beta-proteobacteria,53.03%)、放线菌门(Actinobacteria,20.24%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,14.75%)。中游受德兴铜矿废水影响,Beta-proteobacteria丰度增大,而Actinobacteria丰度减小;下游受微生物间捕食影响,Bacteroidetes丰度下降。在细菌群落与环境因子的关系中,DO是解释乐安江细菌群落结构变化的最佳环境因子。【结论】乐安江中游德兴铜矿废水和中下游农业、生活废水明显改变了水体细菌群落结构组成,使水体细菌群落特征从上游到下游发生显著变化。本研究为揭示人类活动对乐安江水生态环境的影响提供了参考性数据。

赣江南昌段水化学特征及城区影响

为探究赣江南昌段水化学时空变化特征及南昌城区对赣江的影响,于2015年4月~2016年3月在赣江南昌段(赣江进入南昌城区前、城区中心及流经城区后的北支、中支和南支)进行月周期采样,分析水体中的化学离子(HCO_3^-、Cl^-、SO_4^(2-)、NO_3^-、K^+、Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、NH_4^+),重金属元素(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Cd、Sb、Pb)以及溶解性有机碳(DOC)、总磷(TP)的分布特征及影响因素。结果表明:1)赣江南昌段总体水质在地表水源地标准限值内,水化学类型为HCO_3-Ca型水,HCO_3^-、Cl^-、SO_4^(2-)、NO_3^-、K^+、Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、NH_4^+、Mn和DOC含量在不同月份间的变化主要受流量影响,Cr、Fe、Ni、Cu、Cd、Sb、Pb和TP受流量影响较小。(2)赣江南昌段污染程度为:南支污染最重,北支次之,中支、城区中心和入城区前的污染程度相近。TP、Cr、Ni、Cu、Sb、Pb在南支显著偏高,Mn在北支显著偏高。(3)TP、Ni、Cu、Pb受南昌城区影响显著,经城区后含量增加;DOC、Cd经城区后含量减小,但流经城郊农业区后增加;HCO_3^-、Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)、Na^+、K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、NH_4^+、Cr、Fe、Mn、Sb受南昌城区影响不显著。

鄱阳湖入湖河口沉积物真菌群落结构

本次研究基于高通量测序技术分析了鄱阳湖入湖河口14处沉积物的真菌群落结构特征.测序得到的314条真菌OTU分属于9个门,25个纲,49个目,62个科,62个属和117个种.在OTU分类水平上,鄱阳湖主要支流入湖河口中除饶河、赣江南支和修水具有相近的真菌群落结构外,其它河口之间群落结构差异较大;真菌群落丰度、多样性与沉积物p H、有机碳、有机氮和C/N等环境因子没有显著相关性.在门分类水平上,丰度(序列数比例)最高的是子囊菌门(Ascomycota,49.4%),其次为壶菌门(Chytridiomycota,20.4%)和担子菌门(Basidiomycota,17.8%).与其它河口相比,赣江河口沉积物的水生环境真菌Chytridiomycota丰度显著较高,抚河河口沉积物的陆生环境真菌Basidiomycota丰度显著较高.有机碳是影响鄱阳湖入湖河口沉积物真菌群落门分类组成的主要环境因子,与Basidiomycota相对丰度正相关,与Chytridiomycota负相关,与Ascomycota相关性较弱.

水化学指标和空间距离对乐安江浮游细菌群落的影响

为了解乐安江水体浮游细菌群落特征,探讨水化学指标和空间距离对浮游细菌群落的影响,本研究分别于枯水期(2016年12月)和丰水期(2017年7月)对乐安江15个采样点表层水样进行采集.检测了水体NO^-_3-N、 NH^+_4-N、 TP、 DOC、 SO■、 Cl^-、 Cu、 Zn等水化学指标,运用高通量测序技术确定水体浮游细菌群落特征,Mantel Test分析了水化学指标、空间距离(采样点干流长度、平均河网长度、累计河网长度和流域子面积)与细菌群落之间的关系.结果表明:①乐安江水体浮游细菌群落丰富度和多样性丰水期均高于枯水期,丰富度随流向逐渐升高,多样性下游最高,中游最低.②枯水期丰度最高的细菌门类是Proteobacteria,其次是Bacteroidetes和Actinobacteria,枯水期Proteobacteria中下游显著高于上游,Bacteroidetes中下游显著低于上游,Actinobacteria上游显著高于中下游.丰水期丰度最高的细菌门类是Actinobacteria,其次是Proteobacteria和Cyanobacteria,丰水期Actinobacteria丰度先降低后升高,中游丰度显著低于下游,其他河段无显著差异,Proteobacteria丰度随流向逐渐降低,Cyanobacteria丰度中游最高,并且显著高于下游地区.③非淡水细菌占所有细菌丰度的比例沿流向逐渐增加,丰水期均值(62.94%)显著高于枯水期(49.33%).④NO^-_3-N是与浮游细菌群落相关性最高的水化学指标,干流长度是与浮游细菌群落相关性最高的空间距离指标.⑤水化学指标和空间距离与乐安江浮游细菌群落都有显著相关性,并且水化学指标对浮游细菌群落的影响要高于空间距离.本研究为鄱阳湖和乐安江流域水生态环境保护提供了科学依据.

鄱阳湖流域乐安河水化学特征及影响因素

通过在2016年12月和2017年7月采集乐安河水样30个,检测了水化学离子、营养盐和溶解态重金属浓度等22项水化学指标,运用多元统计分析方法对河流水化学特征及影响因素进行分析。结果表明:乐安河水化学类型空间差异明显,上游为HCO_3-Ca型水,中游为SO_4-Mg-Ca型水,下游转为SO_4-Ca-Na型水;上游水化学离子主要受岩石风化控制,中、下游受人类活动控制。营养盐浓度中、下游高于上游,中、下游之间差异不明显;枯水期平均浓度高于丰水期;NH_4^+-N、TP在部分采样点超出中国地表水Ⅲ类水质标准。重金属浓度在中、下游之间差异不显著。乐安河水化学特征的主要影响因素为:NH_4^+-N、Cl^-受城市污水影响;Cr、Cu、Zn、Fe、Pb、SO_4^(2-)主要受工矿活动影响;NO_3^--N受城市污水、农业施肥和矿山活动共同影响;TP丰水期影响因素复杂,可能是受土壤可溶性有机物与农业施肥影响,枯水期受城市污水影响。以上研究结果可为流域水环境保护提供参考依据。