菲在红树林不同根际距离中的降解及微生物群落结构变化

【目的】研究菲(Phe)在不同根际距离中的降解和根际区域微生物群落结构变化,获得最佳降解效果的根际距离和降解微生物种类,为阐明红树林根际效应对海岸带多环芳烃(PAHs)降解的强化作用和机制提供参考。【方法】利用根际箱分离4个连续的隔间,其距离分别为0~2 mm、2~4 mm、4~6 mm隔间(根际)和>6 mm隔间(非根际),分别于0、10、20、30、40和50 d测定不同根际距离的Phe残留浓度、沉积物理化性质、微生物生物量和细菌群落结构,并采用冗余分析(RDA)探明Phe残留浓度与环境因子及细菌群落结构的相关性。【结果】靠近根际表面的沉积物(0~2 mm隔间)Phe降解效率最高(74.73%)。在培养50 d后,对比不同隔间的理化性质变化,与第0 d相比,0~2 mm隔间变化最明显,p H降低3.84%,有机质含量提高16.14%;>6 mm隔间腐殖质含量升高12.56%。在Phe降解过程中,沉积物pH和腐殖质含量随着红树林根际距离的增加而增加,有机质含量随着根际距离的增加而减少。培养50 d后,微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和微生物呼吸强度(SMR)在0~2 mm隔间均最高,分别为216.45 mg/kg、68.20 mg/kg和147.35 mg/(kg·h),且均随着根际距离增加而降低。培养结束后,在0~2 mm、2~4 mm和4~6 mm隔间优势细菌属中,短杆菌属(Brevibacterium)和乳酸杆菌属(Lactobacillus)的相对丰度随根际距离的增加而减少,脂环酸芽孢杆菌属(Alicyclobacillus)的相对丰度则随根际距离的增加而增加。RDA结果表明,Phe残留浓度主要受降解功能微生物及环境因子影响,与脂环酸芽孢杆菌属、盐硫杆菌属(Halothiobacillus)、硫单胞菌属(Thiomonas)、短杆菌属、乳酸杆菌属及有机质呈负相关。【结论】红树林根际效应可通过影响根际区沉积物的理化性质,从而改变细菌群落结构和微生物活性,以强化Phe降解,对消除海岸带生态系统中PAHs污染具有积极影响。