城市環境所在亞熱帶分層水庫浮遊細菌研究中獲進展

2021-01-10 中國科學院

　　我國是水庫大國，多數水庫位於亞熱帶地區，具有向城鎮居民供水的重要功能。在有一定水深的水庫中，水體的季節性熱垂直分層每年都經歷發生、發展和消亡的周期性演化過程，必然對水庫物理、化學和生物過程具有驅動和控制作用。不同水層的微生物地球化學過程與水質密切相關，相關的微型生物群落對分層的響應規律與機制逐步成為近年來學術界的研究熱點之一。因此，對飲用水水源地水庫的微生物季節性分層研究可為深水水庫分層取水提供基礎數據和科學依據。

　　中國科學院城市環境研究所水生態健康研究組以莆田市最主要飲用水水源地——東圳水庫為例，以水溫、溶解氧和葉綠素a垂直變化為劃分依據進行分層周年採樣。綜合利用生態學和分子生物學技術方法研究浮遊細菌群落結構和功能，分析其在亞熱帶水庫季節性熱分層發生、發展和消亡過程中的響應規律。結果表明：湖上層和湖下層之間的物理、化學和生物群落參數具有顯著性差異；細菌群落結構的季節消長以及在分層水體中梯度分布現象尤為明顯。發現浮遊細菌在低溫、低溶解氧和高TN/TP的湖下層水體區域中基因表達更活躍。因果模型分析結果表明，環境因子對細菌群落結構存在一個強烈的正向驅動作用，其中水溫和營養鹽作為主導因子引起溶解氧、葉綠素a和pH值的變化，進而聯合作用主導浮遊細菌群落結構的分層分布和季節動態。

　　研究結果有助於提高人們對亞熱帶深水水庫微生物群落季節性分層特徵與規律的認知水平，增強水庫管理者在水環境保護和生態管理中對水體季節性分層的重視。該研究由博士生餘正等人完成，通訊作者為楊軍研究員。相關論文Effects of water stratification and mixing on microbial community structure in a subtropical deep reservoir 已於7月25日發表在國際學術期刊Scientific Reports 上。上述研究得到國家重大科學研究計劃、國家高技術研究發展計劃、國家自然科學基金、福建省傑出青年基金等項目的支持。

　　論文連結

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