论文部分内容阅读
湖泊富营养化及其所伴随的蓝藻水华暴发是我国目前许多湖泊面临的一个重大环境问题。为了了解大型浅水富营养化湖泊——太湖中附着和浮游细菌的多样性、群落结构及其演替格局,以及高存量蓝藻水华分解过程中浮游与附着细菌的响应过程。本文首先选取了梅梁湾、湖心区、大浦河、贡湖湾、竺山湾共五个湖区,分别在冬、春、夏、秋四个季节进行样品采集,并于夏末秋初蓝藻死亡时开展室内高存量蓝藻降解模拟实验,运用表面荧光计数法、DNA提取、PCR扩增、T-RFLP、高通量测序等现代分子生物学技术及多元统计分析方法,研究了太湖附着细菌和浮游细菌丰度与群落结构的时空异质性,及其与环境因子之间的相互关系,同时探讨了细菌多样性及群落结构对高存量蓝藻降解的响应方式。主要结果如下:1.太湖水体中细菌的丰度及群落结构具有明显的时空差异。各湖区细菌丰度基本随时间变化呈现一致的规律性:附着细菌丰度冬春季低,夏秋季高;而浮游细菌丰度的变化没有附着细菌明显。细菌群落结构的季节差异高于湖区位点之间的差异。附着细菌群落结构与浮游细菌群落结构差异显著。水温、氨氮、悬浮物及叶绿素a的含量是影响附着细菌群落结构的主导因子,而水温、氨氮及磷酸根的含量是影响浮游细菌群落结构演替的主导因子。2.梅梁湾细菌高通量测序结果表明,水体中细菌的优势门类主要为Bacteroidetes、 Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria和Actinobacteria。附着细菌的多样性高于浮游细菌。夏季藻类增多时,细菌多样性增加,附着细菌与浮游细菌群落结构差异减小。3.室内实验表明,蓝藻降解改变了水体中细菌的群落结构及演替过程。蓝藻降解使水体中附着细菌与浮游细菌群落相似性增大。降解前期细菌优势种数量少,部分细菌种属,如Rhodobacter和Rubrivivax,在蓝藻降解前10天内大量增殖。4.死亡高存量蓝藻残体可向水体快速释放大量溶解性的N、P,使得细菌在短时间内爆发性增长,活性细菌的比例迅速升高(高达80%),分解藻类颗粒物,为下一轮藻类的爆发提供营养盐。而未灭菌处理的高存量蓝藻可缓慢释放溶解性的N、 P,总细菌丰度及活性细菌比例维持在较高水平(30%左右),碱性磷酸酶(APA)活性高,细菌分解矿化的营养盐迅速被新生蓝藻利用。系统内蓝藻的死亡分解与新生蓝藻的生长交织在一起,共同维系着蓝藻占优势的微系统。