互花米草是中国海岸带典型的入侵植物,清除互花米草已成为中国重要的海岸带生态修复任务.刈割+翻耕是当前互花米草治理的主要方法之一.为评估该方法对滨海盐沼生态系统大型底栖动物的影响,本研究于2021-2022年9-12月,即南汇边滩生态修复工程开展互花米草物理治理前后的两年间对工程区域内12个采样点的大型底栖动物与沉积物理化指标进行调查.结果表明:两年间共鉴定出22种大型底栖动物,隶属于3门5纲12目19科;工程后大型底栖动物的物种数、密度、生物量、Shannon多样性指数与Chao1指数较工程前均显著增加;在群落组成方面,多毛纲、双壳纲与软甲纲动物占比提升,腹足纲与昆虫纲动物的占比则呈减少趋势;非度量多维尺度分析(NMDS)与相似性分析(Anosim)结果显示,工程前后大型底栖动物群落结构差异显著,优势种由工程前的绯拟沼螺、尖锥拟蟹守螺和背蚓虫,变为工程后的拟沼螺、绯拟沼螺、背蚓虫、中国绿螂和尖锥拟蟹守螺;冗余分析(RDA)结果显示,互花米草治理工程之后沉积物盐度、含水率等理化因子的改变影响大型底栖动物群落结构.

考察了渤海海域表层沉积物中砷的含量、分布及赋存形态,评估了沉积物中砷的生态风险,初步探讨了影响沉积物中砷分布的环境化学因子.结果表明,渤海海域表层沉积物中总砷浓度变化范围为9.77～20.60 mg·kg-1,平均浓度为13.33±2.55 mg·kg-1.表层沉积物中总砷的空间分布呈现出由近岸向中部逐渐递减趋势,具有西部高,东部低的特点;各个海区之间总砷含量差异显著,渤海湾和莱州湾海区表层沉积物中总砷含量相对较高.渤海表层沉积物中砷的主要形态为挥发性硫化物、碳酸盐或与无定型铁锰氧化物结合态;沉积物中砷具有一定的生态风险.渤海表层沉积物中砷含量与水体温度、磷浓度、溶解氧含量、pH、沉积物中铁含量和有机质含量呈显著的相关关系.水环境因子和沉积物的理化性质可能对沉积物中砷的分布具有重要影响.

[目的]本文以三亚湾泰来草根际沉积物为主要研究对象,研究室内培养条件下泰来草根际沉积物微生物对于高温处理和海草定殖的响应.[方法]通过对培养过程中水体物理化学参数(如pH、溶解氧、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐)的监测以分析环境因子的变化;16S rRNA扩增子测序研究微生物群落结构的动态响应;通过荧光定量分析16S rRNA基因丰度变化.[结果]研究表明高温处理组在培养35d后海水中磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐含量以及pH均要高于模拟原位环境的对照组,高温处理组根际沉积物微生物丰度在培养过程中呈现先上升后降低的趋势,同时,高温处理组根际微生物中初始阶段由厚壁菌门(32.4％)、变形菌门(22.92％)和梭杆菌门(27.21％)占据优势,培养一段时间后,厚壁菌门和梭杆菌门大幅度减少,逐渐被蓝细菌门和放线菌门所替代,最终由变形菌门(51.1％)占据主导地位,其中,属于硫还原细菌的脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae)和硫氧化细菌的螺杆菌科(Helicobacteraceae)的细菌丰度不断提高.[结论]揭示了海草的定殖会提高高温处理后沉积物的多样性,并塑造和改善其根际沉积物微生物群落组成.

河口区大型底栖动物具有的重要群落特征往往可以反映群落所经历的环境污染.为更好地了解珠江河口区大型底栖动物群落结构,作者于2014年11月至2015年8月进行了4个季度的大型底栖动物调查,并利用P阳MER 6.0软件进行群落生物多样性指数计算、群落等级聚类(Cluster)和非度量多维标度排序(nMDS)分析.研究结果显示:珠江河口区共获得大型底栖动物52种,优势种包括光滑河篮蛤(Potamocorbula laevis)、中国绿螂(Glaucomya chinensis)、焦河篮蛤(Potamocorbula ustulata)和羽须鳃沙蚕(Dendroneris pinnaticirrus)0 大型底栖动物年平均密度为269.3 ind./m2,年平均生物量为129.61 g/m2.12个站次的丰富度指数(D)、均匀度指数(Jt)和Shannon-Wiener多样性指数(Ht)平均值分别为1.81 ±1.38 、0.50± 0.27和1.60±1.13.该结果显示除POI断面的秋季和冬季环境质量为优良外,其他站位在不同季度都显示出轻度到重度的污染.Cluster聚类分析和nMDS标序结果表明,P01断面与P02和P03断面群落相似度较低,与断面地理分布情况一致; P02断面和P03断面存在交叉聚集,群落相似度较高.结合环境因子结果可知,沉积物理化因子与群落分布特征相关性较大,其中最能解释珠江河口区群落多样性分布特征的环境因子为盐度和pH值.

沉积物是水生态系统重要的组成部分,研究沉积物中的微生物多样性及群落结构有助于从侧面了解水体的水质状况.采集太湖中具有不同富营养化水平的梅梁湾(ML)与湖心区(HX)表层沉积物(0--2 cm),测定沉积物样品中的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、无机氮(NH4+-N与NO3--N)、pH、氧化还原电位(Eh)与溶解氧(DO),利用基于16S rRNA基因的Illumina Miseq宏基因组测序技术研究沉积物样品中的微生物群落结构,并分析沉积物中微生物群落结构与环境因子的潜在关系.从太湖两处采样点6个沉积物样品中共获得234 408条有效序列,Sobs指数在1 811-2 442之间,Shannon指数在6.16-6.49之间,Coverage值在96.2％-97.7％之间,说明序列信息量足够大且微生物多样性较高.沉积物中细菌相对丰度为99％以上,共检测到48个门118个纲.其中变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,在ML和HX沉积物中的相对丰度分别为40.5％和35.4％,主要包括δ-proteobacteria和β-proteobacteria纲.其他较为丰富的门类包括绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺菌门(Nitrospirae)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等.将沉积物中纲水平微生物群落组成与理化因子进行Spearman相关分析可知,Eh、DO、pH、NH4+-N和TOC含量能显著影响纲水平优势微生物类群(OTU＞1％),且以Eh影响的微生物类群种类最多.上述研究表明,太湖沉积物中微生物资源丰富,不同富营养湖区理化因子是影响其中微生物群落结构的重要因素.

[背景]来自浮霉菌门(Planctomycetes)的厌氧氨氧化菌是高氨污染系统安全脱氮的生态友好型微生物,但关于特定生态梯度下Planctomycetes群落结构功能的空间分化以及驱动分化的主要环境因子等问题尚未引起关注.[目的]阐明Planctomycetes群落结构空间分化及影响其分化的主要环境因子.[方法]运用16S rRNA基因高通量测序手段检测温带半干旱区河流系统砂质及粉质沉积物、粉砂质及粉质土壤Planctomycetes群落结构的空间分布变化,统计学方法分析粉粒等理化因子对Planctomycetes群落结构功能分化的影响.[结果]OM190_ ub_o_o.o1种群主要分布在寡营养的砂质沉积物中,仅由砂粒正向驱动;OM190_o_o_o.o2和SM1A02.ub5种群主要分布在中营养的粉砂质土壤中,由水分和pH等正向驱动;AKYG587.ub3、Pla4_lineage_o_o_o.o6、Singulisphaera o7、Singulisphaera ub8、Planctomycetaceae_u.ub9种群主要分布在全营养粉质土壤中,由黏粒、粉粒、盐度、有机碳、全氮、全磷、硝态氮正向驱动;Phycisphaera ub4种群虽优先分布在中营养的粉砂质土壤中,但表现出由中营养向全营养过渡的分布趋势,由硝态氮负向驱动;全部种群都由氨氮负向驱动.变异分析表明粉粒、氨氮、水分贡献了Planctomycetes群落结构变化52.7％、10.4％、10.3％的变异度.[结论]温带半干旱区河流系统Planctomycetes群落存在明显的空间分化特征,沉积物/土壤粉粒、氨氮和水分是驱动Planctomycetes群落结构及功能变异的主要因子,全营养粉质土壤中的Planctomycetes群落可能为附着型异养反硝化菌,寡营养粉砂质土壤中的Planctomycetes群落可能为对氨氮及硝态氮有高度亲和力的游离型自养氨氧化或反硝化菌,这为氨氧化或反硝化相关Planctomycetes群落高效应用于高氨等污染系统的生物脱氮提供了科学依据.

采集不同季节和深度的崇明东滩沉积物土壤样品,结合部分巢式PCR扩增和高通量测序方法,分析全程硝化菌在滩涂湿地中的群落结构,并结合相关理化参数进行冗余(RDA)分析,研究全程硝化菌不同类型的生态分布特点.结果显示,在所有沉积物样品中,全程硝化菌clade A.1和clade A.2比例明显高于clade B.全程硝化菌clade A.1在夏季所有沉积物样品中,占比最高;在夏冬两季浅表层沉积物(1 ～5 cm)和春秋深层沉积物(5 ～10 cm)中,比例相对偏高;全程硝化菌clade A.2情况与其相反.全程硝化菌clade B在秋冬两季比例相对其它季节偏高.RDA分析证实,相对于clade A.2,clade A.1与铵浓度呈正相关,而clade B则与总碳(TC)更密切相关.结果表明,长江口崇明东滩滩涂沉积物中全程硝化菌分布广泛,其分布特点和群落结构随季节和深度的变化而变化.滩涂环境因子与全程硝化菌群落结构的相关性研究有助于了解全程硝化菌对滩涂生态系统的贡献.

通过高通量测序和qPCR技术对象山港4种典型生境(牡蛎养殖区OA、海带养殖区SA、自然岛礁区NR、人工鱼礁区AR)和对照区CK的沉积物反硝化细菌丰度和群落结构进行了测定分析,并探讨了反硝化细菌群落与环境因子之间的相关关系.结果表明:沉积物nirK型反硝化细菌丰度在5种生境间没有显著性差异,而沉积物nirS型反硝化细菌丰度排序为AR＜OA=SA = NR = CK;在每种生境中,沉积物nirS型反硝化细菌丰度和多样性指数均显著高于nirK型.非度量多维排序(NMDS)结果显示:AR中沉积物nirK型反硝化细菌群落与其他4种生境显著不同,而AR中沉积物nirS型反硝化细菌群落结构与OA、NR和CK显著不同,与SA无显著差异.RDA分析结果显示:沉积物nirK型反硝化细菌群落与TOC具有显著相关性,而沉积物nirS型反硝化细菌群落与各个理化因子的相关性均不显著.总体而言,象山港5种生境中沉积物反硝化细菌的丰度和群落多样性均较高;而5种生境中,AR中沉积物反硝化细菌的丰度和群落多样性相对较低,且群落结构与其他4种生境显著不同.

煤矿井下与表生环境具有明显差异,研究其微生物群落分布及多样性对深入探讨井下水-岩-气-生作用机制具有重要意义.本研究在徐州权台煤矿井下700 m水平采集了8个沉积物样本,对样品进行了理化指标测试和Miseq高通量测序.结果表明,煤矿井下具有丰富的微生物多样性,8个样本共检测到35个细菌门类,其中变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)为优势菌门,其相对丰度之和占比超过80％;煤矿井下的优势菌属主要包括乳球菌属(Lactococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、分枝杆菌属(Mycobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus).从井下环境细菌群落分布来看,变形菌门和厚壁菌门主要分布在岩巷中,而放线菌门则主要分布在煤巷中.岩巷中的细菌多样性整体上高于煤巷.样本理化指标与微生物群落间的相关性分析表明,pH值是影响煤矿细菌群落门水平分布的主要因素(R2 = 0.766,P＜0.05),其中放线菌、厚壁菌门和Latescibacteria与pH呈正相关,其他门类与pH呈负相关.TOC、总氮、总磷及硫酸盐对群落丰度分布也有一定的影响.因此,在煤矿污染机制及污染物迁移的研究中需充分考虑井下微生物的影响.

为了解三峡库区香溪河段沉积物中厌氧氨氧化菌(AnAOB)的时空分布,利用实时荧光定量PCR技术(qP?CR)检测香溪河5位点沉积物中AnAOB丰度,并通过Spearman相关性分析探讨理化因子对AnAOB丰度的影响.结果表明,香溪河沉积物中存在AnAOB,丰度介于1.45×104～3.16×109 g-1,不同位点不同时间AnAOB的数量有较大变化.时间上(2016年沉积物0～10 cm),5位点的AnAOB丰度皆在秋季最高,a和e位点显示同样的分布规律,即秋季>冬季>春季>夏季.空间上(0～2 cm),2016年春冬两季AnAOB丰度在e位点最高,夏秋两季在d位点最高.2017年香溪河沉积物AnAOB丰度为b>a>e>c>d,夏季e>c>d>a>b,冬季c>d>e>b>a;d和e位点(0～10 cm)有随着沉积物深度增加,AnAOB丰度先增加后降低的趋势.Spearman相关分析证实,AnAOB丰度与沉积物中总氮(TN)(P<0.01)、硝态氮和有机碳(TOC)(P<0.05)浓度显著相关;双因素方差分析结果证明不同理化因子和不同季节下AnAOB丰度无显著性差异(P<0.05).