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基于网络分析解析水源水库春季水体反硝化群落演变特征及驱动因素
引用本文:周石磊,孙悦,张艺冉,黄廷林,张春华,方凯开,曾明正,李再兴,崔建升.基于网络分析解析水源水库春季水体反硝化群落演变特征及驱动因素[J].环境科学,2020,41(4):1666-1675.
作者姓名:周石磊  孙悦  张艺冉  黄廷林  张春华  方凯开  曾明正  李再兴  崔建升
作者单位:河北科技大学环境科学与工程学院,河北省污染防治生物技术实验室,石家庄050018,河北科技大学环境科学与工程学院,河北省污染防治生物技术实验室,石家庄050018,河北科技大学环境科学与工程学院,河北省污染防治生物技术实验室,石家庄050018,西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055,西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055,西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055,西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055,河北科技大学环境科学与工程学院,河北省污染防治生物技术实验室,石家庄050018,河北科技大学环境科学与工程学院,河北省污染防治生物技术实验室,石家庄050018
基金项目:国家自然科学基金项目(51909056,51478378)
摘    要:结合现场水质调查和nirS反硝化功能基因的高通量测序技术,对周村水库春季热分层形成过程中的反硝化群落演变特征以及影响因素进行解析.结果表明,该时期水体分层逐渐形成,水体硝氮(NO3-)、氨氮(NH4+)、总氮(TN)、总有机碳(TOC)、五日生化需氧量(BOD5)、高锰酸盐指数、总磷(TP)、铁(Fe)和锰(Mn)均呈现显著差异(P<0.01),氮素呈现明显地下降趋势;高通量测序得到8703个OTU,共归属于3个门、8个主要的属,其中变形菌门占比最大、达到45.27%~78.90%;α-多样性指数计算显示除辛普森指数(Simpson指数)外,ACE指数、Chao指数、香农指数(Shannon指数)以及覆盖率指数(coverage指数)呈现显著差异(P<0.05);主坐标分析春季3~5月间水体反硝化群落存在显著差异,与置换多因素方差分析的结果相一致(P<0.001);物种间网络分析显示,该时期共有7个主要的模块,包含131个节点316个边,正向相关的边所占比例高达95.25%;物种-环境因子间网络分析显示,该时期共有5个模块,包含140个节点329个边,正向相关的边所占比例高达51.98%;指示物种分析得到62个指示OTU,关键物种分析得到28个关键物种OTU;RDA以及mantel test分析发现温度(T)、溶解氧(DO)、NO3-、TN、TOC、BOD5和TP是驱动水库春季水体反硝化菌群落结构以及关键反硝化物种演变的主要环境因素.综上,通过对该时期水体反硝化群落演变特征以及影响因素进行研究,可以为水库水体氮素的迁移转化以及污染控制提供技术支持.

关 键 词:反硝化群落  水源水库  春季  网络分析  驱动因素
收稿时间:2019/8/22 0:00:00
修稿时间:2019/11/3 0:00:00

Evolution Characteristics and Driving Factors of Denitrification Community Based on Network Analysis in the Process of Spring Thermal Layer Formation in Zhoucun Reservoir
ZHOU Shi-lei,SUN Yue,ZHANG Yi-ran,HUANG Ting-lin,ZHANG Chun-hu,FANG Kai-kai,ZENG Ming-zheng,LI Zai-xing and CUI Jian-sheng.Evolution Characteristics and Driving Factors of Denitrification Community Based on Network Analysis in the Process of Spring Thermal Layer Formation in Zhoucun Reservoir[J].Chinese Journal of Environmental Science,2020,41(4):1666-1675.
Authors:ZHOU Shi-lei  SUN Yue  ZHANG Yi-ran  HUANG Ting-lin  ZHANG Chun-hu  FANG Kai-kai  ZENG Ming-zheng  LI Zai-xing and CUI Jian-sheng
Institution:Pollution Prevention Biotechnology Laboratory of Hebei Province, School of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China,Pollution Prevention Biotechnology Laboratory of Hebei Province, School of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China,Pollution Prevention Biotechnology Laboratory of Hebei Province, School of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China,School of Environmental and Municipal Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China,School of Environmental and Municipal Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China,School of Environmental and Municipal Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China,School of Environmental and Municipal Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China,Pollution Prevention Biotechnology Laboratory of Hebei Province, School of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China and Pollution Prevention Biotechnology Laboratory of Hebei Province, School of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China
Abstract:
Keywords:denitrification community  drinking water reservoir  spring  network analysis  driving factor
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