工业有机污染对城市景观水体沉积物中细菌群落的影响

为探究工业有机污染对城市景观水体沉积物微生物多样性的影响,通过研究不同程度有机污染下沉积物细菌群落特征和多样性变化,采用有机污染指数法对沉积物污染情况进行了评价,并分析了水质、沉积物营养状况等环境因子与沉积物细菌多样性的相关性.结果表明,不同有机污染程度的水体沉积物细菌优势门类为Proteobacteria(64.39...     

挺水植物菖蒲根区沉积物细菌群落结构和功能特征分析

挺水植物根区是湖泊等淡水生态系统物质循环最为活跃的微生态区域之一.为了进一步明确挺水植物在不同生长阶段对根区沉积物微生物的影响,本论文以挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,构建室外盆栽实验系统,采集实验第35、105和175天时菖蒲根区及无植物对照系统沉积物样品,研究菖蒲生长发育对根区沉积物细菌群落及功能的影响.结果表明,菖蒲根区沉积物共检测OTUs数量11659个,无植物的沉积物样品获得OTUs数量为10337个.基于OTUs结果的分析发现,菖蒲根区沉积物Shannon、Sobs、ACE和Chao指数平均值表现为CA＞CK;相比于对照组而言,菖蒲根区独有的OTUs数量略高,意味着菖蒲生长可能会丰富根区沉积物细菌的物种组成,尤其是对于细菌群落中相对丰度占比较小的物种产生显著影响;通过FAPROTAX对菖蒲根区及对照系统沉积物细菌代谢及生态功能进行注释,共得到67种细菌群落功能类型,以化能异养、需氧化能异养、发酵、固氮作用、光合自养、亚硝酸盐还原功能等类群为主,菖蒲的生长将提高氮循环功能类群的相对丰度从而对沉积物氮循环过程产生一定的影响,且这种影响将随菖蒲的不同生长阶段而有所变化.沉积物理化参数是驱动菖蒲根区细菌群落的关键因子.     

黄土高原土壤中细菌群落结构多样性的PCR-DGGE分析

利用细菌通用引物,对从黄土高原5个地区土壤样品以及西峰剖面26个土壤样品中提取的总DNA进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对PCR产物进行分析,以揭示黄土高原土壤中细菌群落结构的多样性.针对黄土高原土壤微生物特点进行DGGE试验条件优化,获得最佳变性梯度为40%～70%,最佳电泳时间为17 h(100 V).对不同深度土壤细菌DGGE图谱的聚类分析表明,不同深度土壤细菌呈现2种不同的群落结构,推测其成因可能与季风性气候引起的温湿环境变化及冰期有关.在夏季风加强而冬季风减弱的时期,气候温暖潮湿,风化成壤作用强烈,在DGGE图谱中表现为土壤样品条带多而密;反之,风化成壤作用较弱,在DGGE图谱中表现为条带少而疏.对洛川、西峰等5个地区土壤细菌Shannon-Weiner指数的测定结果表明,Shannon-Weiner指数受条带亮度及迁移率的影响.     

府河水体及沉积物细菌群落结构分布特征及其影响因素

城市河流承接不同类型的废水导致水质恶化,影响河流生态系统。通过分析河流细菌群落结构变化,不仅可以判断河流污染特征,还将有助于河流污染治理与生态修复。笔者研究了府河夏季上下游水体和沉积物理化性质,并采用高通量测序法分析了细菌群落结构特征。结果表明,府河上游水质化学需氧量（COD）、氨氮（NH₃-N）和总磷（TP）浓度显著高于下游（P<0.05）,沉积物中重金属镉、锌和铅含量较高,均值分别为（0.44±0.03）、（182.17±0.34）和（35.76±0.20） mg·kg^-1。府河沉积物细菌多样性及丰富度明显高于相应上覆水体,变形菌门（Proteobacteria）是水体和沉积物中的第一优势菌,水体中参与氮循环的蓝藻菌门（Cyanobacteria）的高丰度说明府河存在一定的富营养化,此外,可以分解有机物的放线菌门（Actinobacteria）在下游丰度高于上游;沉积物中具有致病作用的拟杆菌门（Bacteroidetes）在上游城市河段丰度较高。细菌群落空间异质性结果表明下游硝化细菌（nitrifying bacteria）和反硝化细菌（denitrifying bacteria）的丰度（分别为62.25%和31.29%）明显比上游高。水体细菌多样性和温度、pH、总有机碳有显著相关性（P<0.05）,冗余分析显示NH₃-N、总氮（TN）、TP和pH对细菌群落结构影响较大;而pH、TN和重金属镉是影响下游沉积物细菌群落结构的主要环境因子。     

烟区轮作与连作土壤细菌群落多样性比较

采用从土壤中直接提取土壤细菌总DNA,并用细菌16SrDNA特异性引物进行PCR扩增和变性梯度凝胶电泳（DGGE）的方法,对比研究了贵州福泉烟区轮作和连作对土壤细菌群落多样性的影响,每个处理样品3次重复在DGGE图谱中相似性较高,基本聚在一起,从整体证明了试验操作方法较为精确。由DGGE图谱可知,轮作土壤微生物条带数量15-31条不等,平均为23条。连作土壤微生物条带数量从7-25条不等,平均为18条。分别从每条泳道的条带数和光密度值两方面,对细菌群落多样性指标进行了比较。结果表明,轮作处理细菌群落丰富度指数均大于连作处理,轮作Shannon-wiener和辛普森指数（1/D）均大于连作,表明轮作微生物多样性较连作高,轮作方式可以提高植烟土壤细菌群落的多样性。     

云南玉溪烟区轮作与连作土壤细菌群落多样性比较研究

为评价云南玉溪烟区轮作和连作对土壤细菌群落多样性影响,从土壤中直接提取土壤细菌总DNA,用细菌16S rDNA特异性引物进行PCR扩增和变性梯度凝胶电泳(DGGE),每个处理样品3次重复,在DGGE图谱中相似性较高,基本聚在一起,从整体证明了试验操作方法较为精确.从泳道分析图可知,轮作土壤细菌群落各泳道条带数量13～29条不等,平均为21条.连作土壤细菌群落各泳道条带数量从4～20条不等,平均为12条.从每条泳道的条带数方面和光密度值分别进行细菌群落多样性各指标的比较,结果表明,轮作处理细菌群落丰富度指数均大于连作处理,轮作香农-威纳和辛普森指数(1/D)均大于连作,表明轮作微生物多样性较连作高,轮作方式可以提高植烟土壤细菌群落的多样性.     

茄子植物内生细菌群落结构与多样性

采用平板分离纯化不同来源地茄子健株和青枯病株内生细菌,利用细菌脂肪酸鉴定技术进行鉴定.共获得内生细菌18属28种,健株共分离到内生细菌15属23种,含量为5.96×105CFU·g-1.病株分离到内生细菌14属16种,含量为3.191×108CFU·g-,其中青枯雷尔氏菌含量为3.187×108CFU·g-.根部分离到的内生细菌最多,其次为茎部,叶部最少.不同种植地来源的茄子健株内生细菌的种类数量有较大差异,来自晋江的健株分离到13属17种,来自东洋的健株分离到7属9种,而来自福清的健株仅分离到3属4种.来自晋江的植株内生细菌的SIMPSON(D)优势度指数和SHANNON(H1)多样性指数分别为0.963 2和3.572 5,均高于来自东洋植株(D:0.9444,H1:2.725 5)和福清植株(D:0.833 3,H1:1.5).而均匀度则以来自东洋植株最高(0.970 8),来自晋江和福清的植株分别为0.9654和0.9464.不同生长环境下不同生长状态的茄子植株内生细菌群落结构与多样性存在较大的差异.该研究对于通过微生物标记植物生长的生态环境具有重要的实验意义,对于科学说明生防机理具有重要作用.     

鱼和砷对湖泊水体和沉积物细菌群落的影响

湖泊是水体生物多样性的一个重要存储库,湖泊砷污染问题在全球范围内被广泛关注,然而鱼扰动和砷污染的联合作用对水体和沉积物微生物影响研究却很少报道. 鉴于此,本研究通过室内模拟湖泊生态系统,并采用高通量测序技术以探究鱼类活动和砷污染下湖泊水体和沉积物细菌群落的响应机制. 研究结果表明,沉积物细菌多样性显著高于水体和鱼组织中细菌多样性. 鱼和砷均能引起水体和沉积物细菌群落的改变,鱼和砷的共同作用可使沉积物细菌多样性显著降低,同时可导致水体中黄杆菌属（Flavobacterium）和红杆菌属（Rhodobacter）的含量显著降低. 这些结果有利于深入了解湖泊水体和沉积物细菌群落,为开展污染物和生物扰动联合作用下的生态风险研究提供科学依据.     

秦皇岛近海养殖对潮间带微生物群落多样性的影响

潮间带微生物群落在驱动海岸带生态系统物质循环和能量流动中具有重要作用,近海养殖造成的环境问题日益凸显,但其对潮间带微生物群落结构的影响还缺乏研究。采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）和限制性片段长度多态性（RFLP）的分子生物学技术,研究秦皇岛养殖区与旅游区潮间带沉积物中微生物多样性的差异,分析养殖区微生物的16S rRNA基因文库的组成特征。结果表明：养殖区的微生物群落结构与旅游区形成较大的差异,DGGE图谱中养殖区的特有条带主要集中于γ-变形菌纲（γ-proteobacteria）,还分布于α-变形菌纲（α-proteobacteria）,拟杆菌门（Bacteroidetes）,放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）。影响潮间带微生物的群落结构的主要环境因子包括温度、盐度、pH和NO3-浓度,影响率达55.2%。对差异最大的洋河大桥南养殖区（Q1站）的微生物样品建立克隆文库分析群落结构,变形菌门（Proteobacteria）为优势菌群,占总群落的60%,其中γ-变形菌纲是主要存在的微生物纲,其余菌群包括放线菌门、拟杆菌门、蓝藻菌门（Cyanobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）的微生物。养殖区海岸带微生物群落中出现了与环境污染和赤潮密切相关的菌群,如拟杆菌门、肠杆菌属（Enterobacteriaceae）和α-变形细菌红细菌目（Roseovarius）的微生物。     

富砷湖滨湿地底泥细菌群落结构及多样性对水位变化的响应

为探究富砷底质下高原湖滨湿地底泥微生物群落对水位变化的响应特征,本研究以室内模拟实验的方式,探讨不同水位条件对富砷湖滨湿地底泥细菌群落结构及多样性的影响。结果表明,细菌丰度、多样性与水位高低具有显著相关性,细菌丰度由多到少排序为：高水位>中水位>无水位,即水位越高,细菌丰度越高,细菌群落多样性则表现为高水位条件下较高;在细菌群落结构中,门水平分类上的5种优势细菌分别为变形菌门、厚壁菌门、绿弯菌门、拟杆菌门和酸杆菌门,各优势菌门对水位条件的响应表现出多样性的特征;纲水平分类上,γ-变形菌纲为优势菌纲,其在不同水位条件下的变化趋势同变形菌门完全一致;在不同水位条件下,总氮（TN）、总磷（TP）、土壤有机碳（SOC）以及硝氮（${{rm{NO}}_3^{-}} $-N）、氨氮（${{rm{NH}}_4^{+}} $-N）含量对底泥中细菌群落的影响显著,其中,总氮（TN）、土壤有机碳（SOC）、硝氮（${{rm{NO}}_3^{-} }$-N）、氨氮（${{rm{NH}}_4^{+}} $-N）对细菌优势群落影响最为显著且呈现出多样性的特征。水位条件对富砷湖滨湿地底泥中细菌群落结构及多样性具有显著影响,该结果可用于进一步发掘细菌群落与环境之间的潜在关系,为高原湖滨湿地的污染防控和治理提供科学依据。     

外源和内源呼吸模式下好氧活性污泥的微生物群落演替及生物活性特征

通过模拟好氧活性污泥实验,采用PCR-DGGE技术并监测不同时期的CODCr、脱氢酶和总蛋白质的质量浓度,研究在外源和内源呼吸模式下,微生物群落结构及相关生物活性的变化。结果表明：未添加碳源处理中 CODCr的质量浓度稳定在100 mg·L-1左右;脱氢酶的质量浓度从1μg·mL-1降低到接近0μg·mL-1;总蛋白的质量浓度从0.05 mg·mL-1上升至0.07 mg·mL-1后下降至0.01 mg·mL-1左右;同时,微生物群落结构变化不大。外加葡萄糖处理中CODCr的质量浓度从1000 mg·L-1下降并稳定在100 mg·L-1左右;脱氢酶的质量浓度从2μg·mL-1上升到5μg·mL-1;总蛋白的质量浓度均从0.05 mg·mL-1上升至0.07 mg·mL-1后下降至0.005 mg·mL-1左右;同时,微生物群落多样性呈现收敛趋势。内源和外源呼吸模式下的活性污泥中,变形菌门（ Proteobacteria ）都是绝对优势种群,其次是拟杆菌门（ Bacteroidetes ）。内源呼吸末期δ-变形菌门（Deltaproteobacteria）消失,外源呼吸末期硝化螺菌门（Nitrospirae）消失。     

天津市滨海地区围海新造地生态系统重建

以生态学相关理论为理论指导,提出了一种综合生物工程技术、土壤工程技术和咸水淡化技术的生态系统重建方法及其在天津滨海地区围海新造地的应用。     

上海大莲湖水域浮游植物群落结构特征及水质评价

分别于2009年春、夏、秋、冬4季对上海大莲湖水域浮游植物和水质进行了4次采样调查,应用Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数及优势度等指标分析了不同季节大莲湖水域浮游植物的群落结构特征;并结合理化指标,对大莲湖水域的水体营养状况进行了综合评价。结果表明,大莲湖水域检出浮游植物共计7门40属64种,其中,以绿藻门种类数最多,其次是蓝藻门和硅藻门;浮游植物密度变化范围为0.35×106~10.87×106L-1;浮游植物优势种季节性变化明显,优势种种类较多,为9~14种,优势度不高,变化范围为0.02~0.60。依据浮游植物密度、优势种等群落结构特征评价得出,大莲湖水域水质介于中营养化至富营养化状态之间;由Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数及Margalef物种丰富度指数得出的评价结果差异较大,其中利用Pielou均匀度指数获得的评价结果与依据理化指标、浮游植物密度及优势种获得的评价结果基本一致,说明该指数适用于大莲湖水域水体营养状态的评价。     

亚麻温水脱胶液中细菌菌群结构分析

为了探讨实验室条件下模拟的工厂亚麻温水脱胶液中细菌菌群结构,采用纯培养技术和PCR-DGGE技术(Denaturing gradient gel electrophoresis)对细菌菌群结构进行了研究.用纯培养方法分离获得9类菌落,其中假单胞菌属(Pseudomonas)在有氧培养条件下总是处于优势.梭菌属(Clostridium)在厌氧培养过程中总是处于优势.微球菌属(Micrococcus)和葡萄球菌属(Staphylococcus)只有亚麻脱胶初期才有发现.PCR-DGGE指纹图谱显示,亚麻温水脱胶过程中条带数量较少且没有明显种群群落结构演替过程.通过对不同时期沤麻液中16S rDNAV3片段PCR产物d、e两个DGGE条带进行分子克隆、序列测定和Blas份析,发现e条带包含的16S rDNAV3片段除e 35外均属于假单胞菌属.d条带包含着较多不同的16S rDNAV3片段,其中有传统方法没有分离到的泛菌属(Pantoea)细菌、一些NCBI未收录的序列及一些非可培养微生物序列.纯培养技术和PCR-DGGE技术的共同使用,可以更全面准确地提供细菌多样性方面的信息.图4参15     

采用温度梯度凝胶电泳(TGGE)分析消毒剂对池塘型微宇宙细菌群落结构的影响

构建6个池塘型微宇宙模拟水生态系统,1个设为对照组,试验组连续投加次氯酸钠13 d,投加剂量分别为1.0、2.5、5.0、10.0、20.0 mg/L,停止投加后再观察10 d.试验期间对各微宇宙分别进行8次采样,经37 ℃培养后提取细菌总DNA,进行16S rDNA V3区扩增后,对扩增产物进行TGGE分析.对TGGE图谱中的主要条带进行回收、重新扩增、克隆、建库、测序以及序列分析.结果显示,消毒剂进入环境后会对细菌群落结构产生影响,但不同剂量消毒剂产生的影响有显著差异,存在明显的剂量-效应关系:低剂量消毒剂对细菌群落结构的影响比较小,而且是可逆的,微宇宙系统对消毒剂逐渐适应后其群落结构即可恢复;而高剂最消毒剂对细菌群落结构的破坏比较大,且不可逆转,即使消毒剂停止投加后也不能恢复.说明盲目的过量投加消毒剂会对水体微生态环境造成严重破坏.图4表1参10     

大兴安岭火烧迹地土壤动物的群落多样行

以大兴安岭地区不同年份火烧迹地土壤动物为研究对象,对火烧后不同恢复时间土壤动物群落多样性及相关指数的变化进行分析.结果表明,大型土壤动物的个体数、DIC指数、丰富度指数及优势度指数变化趋势均表现为火烧恢复初期迅速增加,然后缓慢增加并逐渐接近对比样地值;如果不考虑8 a迹地数据极大值的影响,中小型土壤动物的个体数、DIC指数、丰富度指数及优势度指数也大致呈现火烧恢复初期迅速增加,然后缓慢增长的趋势;在垂直方向上,大型土壤动物DIC指数、个体数及丰富度指数在0～5 cm最大,向上、向下减少,而中小型土壤动物的各项指数都是凋落物层最大,向下迅速减小;相关分析表明,大型和中小型土壤动物的个体数和丰富度指数与DIC指数都具有极高的相关性;群落相似性分析显示,各火烧迹地间土壤动物群落具有较高的相似性.图1表3参26     

苏州河大型底栖动物群落结构变化

2005年4月至12月,对苏州河4个断面大型底栖动物群落密度、生物量、多样性指数以及优势种组成进行调查,并与1999年、2001年和2003年的调查数据相比较,探讨苏州河底栖动物群落结构的变化。结果表明:苏州河底栖动物种数从2001年最多的14种降至2005年最少的8种;平均密度由1999年最高值34 445.1 m-2降至2001年最低值3 746.6 m-2,其后又上升至2005年的22 770.8 m-2;生物量由1999年最高值285.33 g.m-2降至2005年最低值31.78 g.m-2;Shannon-W iener多样性指数平均值则由2001年最高值1.20降至2003年最低值0.49;P ielou均匀性指数由2001年的0.67降至2003年的0.40。赵屯、黄渡断面优势种从1999年、2001年的铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)变为2003年、2005年的霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffm eisteri),而北新泾、浙江路桥断面优势种未发生变化。根据苏州河底栖动物群落结构变化,将苏州河底栖动物群落的恢复划分为2个阶段:1999年、2001年苏州河底栖动物恢复较快,2003年、2005年恢复较缓。     

太湖浮游植物群落结构及其与水质指标间的关系

为了探讨太湖浮游植物群落结构时空分布特征、以及太湖浮游植物群落指标与水质指标间的关系,于2013年1月─2013年12月对太湖7个点位浮游植物群落结构和水质指标（水温、透明度、pH、溶解氧、电导率、总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、氟化物、生化需氧量、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、溶解性磷酸盐和叶绿素a）进行月度调查,研究其浮游植物群落结构和湖泊水质的时空分布;并利用Pearson相关性分析浮游植物密度、浮游植物多样性与水质指标间的关系;找出影响太湖浮游植物群落结构的主要水质指标。结果表明：太湖7个点位共获得124种浮游植物物种,其中蓝藻门（Cyanophyta）30种、绿藻门（Bacillariophyta）47种、硅藻门（Chlorophyta）34种、隐藻门（Cryptophyta）3种、裸藻门（Euglenophyta）6种和甲藻门（Dinoflagellate）4种;其中蓝藻门的微囊藻属（Microcystis spp.）为绝对优势种群,优势度为80.8%;太湖浮游植物总密度与蓝藻门密度呈极显著正相关（r=1.000,P＜0.0001）;绿藻门和硅藻门占浮游植物总密度百分比分别和蓝藻门占浮游植物总密度百分比呈极显著负相关（r=-0.497,P＜0.0001;r=-0.814,P＜0.0001）。太湖7个点位水质首要污染物为总氮,其次是总磷和化学需氧量;西太湖污染物浓度最高。从空间上看,太湖浮游植物总密度最高值出现在贡湖湾（远离其入湖口处）,且贡湖湾浮游植物群落多样性相对低于太湖其他点位,同时贡湖湾微囊藻属密度百分比达90.1%,远高于太湖其他点位;从时间上看,太湖浮游植物总密度最高值出现在12月份、其次是6月份;通过浮游植物群落指标与水质指标相关性分析,水温、透明度、总氮、化学需氧量、叶绿素a是影响太湖浮游植物群落结构的主要水质指标。控制太湖入湖口水质污染物浓度排放和修?     

上海城市绿地生境中春季大型土壤动物群落结构研究

2006年春季对上海市区不同绿地生境进行采样,其中包括学校:华东师范大学校区绿化乔木类型(A),草地类型(B);居住区:师大一村草地类型(C);路旁绿地:浦东生态林乔木类型(D);公园:上海植物园乔木类型(E),草地类型(F);工业区:宝钢乔木类型 (G),草地类型(H);废弃地:南汇老港垃圾填埋场乔木类型(I),共获得大型土壤动物1 930只,分别隶属于3门8纲18目.研究结果表明:大型土壤动物群落优势类群为:中腹足目、等足目、后孔寡毛目、膜翅目,常见类群为鞘翅目、近孔寡毛目、半翅目、蜘蛛目、石蜈蚣目,其余均为稀有类群.不同城市绿地生境中土壤动物群落组成和个体数各异.群落-密度指数IDG和群落复杂性指数C比Shannon-Wiener指数H'更能体现群落的复杂性与多样性, 且能修正不同类群个体数对多样性的影响.对大型土壤动物群落进行聚类和排序的结果显示,9种城市绿地生境可以分为6大类:浦东路旁绿地、植物园及工业区乔木类型,植物园及工业区的草地类型,居住区草地类型,校园乔木类型,校园草地类型,废弃地乔木类型.