两种污染型河流典型湿地植物根系微生物群落结构特征的比较研究

论文摘要

河流湿地相比于其它自然湿地,具有流动性强、集水面积大、污染源复杂等特征。城市生活和农业活动是河流湿地常见的污染源,由于农业生产活动和城市生活活动的季节性特征不同,农业源污染型河流湿地和生活污染型河流湿地中的有机碳、氮、磷等污染物含量的季节动态也不尽相同。河流湿地对有机碳、氮、磷等污染物的去除主要通过微生物降解和转化、植物吸收、底泥吸附等过程,其中微生物起着重要作用。河流湿地中微生物群落结构和多样性受河流污染特征、季节变化、植物类别等因素影响,而微生物与上述因素的关系及受影响的程度尚需进一步探讨。本文通过对湿地广泛分布的芦苇（Phragmites australis）和香蒲（Typha orientalis）根系周围微生物群落结构和多样性分析,并结合生活污染型和农业源污染型河流湿地水质及芦苇、香蒲根系周围底泥中的碳、氮、磷等指标季节动态研究结果,探讨根系周围微生物对植物类别、根系底泥、水体环境变化的响应。主要结论如下:（1）生活污染型河流湿地芦苇根系底泥有机碳、全氮、铵态氮、全磷均值分别是7.86 g·kg-1、2.50 g·kg-1、101.89 mg·kg-1、0.91 g·kg-1,高于农业源污染型河流;生活污染型河流香蒲根系底泥有机碳、铵态氮、硝态氮、全磷均值分别是7.23 g·kg-1、2.06 g·kg-1、101.05 mg·kg-1、47.82 mg·kg-1、0.91 g·kg-1,高于农业源污染型河流。生活污染型河流水体中pH、DO、COD、NH4+、TP与根系底泥有机碳、全氮、硝态氮季节变化显著;农业源污染型河流水体中pH、DO、COD、TN、NH4+、NO3-与根系底泥pH值、有机碳、全氮季节变化显著。（2）生活污染型河流湿地芦苇根系总PLFAs含量范围7.46-41.80 nmol·g-1,香蒲根系总PLFAs含量范围4.97-28.48 nmol·g-1,农业源污染型河流湿地芦苇根系总PLFAs含量范围4.35-26.72 nmol·g-1,香蒲根系总PLFAs含量范围7.29-20.86 nmol·g-1。生活污染型河流湿地芦苇和香蒲根系B:F比值在夏季最高,而G+:G-比值在夏季最低;芦苇根系好氧:厌氧菌比值高于香蒲根系;芦苇根系细菌Shannon多样性指数值高于香蒲根系;根系细菌主要以Proteobacteria、Firmicutes、Chloroflexi门以及Exiguobacterium、Acinetobacter、Smithella属细菌为主,芦苇根系细菌优势门、优势属季节差异较大。农业源污染型河流湿地芦苇根系总PLFAs、细菌PLFAs标记物含量都低于香蒲根系;芦苇根系PLFAs标记物比率B:F、G+:G-、cy:pre、S:M、i:a基本都低于香蒲根系,但是好氧:厌氧菌比值高于香蒲根系;香蒲根系细菌Shannon多样性指数值高于芦苇根系,根系主要以Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes门以及Exiguobacterium、Thiobacillus、Povalibacter属细菌为主,芦苇根系细菌优势门、优势属季节差异较大。（3）生活污染型河流水体中COD与芦苇和香蒲根系微生物群落影响较大,且与cy:pre、i:a等正相关,与芦苇根系总PLFAs等负相关,与香蒲根系总PLFAs等却是正相关;COD与芦苇根系Pseudomonas属细菌正相关,同时芦苇根系Pseudomonas属细菌与TN、TP负相关,而芦苇根系Azotobater、Dechloromonas等属细菌与TN、TP正相关,而水体中COD、TN、BOD5对微生物群落影响较大,且与香蒲根系Dechloromonas、Acinetobacter、Bacillus、Clostridium等属细菌正相关,与Pseudomonas等属细菌负相关;此外,DO对微生物群落影响较大,且与芦苇根系好氧:厌氧菌正相关。芦苇根系底泥中有机碳与芦苇根系cy:pre、i:a等正相关,与B:F负相关,铵态氮与S:M、好氧菌:厌氧菌比值正相关,香蒲根系有机碳、全氮、全磷与cy:pre、i:a等正相关;全磷与Acinetobacter、Bacillus等属细菌负相关。农业源污染型河流水体中DO、TN对微生物群落影响较大,DO与芦苇根系总PLFAs、B:F等正相关,TN与S:M、i:a等正相关,与总PLFAs等负相关,而TN对与香蒲根系总PLFAs等负相关;pH、DO与芦苇根系Azotobacter等属正相关,COD、TN与香蒲根系Acinetobacter、Dechloromonas等正相关。芦苇根系底泥中有机碳、全磷、全氮与cy:pre、S:M、i:a、好氧:厌氧菌等正相关,香蒲根系有机碳、全磷、全氮与总PLFAs等负相关;芦苇根系铵态氮、硝态氮、pH与Acinetobacter、Pseudomonas、Clostridium等属正相关,有机碳、全磷与Azotobacter等属正相关,香蒲根系全磷与Pseudomonas等属负相关。（4）芦苇和香蒲的根系周围微生物群落结构和细菌多样性在不同污染类型河流湿地中表现不同:生活污染型河流芦苇根系微生物总PLFAs和细菌、真菌、放线菌、原生动物、AMF、甲烷氧化菌PLFAs及B:F比值高于农业源污染型河流,但G+:G-、好氧:厌氧菌、cy:pre、S:M、i:a低于农业源污染型河流;生活污染型河流香蒲根系微生物总PLFAs和细菌、真菌、原生动物、甲烷氧化菌PLFAs及好氧:厌氧菌比值高于农业源污染型河流,AMF PLFAs、G+:G-、B:F、好氧:厌氧菌、cy:pre、S:M、i:a低于农业源污染型河流。生活污染型河流芦苇和香蒲根系细菌多样性高于农业源污染型河流。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景、研究意义
•   1.2 相关文献综述
•     1.2.1 植物对根系微生物的影响
•     1.2.2 河流污染类型对微生物的影响
•     1.2.3 季节变化对微生物的影响
•     1.2.4 两种常见环境微生物研究方法
•   1.3 研究内容和研究意义
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究意义
• 第二章 研究区域概况及研究方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 研究方法
•     2.2.1 样品采集
•     2.2.2 样品分析测定方法
•     2.2.3 数据分析
• 第三章 生活污染型河流植物根系微生物群落结构特征 及其与环境的关系
•   3.1 水质特征分析
•   3.2 根系底泥营养物质含量特征分析
•     3.2.1 芦苇根系底泥营养物质含量特征分析
•     3.2.2 香蒲根系底泥营养物质含量特征分析
•   3.3 根系微生物群落结构季节动态及其与环境的关系分析
•     3.3.1 芦苇根系微生物群落结构季节动态及其与环境的关系分析
•     3.3.2 香蒲根系微生物群落结构季节动态及其与环境的关系分析
•   3.4 芦苇和香蒲根系环境与微生物群落构差异分析
•     3.4.1 底泥环境差异分析
•     3.4.2 微生物群落差异分析
•   3.5 小结
• 第四章 农业源污染型河流植物根系微生物群落结构特征及其与环境的关系
•   4.1 水质特征分析
•   4.2 根系底泥营养物质含量特征分析
•     4.2.1 芦苇根系底泥营养物质含量特征分析
•     4.2.2 香蒲根系底泥营养物质含量特征分析
•   4.3 根系微生物群落结构季节动态及其与环境的关系分析
•     4.3.1 芦苇根系微生物群落结构季节动态及其与环境的关系分析
•     4.3.2 香蒲根系微生物群落结构季节动态及其与环境的关系分析
•   4.4 芦苇和香蒲根系环境与微生物群落结构差异分析
•     4.4.1 底泥环境差异分析
•     4.4.2 微生物群落特征差异分析
•   4.5 小结
• 第五章 不同污染类型河流湿地环境和植物根系微生物群落的比较分析
•   5.1 不同污染类型河流湿地水质特征分析
•   5.2 不同污染类型河流湿地底泥差异分析
•     5.2.1 芦苇根系底泥差异分析
•     5.2.2 香蒲根系底泥差异分析
•   5.3 不同污染类型河流湿地植物根系PLFAs差异分析
•     5.3.1 芦苇根系PLFAs差异分析
•     5.3.2 香蒲根系PLFAs差异分析
•   5.4 不同污染类型河流植物根系细菌特征分析
•     5.4.1 芦苇根系细菌特征分析
•     5.4.2 香蒲根系细菌特征分析
•   5.5 小结
• 第六章 讨论
•   6.1 不同污染类型河流湿地环境对微生物的影响
•   6.2 季节对不同污染型河流环境和微生物的影响
•   6.3 芦苇和香蒲根系环境与微生物的差异比较
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间公开发表论文及著作情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 江静

导师: 王咏

关键词: 河流湿地,微生物群落结构,根系,底泥,氮磷

来源: 东北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,农业科技

专业: 生物学,环境科学与资源利用,农业基础科学,农艺学

单位: 东北师范大学

基金: “水专项”十二五立项的项目“饮马河流域水污染综合治理与水质改善技术研究与综合示范工程”

分类号: X52;S154.3

DOI: 10.27011/d.cnki.gdbsu.2019.000070

总页数: 84

文件大小: 8355K

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