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典型沉水植物对沉积物中微生物群落结构及磷形态的影响

张亚朋  
【摘要】:沉水植物是湖泊生态系统结构的重要组成部分,不仅具有净化水质、控制藻类等功能,而且能够改变微生物群落结构,并进一步影响物质循环过程。因此,研究沉水植物对沉积物中微生物群落结构及磷形态的影响,可以进一步揭示沉水植物的环境效应,为深入理解湖泊磷循环机制提供理论支持。采用磷脂脂肪酸(PLFAs)技术调查分析太湖、洪泽湖等湖泊水体典型沉水植物马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、菹草(Potamogeton crispus)、苦苴(Vallisneria natans)群丛内沉积物中微生物群落结构及各形态磷;同时,通过室内实验,研究苦草对沉积物中微生物组成及各形态磷的影响,取得如下结果:(1)野外调查表明,不同沉水植物群丛内沉积物中微生物群落结构存在明显差异。马来眼子菜群丛内沉积物中微生物群落结构与菹草群丛内沉积物中微生物群落结构差异度为38.23%,与苦草群丛沉积物中微生物群落结构差异度为81.53%,菹草群丛内沉积物中微生物群落结构与苦草群丛内沉积物中微生物群落结构的差异度为78.61%。主成分分析结果表明,温度和Eh是影响微生物群落结构的主要影响因素。(2)不同沉水植物作用下,沉积物中各形态磷含量差异显著。马来眼子菜群丛内总磷、无机磷、有机磷的含量均大于菹草群丛和苦草群丛;马来眼子菜群丛内钙磷的含量占无机磷含量的58%-78%,菹草群丛内钙磷的含量占无机磷含量的35%左右,苦草群丛内钙磷的含量占无机磷含量的32%左右。(3)室内培养实验表明:苦草生长初期与旺盛期沉积物中微生物群落结构差异度为23.63%,与衰亡期沉积物中微生物群落结构差异度为38.71%,而生长旺盛期与衰亡期沉积物中微生物群落结构差异度为37.69%。主成分分析结果表明,温度、pH、Eh是影响微生物群落结构的主要影响因素。在培养结束时,沉积物中革兰氏阳性菌的相对含量增加了9.22%,革兰氏阴性菌的相对含量减少了7.98%,真菌的相对含量增加了4.23%。沉积物中磷脂脂肪酸总量增加了60.17%,沉积物中磷脂脂肪酸总量与微生物活性呈显著正相关,与总磷含量呈显著负相关,说明微生物在磷迁移转化中有着起到重要作用。(4)苦草生长可以有效地减少沉积物中有机质及磷的含量,在培养185天后,表层沉积物中磷含量明显低于生长初期,总磷、有机磷、无机磷分别下降8.97%、7.8%、10.28%。从垂直方向来讲,2-5cm处由于根系大量分布,各形态磷含量都处于最低值。


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