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杭州市西湖景区空气微生物特征研究

郭卫俊  
【摘要】:空气微生物在城市生态系统中起着非常重要的作用,其与环境质量、人们的生活品质及健康状况密切相关。本研究以杭州市西湖景区为例,选取了西湖景区的柳浪闻莺(Orioles Singing in the Willows,OSW)、宝石流霞(Precious Stone Hill Floating in Rosy Clouds,PSHFRC)、断桥残雪(Lingering Snow on the Broken Bridge,LSBB)和花港观鱼(Viewing Fish at Flower Pond,VFFP)4个典型景点作为研究样点,利用传统可培养法、高通量测序和生物信息学分析方法,使用Anderson空气生物粒子采样器和Coriolisμ液体空气生物粒子取样器研究了的空气微生物浓度与粒径变化规律及群落结构特征,为控制西湖景区空气生物性污染和为相关管理部门制定环境政策法规提供理论指导和参考依据。西湖景区空气微生物浓度平均值为609 CFU/m~3,空气细菌的浓度为107CFU/m~3,空气真菌的浓度为502 CFU/m~3,其中空气真菌占总空气微生物的80.0%。在4个景点中,OSW的空气微生物浓度最高,为695 CFU/m~3,PSHFEC的空气微生物浓度最低,为572 CFU/m~3。各景点的空气微生物中空气真菌占比也都不相同,其中OSW的空气真菌含量最高,占87.0%,LSBB的空气真菌含量最低,占73.0%。西湖景区的空气微生物浓度随春夏秋冬的季节推进而减少,冬季到达最低。西湖景区空气细菌则在春秋两季都很高,分别为142 CFU/m~3和136 CFU/m~3,在冬季最低,为56 CFU/m~3。在4个景点中,LSBB的空气细菌浓度最高,为148CFU/m~3,OSW的空气细菌浓度最低,为97 CFU/m~3。空气细菌的粒径分布呈现偏态分布,在8.2μm级的粒径捕获率最多,超30.0%。在门水平上,4个景点中的相对含量最多的3个门都是Proteobacteria,Firmicutes和Bacteroidetes。在属水平上各景点中的优势菌属的含量虽各自有显著差异,但每个样点中的最多含量的菌属类型大致相同:PSHFRC的相对含量最多的菌属是Aeromonas,占到PSHFRC总菌属数的20.88%,LSBB相对含量最多的菌属是Ralstonia,占LSBB总菌属数的56.41%,VFFP相对含量最多的菌属是Ralstonia,占到VFFP总菌属数的20.87%,OSW相对含量最多的菌属是Ralstonia,占到OSW总菌属数的16.04%。西湖景区空气真菌在春季最高,为745 CFU/m~3,在冬季最低,为256 CFU/m~3。在4个景点中,OSW的真菌浓度最高,为619 CFU/m~3,LSBB的真菌浓度是最低的,为394 CFU/m~3。在4个景点中,OSW的空气真菌浓度最高,为619 CFU/m~3,LSBB的空气真菌浓度最低,为394 CFU/m~3。气真菌的粒径分布呈现正态分布,在3.0~6.0μm、2.0~3.5μm和1.0~2.0μm级的粒径捕获率占了空气真菌整体的近80.0%。空气真菌在属水平上各景点的优势菌属含量虽有显著差异,但是每个样点最多含量的菌属类型大致相同:PSHFRC的相对含量最多的菌属是Penicillium,占PSHFRC总菌属数的18.75%,LSBB相对含量最多的菌属是Cladosporium,占到LSBB总菌属数的22.08%,VFFP相对含量最多的菌属是Rhizopus,占到VFFP总菌属数的39.98%,OSW相对含量最多的菌属是Penicillium占到OSW总菌属数的37.17%。对空气细菌进行α多样性分析,得到PSHFRC的空气微生物丰度相对较低但均匀度较高,比较各样点不同季节α多样性指数,发现春季空气微生物丰度较低但均匀度较高但单个菌群含量较低,秋季相对空气微生物丰度较高而均与度较低。对空气细菌进行β分析,得到秋季中OSW和VFFP相似,LSBB和其他3个样点相似度最低。这可能由于PSHFRC和VFFP空气微生物菌群特征也相似;而OSW在空气微生物丰度和多样性上与其他样点差异性较大。通过PCA分析,发现OSW和LSBB的PCA差异性较大,PSHFRC和VFFP的差异性较小。


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