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生物滤解带对水体细菌群落结构和代谢功能的影响研究

文献类型： 中文期刊

作者： 王俊力 1 ; 付子轼 1 ; 乔红霞 1 ; 毕玉翠 1 ; 刘福兴 1 ;

作者机构： 1.上海市农业科学院

关键词： 滤解带;水体细菌;水质;群落结构;代谢功能

期刊名称： 环境科学研究

ISSN： 1001-6929

年卷期： 2025 年 38 卷 010 期

页码： 2252-2263

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 传统硬质护岸结构虽能提升防洪效能,却显著削弱了滨岸生态功能.生物滤解带作为一种滨岸带生态软化技术,通过植物-微生物-基质的多界面协同净化效应,能够有效截留面源污染物并改善水质,然而,其长期运行中的微生物响应机制尚不明晰.本文构建基础型、阶梯型和悬置型 3 种不同架构的生物滤解带,综合运用 16S rRNA高通量测序、Biology-ECO微平板技术及冗余分析(RDA)等方法,解析水体主要污染物浓度的变化,并对比分析夏冬两季细菌群落结构和代谢功能的季节性差异.结果表明:①3 种架构滤解带均能有效降低水体TN和TP浓度(平均降幅分别为 53.9%~63.2%和 46.9%~52.8%),但处理效果差异不显著;TOC浓度则呈现先降后升的动态变化特征.②变形菌门(Proteobacteria)为夏冬两季的优势菌门,其亚纲呈现α-变形菌(夏季)向γ-变形菌(冬季)的演替特征;在属水平上,阶梯型与悬置型滤解带的菌群结构相似性较高.③夏季细菌的整体代谢活性及多样性指数均高于冬季,其中,悬置型滤解带在夏冬两季均表现出最强的碳源代谢能力和最高的代谢多样性水平.④RDA分析表明,夏季水体TP是驱动细菌群落结构组成和代谢功能变化的主要因子;冬季TN主导群落结构组成,而TOC主导代谢功能变化;冬季蓝细菌门(Cyanobacteria)丰度与TP浓度呈显著正相关,提示冬季磷管控尤为重要.研究显示,3 种架构的滤解带均可作为滨岸带软化措施提升水体生态功能,其中,悬置型滤解带在实际工程中可作为优选架构方式.

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