第八届青年地学论坛

人为活动的持续增强给河流生态系统带来巨大压力，使河流生物地球化学过程和生态系统功能发生变化。目前我们对强人为压力（例如污水处理厂尾水排放）如何影响基流匮乏型河流潜流带微生物群落结构稳定性和功能性缺乏明确的认识。现阶段有关尾水排放对受纳水体影响机制的研究多关注尾水排放对受纳水体水质和生态功能的影响，鲜有研究关注河流潜流带区域。对于基流匮乏型河流，污染物易累积并渗入河流潜流带和地下水，改变地下水环境的微生物群落结构和生态功能。因此，准确评估尾水排放对基流匮乏型河流潜流带的影响对于解析受纳水体的生态健康状况至关重要。
本研究以代表性基流匮乏型河流为研究对象，监测了河流潜流带区域水文参数和理化性质的时空分布特征，通过16S rDNA扩增子和宏基因组测序，研究了尾水排放区域和下游区域潜流带内微生物群落结构及其与环境因子的关联，并确定了对应区域的关键物种（keystone taxa）及其控制的关键代谢功能（keystone metabolic functions）。尾水排放使尾水排放区域的氧化带深度和潜流交换通量增大，相比下游区域分别高50-120%和40-300%。微生物群落结构分析表明，尾水排放区微生物的扩散速率加快，微生物多样性和群落网络的复杂性增加。但该区域的关键物种数量比下游区域低50% ~ 70%，其群落稳定性和功能也随之降低。尾水排放区域控制代谢功能的关键物种中含有较多与氮硫循环有关的属，如Dechloromonas，Desulfobacter，Flavobacterium，Nitrosomonas，Sulfuricurvum等。结构方程模型表明，关键物种对微生物网络的稳定性有积极贡献，而微生物网络的稳定性与潜流交换通量和氧化还原梯度等环境因子呈负相关。研究可提高我们对河流生态系统如何应对人为压力变化的理解，为科学制定尾水受纳区生态修复策略提供理论依据。
 

尾水排放；,基流匮乏型河流,潜流带,微生物群落稳定性和功能性,共现网络