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再生水对湿地细菌群落多样性的影响

【摘要】:基于再生水干扰强度及湿地类型对各类群多样性表征参数进行单因素方差分析,结果表明各类群多样性表征参数间均不具显著差异;由此可见,基于传统多样性指数分析结果表明再生水补水未致使湿地净化系统细菌群落多样性发生显著变化,且不同湿地类型间细菌群落多样性不具显著空间差异。

2.2.1 基于单一酶切片段多样性表征参数变异特征分析

根据三大功能区,计算了以Hha Ⅰ为酶切的不同聚类中各片段的丰度,并定义T-RFs片段丰度值>4%的类型为优势菌群,而片段丰度值<1%的类型为偶见菌群,其余为非优势菌群[27],采用多样性指数、菌群丰度和菌群T-RFs 片段数表征基于聚类的群落多样性特征,具体见表2。基于再生水干扰强度及湿地类型对各类群多样性表征参数进行单因素方差分析,结果表明各类群多样性表征参数间均不具显著差异;由此可见,基于传统多样性指数分析结果表明再生水补水未致使湿地净化系统细菌群落多样性发生显著变化,且不同湿地类型间细菌群落多样性不具显著空间差异。鉴于此,本文采用基于多酶切综合比对细菌群落多样性变异分析和功能区间显著变化的T-RFs 类群特征分析相结合的方法进一步对人工湿地净化系统芦苇根际细菌群落多样性空间变异进行分析。

2.2.2 基于多酶切综合比对细菌群落多样性变异分析

基于PAT 多酶切比对结果,依据属数量分析各类细菌群落门水平的多样性,结果见表3。由表3 可知,3 个净化单元芦苇根际细菌群落共涉及15 种可能的门,MOP 根际细菌涉及的门类最丰富,共12 个门;VW和POP根际细菌依次涉及10个门和9个门。其中,Actinobacteria、Bacteroidetes、Chlorobi、Firmicutes、Tenericutes、α-proteobacteria、γ-Proteobacteria、β-proteobacteria、δ-Proteobacteria 为各类共有门类,Fusobacteria 为MOP 特有门类,Chlorobi 为VW 特有门类。

通过单因素方差分析可检验出各类群落间多样性具有显著差异的门,对基于属数量的门水平的各类细菌多样性进行差异性检验,筛选出再生水补水影响下多样性产生显著变化的门。由于各类群落(VW、POP 和MOP)为非数值型参数,根据各类群落受再生水干扰强弱分别将VW、POP 和MOP 赋值为3、2、1。通过单因素方差分析检验出β-proteobacteria 和Cyanobacteria多样性在各类群落间呈显著差异(P <0.05),Actinobacteria 则呈极显著差异(P <0.01),其余门类不具有基于多元统计分析的变异特征。β-proteobacteria、Cyanobacteria和Actinobacteria 多样性在各类群落间的显著变化均与再生水干扰强弱密切相关,同时与湿地类型的变化也具有显著的相关关系。说明具有显著差异的β-proteobacteria、Cyanobacteria 和Actinobacteria 是再生水干扰强度和湿地内源性杂质和湿地结构差异综合作用引起的。研究发现,β-proteobacteria 普遍存在于淡水系统和沉积物中[28],pH 微小的波动就能促使β-proteobacteria 丰富度发生变化,且β-proteobacteria可有效降低水体中氮的含量,并能够分解代谢水体中的有机物[29]。Actinobacteria 属于淡水水体中的优势菌[30],倾向于存在pH 较高的静水水体中[31],且有机物、氮和磷含量较高的污染水体易产生大量放线菌属的细菌[31]。研究发现,Cyanobacteria 多分布于有机物含量较高的污染水体中[32]。为应对混合生态功能区较高的有机污染物和无机氮污染,β-proteobacteria、Cyanobacteria 和Actinobacteria 门类在降解污染物方面发挥重要作用,而植物氧化塘和复合垂直流人工湿地对补水水质和主湖循环水的净化起到了重要作用。(www.chuimin.cn)

表2 细菌群落多样性分析

表3 细菌群落多样性变异分析