论文部分内容阅读
随着工业化和城镇化进程加快,河流生态系统的空间格局发生深刻改变。浮游细菌群落是反映河流生态系统状况的重要指标,其空间分布特征反映环境变化的影响,理解浮游细菌群落的空间分布有助于深刻理解菌群多样性产生、维持的机制,并预测河流生态系统功能的演变方向。当前,对浮游细菌群落空间分布的解释主要借助复合群落理论,即物种分选和质量效应。河流水化学、流域土地利用类型和空间地理距离是影响浮游细菌群落空间分布的环境因子,三者与物种分选和质量效应机制有关。因此,本文旨在查明水化学、土地利用和地理距离指标对浮游细菌群落空间分布的影响并探明主要影响机制。本研究以袁河流域为研究区,分别于2018年8月（丰水期）和2019年1月（枯水期）对袁河上游至下游的16个采样点表层水样进行采集。检测水化学指标(pH值和DO、DOC、NH4+-N、TP、NO3--N、Cl-、SO42-、Mn、Fe、Zn、Pb浓度);利用ArcGIS计算土地利用方式类型比例（农田、林地、水域、建设用地）和地理距离指标（干流长度、累计河网长度、平均河网长度、子流域面积）;运用高通量测序技术确定袁河浮游细菌群落特征。基于Bray-Curtis距离的采样点非度量多维尺度分析和聚类分析不同采样点间的浮游细菌群落结构差异。基于冗余分析研究环境因子与细菌群落的关系。采用方差分解量化分析各环境因子对浮游细菌群落空间分布的影响程度并确定主要影响机制。结果表明:（1）袁河浮游细菌优势门类为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝藻菌门（Cyanobacteria）、尤微菌门（Verrucomicrobia）。在河流上游,Bacteroidetes在丰水期为优势菌群。在中游湖库区和下游新余段,Actinobacteria均为优势菌群,Proteobacteria相比其他河段丰度较低。Cyanobacteria和Verrucomicrobia丰度在丰水期显著高于枯水期。（2）浮游细菌群落的多样性指数和丰富度指数从河流上游到下游变化显著,但在丰水期和枯水期变化趋势相反。丰水期,浮游细菌群落的多样性指数和丰富度指数在的上游最低,且显著低于下游;枯水期,浮游细菌群落的多样性指数和丰富度指数在上游均为最高,其中丰富度指数显著高于下游。浮游细菌的多样性指数和丰富度指数在枯水期显著高于丰水期。（3）水化学、土地利用、地理距离对浮游细菌群落的空间分布均有显著影响,且三者的影响大小相近。在丰水期,三种环境因子的解释程度依次为地理距离（32.7%）、土地利用（29.0%）、水化学（27.6%）;在枯水期,依次为地理距离（27.9%）、土地利用（22.8%）、水化学（20.1%）。水化学指标中,Mn为影响最大的环境因子;土地利用方式中,水域为影响最大的环境因子;地理距离指标中,累计河网长度为影响最大的环境因子。（4）物种分选机制和质量效应机制共同影响袁河浮游细菌群落的空间分布特征,在丰水期两者作用相当,物种分选和质量效应的解释量分别为27.6%,26.4%;在枯水期以质量效应为主,物种分选和质量效应的解释程度分别为20.1%,34.1%。