摘要
消落带底泥具有独特的环境条件，是水体陆地之间能量物质传输的关键地带。在干湿交替作用下，消落带底泥细菌种群群落结构和底泥理化性质发生变化。本文模拟研究不同频率干湿交替下的南四湖消落带细菌多样性和底泥理化性质变化规律，采用SMT方法分析了底泥磷形态变化过程，通过高通量测序技术研究了干湿交替过程中的底泥细菌生物群落的变化特征，探讨了干湿交替条件下细菌群落与底泥理化性质的相关性，辨识了影响消落带底泥不同形态磷释放过程中的主要细菌种群。结果表明： （1）消落带底泥理化性质在落干和交替过程中呈现不同的变化趋势。底泥pH、可溶解性有机碳（DOC）含量在淹没期间高于落干期间，而氧化还原电位（ORP）呈现相反的变化趋势。恒湿组底泥pH与高频率组和低频率组变化规律不同，呈缓慢上升趋势，经过112d淹没过程后底泥呈碱性；ORP在淹没后期呈平稳趋势；DOC在淹没期间呈动态平衡趋势。 （2）干湿交替促进了消落带底泥磷的释放，对底泥不同形态磷的影响程度有差异。在干湿交替过程中底泥中总磷（TP）、无机磷（IP）和钙结合态磷（HCl-P）呈降低趋势，频繁的干湿交替促进了底泥中磷的释放。高频率干湿交替的底泥中，TP，IP，HCl-P释放潜力较低频率干湿交替组和恒湿组更强。高频率底泥中TP，IP，HCl-P分别降低了11.0%，12.2%，12.9%；低频率底泥中TP和IP，分别降低了5.98%，3.2%；然而有机磷（OP）和铁铝结合态磷（NaOH-P）在消落带底泥干湿交替过程中降低趋势并不明显。 （3）干湿交替过程中消落带底泥微生物群落丰度发生变化。高频次干湿交替、低频次干湿交替和恒湿对照条件下的OTUS分别了增加了4，61和226种，恒湿淹没下的OTUS种类最高，频繁地干湿交替不利于消落带底泥保持微生物多样性。Alpha指数多样性分析也表明，干湿交替降低了消落带底泥的多样性指数，高频组、低频组和恒湿组的香农指数最高值分别为6.332、6.390和6.585，其chao指数最高值分别为3218.320、3240.058和3520.836。 消落带底泥在干湿交替过程中细菌群落结构保持稳定。高通量测序得出底泥中样本中相对丰度大于10%的菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、黏球菌门（Myxococcota）、拟杆菌门（Bacteroidota）、蓝藻门（Cyanobacteria）、Methylomirabilota、脱硫杆菌门（Desulfobacterota）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）和疣微菌门（Verrucomicrobia）。在纲分类水平上，相对丰度大于10%的菌纲为γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria），α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、放线菌纲（Actinobacteria）、芽单胞菌纲（Gemmatimonadetes）。其中，高频率组和恒湿组的细菌群落组成结构与低频率组相同。淹没期间优势菌门为放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和Myxococcota，而落干期间优势菌门为WPS-2。 （4）在门分类水平上的底泥细菌种类与不同底泥形态磷之间相关性分析结果显示，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）、蓝藻门（Cyanobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）与底泥中各形态磷具有相关性。其中，底泥中蓝藻门（Cyanobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobiota）与底泥中TP、IP、NaOH-P呈显著相关性。
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