進(jìn)入濕地系統(tǒng)的廢水中污染物的組成和濃度在時(shí)間和空間上存在波動(dòng)。因此，濕地沉積物中的微生物群落經(jīng)常受到廢水的干擾。然而，微生物群落有必要保持相對(duì)穩(wěn)定的組成或生物量才能持續(xù)對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行去除。但是微生物群落在廢水波動(dòng)條件下如何保持穩(wěn)定的機(jī)制目前尚不清楚。探明人工濕地系統(tǒng)中微生物群落對(duì)廢水時(shí)空波動(dòng)的響應(yīng)機(jī)制，對(duì)進(jìn)一步了解濕地中微生物群落組成及其在凈化廢水的變化過(guò)程具有十分重要的意義。
中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所流域農(nóng)業(yè)環(huán)境研究中心吳金水研究員團(tuán)隊(duì)和福州大學(xué)劉樂(lè)冕研究員合作，對(duì)長(zhǎng)沙站多級(jí)表面流人工濕地系統(tǒng)處理農(nóng)村污水進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)13個(gè)月的連續(xù)觀測(cè)，并逐月采集分析濕地沉積物以評(píng)估細(xì)菌和微型真核生物群落結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果表明，雖然進(jìn)水濃度隨季節(jié)有較大波動(dòng)，但是濕地系統(tǒng)出水總氮濃度能達(dá)到較好的處理效果，水質(zhì)指標(biāo)遠(yuǎn)優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB1989-2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水水質(zhì)的波動(dòng)導(dǎo)致沉積物細(xì)菌和微型真核生物群落組成會(huì)發(fā)生顯著的季節(jié)性變化，并且單個(gè)微生物分類群的抗性較低 (特別是放線菌和γ變形菌)。然而，16S rRNA、硝化和反硝化基因豐度卻能在不同季節(jié)保持相對(duì)穩(wěn)定。分析認(rèn)為其機(jī)理在于微生物類群間的高度異步性導(dǎo)致了群落組成發(fā)生變化，但卻維持了群落功能的穩(wěn)定性。此外，隨著廢水中氮濃度的降低，濕地系統(tǒng)的微生物群落組成也在由異養(yǎng)向自養(yǎng)轉(zhuǎn)變。同時(shí)，本研究還發(fā)現(xiàn)微型真核生物群落比細(xì)菌群落對(duì)廢水波動(dòng)的響應(yīng)更為敏感。本研究對(duì)于深入理解南方地區(qū)人工濕地系統(tǒng)微生物群落的功能穩(wěn)定維持機(jī)制具有重要理論價(jià)值，對(duì)于濕地系統(tǒng)功能提升技術(shù)的研發(fā)可能具有潛在指導(dǎo)意義。
該項(xiàng)研究近期以題為Response of bacterial and micro-eukaryotic communities to spatio-temporal fluctuations of wastewater in full scale constructed wetlands發(fā)表在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域一區(qū)Top期刊Bioresource Technology（IF=11.4）上。本研究得到了“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2023YFD1702000）、國(guó)家自然科學(xué)基金（42077215，31971469）等項(xiàng)目的共同資助。
人工濕地沉積物中細(xì)菌和微型真核生物群落組成的變化
細(xì)菌與微型真核生物共生網(wǎng)絡(luò)
濕地微生物群落組成對(duì)廢水波動(dòng)的響應(yīng)機(jī)制