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本文选取了流域经济迅速发展影响、人为干扰严重、水质急剧恶化特点的温榆河作为研究对象,深入探索其水体和河岸带理化性质与微生物群落结构的特征。通过对水体理化性质的分析发现:温榆河总体水质较差,多数河段属于劣Ⅴ类水质,上游山区的少数河段水质较好,个别指标能够达到Ⅱ-Ⅲ类水质。根据水质指标的主成分分析和聚类分析可将温榆河上各点划分为四类,水质依次变差。
分析了水体细菌数量的随季节的变化,以及与环境因子的相关关系分析。温榆河水体中的细菌数量有明显的季节性,在8月份达到最大值,总数要高出春季近两个数量级。细菌总数和各水质指标的相关性分析得到细菌数量与温度、COD的存在显著的正相关关系。
运用分子生物学方法T-RFLP和克隆技术研究了水体和河岸带的微生物群落结构特征。T-RFLP图谱分析和别对显示出水体中的微生物群落结构较为复杂,并且在一定程度上群落保持相对稳定,图谱中显示了优势种群和对外界反映最敏感的指示性生物。利用生物统计方法对T-RF结果进行了Shannon指数和Simpson指数分析,多样性分类结果与水质化学评价结果相符,仅有稍微偏差,所以Shannon指数可用做评价水体的微生物指标;而且Shannon指数与COD呈现显著地正相关,说明微生物指标与水质指标一定程度上相关联。河岸带微生物群落结构研究显示底泥的多样性指数在水质较好地区(南沙河段和北沙河段)明显好于水质较差的的地区(干流段、蔺沟河段)。南沙河段和北沙河段在近岸、远岸和底泥微生物中存在各空间梯度上有代表性的绝对优势物种,近岸T-RF为495bp,远岸T-RF为482bp;干流段、蔺沟河段的近岸、远岸、底泥T-RF均为484bp。
底泥在不同河段中微生物种群差异最明显,说明底泥可以更好的指示污染程度;水质较好地区,微生物种群丰富度相对稳定,而水体污染严重的干流段,其微生物种群丰富度为远岸>近岸>底泥>水体,呈现了明显的生态系统渐变性,具有更大的修复空间。羊台子底泥微生物多样性和均匀度均好于沙河水库,二者具有相似的微生物种类,但在微生物总量中所占的百分比不同。
克隆测序分析结果证明了未培养微生物在环境中占主要部分,也表明了利用T—RFLP分析环境微生物群落结构的优势。