典型城市内河菌群组成与氮循环功能垂向分布及溯源分析

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：谭秋阳,吕金燕,白献宇,程莉蓉,李晓艳,郑蕾

单位：北京师范大学水科学研究院, 北京 100875,中国城市规划设计研究院, 北京 100037,北控技术服务(广东)有限公司, 广州 511300,北京师范大学水科学研究院, 北京 100875,北京师范大学水科学研究院, 北京 100875,北京师范大学水科学研究院, 北京 100875

摘要：微生物在城市河流氮循环中发挥重要作用.由于河流的三维流动性，有必要明晰河流微生物组成和氮循环功能的垂向分布以及水动力因子对微生物来源和群落构建的影响.基于16S rRNA高通量测序技术，研究了北运河北京通州段水体和沉积物的细菌群落组成和氮循环功能，解析了环境要素和水动力因子对群落结构的影响，并对河流细菌进行了溯源.结果表明，沉积物细菌α多样性显著高于水体；从组成上来看，变形菌门（Proteobacteria）丰度最高，在水体和沉积物中的相对丰度分别为54.72%和32.36%.PICRUSt2功能解析表明，北运河有丰富的氮代谢功能，共获得47个氮代谢基因.水体和沉积物表现出相似的功能分布：反硝化作用、氮的同化和异化还原作用相关基因丰度较高，生物固氮和硝化作用相对较低.溯源分析表明，水体细菌来自上游、两岸和沉积物的比例分别为60.05%、37.93%和1.05%，而沉积物细菌来自上游、两岸和上覆水的比例分别为50.16%、45.55%和1.55%，细菌主要通过纵向和横向运移影响当地微生物群落的组成.环境因子、水动力因子和两者相互作用对水体细菌群落变化的解释率分别为44.22%、3.21%和15.60%；对沉积物细菌群落变化的解释率分别为13.05%、1.56%和8.51%，表明环境因子和水动力条件共同控制了河流垂向细菌群落的组成和氮循环功能，进而影响其生态效应.

关键词：水体,沉积物,细菌,水动力,溯源,氮循环,