F/M对活性污泥微生物生态网络的影响

来源：环境科学杂志2022年第1期北京时间：

作者：张冰,孙晨翔,文湘华

单位：中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081,清华大学环境学院, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084,清华大学环境学院, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084,清华大学环境学院, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084

摘要：为深入理解有机负荷率（F/M）对活性污泥（AS）微生物群落的影响，以F/M（以BOD/MLVSS计，下同）设计建议范围0.2~0.5 kg·（kg·d）-1为依据，将采集的AS样品分为3组，运用基于随机矩阵理论（RMT）的网络分析方法，解析了不同F/M条件下的AS微生物生态网络拓扑性质及结构特征.结果表明，较低的F/M能够显著降低AS微生物群落的多样性和均匀度，但较高的F/M未对群落多样性和均匀度产生显著影响，表明多样性指标对高F/M不敏感.不同F/M条件下微生物生态网络均具有无标度、小世界和模块化的特征，但F/M较高或较低均会降低网络的规模及复杂度.当F/M在0.2~0.5 kg·（kg·d）-1范围内，生态网络具有最多的总节点数、最大的平均聚集系数以及最小的平均路径距离；此时的网络规模最大，网络复杂度最高，AS群落的结构和功能也因此最为稳定.不同F/M条件下AS微生物间的正负相互作用关系也存在差异：其中F/M较低时，网络中节点的正连接比例为71.1%；当F/M在0.2~0.5 kg·（kg·d）-1时，微生物间的正相关关系最多，为76.8%；当F/M超过0.5 kg·（kg·d）-1时，正相关关系降至60.0%.此外，F/M在0.2~0.5 kg·（kg·d）-1时网络识别出了24个关键物种，而F/M低于0.2 kg·（kg·d）-1和高于0.5 kg·（kg·d）-1时，网络仅识别出4个和7个关键物种.上述性质均表明F/M在0.2~0.5 kg·（kg·d）-1范围内，AS微生物可能会更高效地进行物质传输和利用，同时抵御环境扰动的能力也更强，群落稳定性更高.

关键词：活性污泥(AS),微生物群落,有机负荷率 (F/M),生态网络,关键物种,