河口溼地生物擾動的微生物響應特徵研究獲進展

生態學研究普遍側重於環境的時空變化對生物的影響。對於生物改變環境,尤其是生物擾動這種不存在直接營養關係的生態學研究關注較少。河口溼地底棲無脊椎動物分佈廣泛,數量大,其活動對溼地沉積物具有高頻率和高強度的擾動。蟹類是濱海潮間帶溼地中最重要的底棲動物之一,其掘洞行為顯著影響沉積物的養分有效性和沉積物的水分交換。目前,蟹類掘洞等行為對沉積物微生物群落結構的影響知之甚少,限制了人們對溼地生物擾動和元素迴圈的認知。為此,中國科學院東北地理與農業生態研究所溼地生物與環境學科組科研人員,在黃河三角洲河口溼地開展了相關研究,對比分析了蟹洞洞口土丘(SM)、洞內(WS)和未擾動沉積物(CT)三類沉積物的微生物群落組成和生物網路特徵。

結果表明,蟹類生物擾動改變了沉積物細菌和真菌的組成丰度,經過蟹類生物擾動(SM和WS)後細菌優勢菌門Proteobacteria 、Bacteroidetes相對丰度顯著升高,而Actinobacteria、Gemmatimonadetes相對丰度顯著降低;蟹類擾動顯著增加了真菌優勢菌綱Tremellomycetes的相對丰度。網路分析表明,螃蟹生物擾動後真菌網路的模組化程度降低,而蟹類生物擾動沉積物(SM和WS)的微生物網路聚類係數高於未經擾動的沉積物微生物網路。同時,細菌功能類群表現出,洞內(WS)中化能異養和好氧化能異養的相對丰度顯著高於未擾動沉積物(CT);而真菌營養群表現為,蟹洞洞口土丘(SM)腐生菌的相對丰度顯著降低,較洞內(WS)和未擾動沉積物(CT)分別降低71.55%和57.57%。因此,河口溼地蟹類行為擾動,能夠顯著改變微生物群落結構和功能類群,從而改變潮間帶溼地沉積物的有機質和營養物質迴圈的生物驅動機制,改變鹽沼溼地功能。

相關研究成果發表在Estuarine, Coastal and Shelf Science上,東北地理所博士吳傳敬為論文第一作者,研究員武海濤為論文通訊作者,研究工作得到國家重點研發計劃重點專項的資助。

河口溼地生物擾動的微生物響應特徵研究獲進展

圖1.蟹洞不同部位沉積物微生物共現網路

河口溼地生物擾動的微生物響應特徵研究獲進展

圖2.蟹洞不同部位沉積物細菌功能預測結果

河口溼地生物擾動的微生物響應特徵研究獲進展

圖3.蟹洞不同部位沉積物真菌功能預測結果

來源:中國科學院東北地理與農業生態研究所

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