乐安江水化学和浮游细菌群落特征

论文摘要

为了解乐安江水化学和水体浮游细菌群落特征,探讨水化学和空间距离对浮游细菌群落的影响,本次研究分别于枯水期（2016年12月）和丰水期（2017年7月）对乐安江15个采样点表层水样进行采集。检测了水体Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、HCO3-、NO3--N、NH4+-N、TP、TOC、Cu、Zn等水化学指标,运用高通量测序技术确定水体浮游细菌群落特征,基于Bray-Curtis距离的采样点非度量多维尺度（NMDS）分析研究乐安江水体细菌群落结构差异。采用独立样本t检验对比不同水期水化学指标和浮游细菌多样性指标的差异性,单因素方差分析不同河段水化学和浮游细菌群落差异性。采用Mantel检验和Partial Mantel检验分析水化学、空间距离（采样点干流长度、平均河网长度、累计河网长度和流域子面积）与浮游细菌群落之间的关系,采用方差分解（Variance partitioning）定量化分析水化学和空间距离对浮游细菌的影响。结果表明:（1）乐安江八大离子浓度最高的阴离子是SO42-,浓度最高的阳离子是Ca2+。不同河段水化学八大离子受岩石风化控制和人类活动影响,水化学类型空间差异明显,上游为HCO3-Ca型水,中游为SO4-Mg-Ca型水,下游为SO4-Ca-Na型水。（2）受降水稀释的影响,乐安江水体NO3--N、NH4+-N和TOC浓度枯水期高于丰水期。在空间分布上,受中下游矿山和农业活动的影响,NO3--N、NH4+-N浓度下游显著（p<0.05）高于上游。NH4+-N和TP浓度变化趋势相似,从上游到下游逐渐升高。TOC在不同河段间差异不显著,中游浓度较高。（3）乐安江水体痕量金属元素平均含量排序:Zn>Cu>As>Cr>Pb>Cd。在时间分布上,Cr、Cu、Zn、Cd和Pb含量在枯水期要显著（p<0.05）高于丰水期。在空间分布上,受德兴铜矿等矿山的影响,Cr、Cu、Zn和As含量在中游最高,并且Cu和As的含量中下游显著（p<0.05）高于上游。（4）乐安江水体浮游细菌群落丰富度和多样性在丰水期均高于枯水期,丰富度随流向逐渐升高,多样性下游最高,中游最低。（5）枯水期丰度最高的门分类浮游细菌是Proteobacteria,其次是Bacteroidetes和Actinobacteria,枯水期Proteobacteria中下游显著高于上游,Bacteroidetes中下游显著低于上游,Actinobacteria上游显著高于中下游。丰水期丰度最高的细菌门类是Actinobacteria,其次是Proteobacteria和Cyanobacteria,丰水期Actinobacteria丰度先降低后升高,中游丰度显著低于下游,其他河段无显著差异,Proteobacteria丰度随流向逐渐降低,Cyanobacteria丰度中游最高,并且显著高于下游地区。（6）乐安江非淡水细菌在丰水期平均所占的比例为62.94%要显著高于枯水期49.33%（p=0.001）。从上游到下游持续受到沿岸人类活动影响,枯水期非淡水细菌丰度大致随流向逐渐升高。丰水期非淡水细菌中游所占的比例最大,其次是上游,下游最低。（7）NO3--N是与浮游细菌群落相关性最高的水化学指标,干流长度是与浮游细菌群落相关性最高的空间距离指标。水化学和空间距离与乐安江浮游细菌群落均有显著相关性。水化学对浮游细菌群落的影响要大于空间距离,其中水化学单独解释了54%（枯水期）和51%（丰水期）的方差变异,空间距离单独解释了仅2%（枯水期）和12%（丰水期）,由水化学和空间距离共同解释了28%（枯水期）和丰水期20%（丰水期）的方差变异。

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摘要

Abstract

1.绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 河流水化学研究进展

1.2.2 分子生物学技术的发展与应用

1.2.3 河流浮游细菌群落研究

1.2.4 乐安江水环境研究现状

1.2.5 乐安江水环境已有研究存在的问题

1.3 研究目标、研究内容及特色

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 研究特色

2.研究区概况与研究方案

2.1 研究区概况

2.1.1 自然环境

2.1.2 社会经济

2.1.3 水环境污染

2.2 研究方案

2.2.1 采样点的选择

2.2.2 样品采集与处理

2.2.3 DNA提取和高通量测序

2.2.4 空间距离指标的选取与处理

2.2.5 数据统计与分析

2.2.6 技术路线图

3.乐安江水化学特征

3.1 乐安江水化学类型

3.1.1 乐安江八大离子组成特征

3.1.2 乐安江八大离子时空分布

3.2 乐安江C、N、P营养盐时空分布特征

3.3 乐安江痕量金属元素时空分布特征

3.4 乐安江水化学指标间的关系

3.5 小结

4.乐安江浮游细菌群落特征

4.1 乐安江浮游细菌群落多样性

4.2 乐安江浮游细菌群落结构特征

4.3 乐安江浮游细菌群落组成特征

4.3.1 门分类水平浮游细菌群落特征

4.3.2 属分类水平浮游细菌群落特征

4.3.3 乐安江典型淡水浮游细菌特征

4.4 小结

5.水化学和空间距离对乐安江浮游细菌群落的影响

5.1 水化学与乐安江浮游细菌群落的关系

5.1.1 水化学与门水平浮游细菌群落的关系

5.1.2 水化学与属水平浮游细菌群落的关系

5.2 空间距离与乐安江浮游细菌群落的关系

5.3 水化学和空间距离对乐安江浮游细菌群落的影响

5.4 小结

6.结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

在读期间公开发表论文（著）及科研情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 肖汉玉

导师: 王鹏

关键词: 乐安江,高通量测序,水化学,空间距离,浮游细菌群落

来源: 江西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 江西师范大学

分类号: Q938

DOI: 10.27178/d.cnki.gjxsu.2019.000119

总页数: 62

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