我國(guó)尚處于濕地研究的起始階段

1、我國(guó)尚處于濕地研究的起始階段作為濕地生態(tài)系統(tǒng)中極為重要的微生物由于諸多因素的影響而研究進(jìn)展緩慢。目前有關(guān)淡水濕地微生物方面的研究很少國(guó)家林業(yè)局野生動(dòng)植物保護(hù)司編撰的《濕地管理與研究方法》中有關(guān)濕地微生物的內(nèi)容僅1000余字且都是關(guān)于土壤方面的。在中國(guó)濕地植被編輯委員會(huì)編著的《中國(guó)濕地植被》一書(shū)中有關(guān)于濕地微生物方面的研究?jī)?nèi)容也都是土壤方面的而關(guān)于濕地中水體微生物只粗略地介紹了沼澤池湖水生微生物的數(shù)量變化缺少濕地微生物在動(dòng)物、植物、空氣等

2、諸多生態(tài)環(huán)境中的相關(guān)內(nèi)容。從現(xiàn)有的研究中不難看出我國(guó)目前尚沒(méi)有針對(duì)具體的濕地類型所特有的土壤、植被、水文等環(huán)境因素對(duì)濕地微生物加以研究。國(guó)內(nèi)、外學(xué)者對(duì)濕地土壤微生物研究主要包括以下兩個(gè)方面:濕地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)以及代謝特征濕地土壤微生物在元素循環(huán)中的作用和人工濕地中微生物降解污染物的作用。中國(guó)對(duì)濕地土壤微生物的研究起步較晚多集中于人工濕地中微生物的研究對(duì)天然濕地土壤微生物研究的報(bào)道相對(duì)較少。由于濕地環(huán)境復(fù)雜對(duì)濕地土壤微生物研究多采用傳

3、統(tǒng)的微生物平板培養(yǎng)方法多數(shù)微生物尚未被培養(yǎng)出來(lái)[12]對(duì)于分析微生物的群落結(jié)構(gòu)和種群特征還有待于方法的改進(jìn)。不同微生物群落結(jié)構(gòu)的差異和很多因素有關(guān)如氧氣供給、土壤肥力、土壤各種理化性質(zhì)、植物根系的作用等[13]。通過(guò)深入研究濕地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化和種群數(shù)量構(gòu)成了解濕地土壤中微生物的群落結(jié)構(gòu)和分布對(duì)開(kāi)發(fā)其中的微生物資源和保護(hù)濕地環(huán)境具有重要的意義。當(dāng)前在進(jìn)行濕地環(huán)境下土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和分布研究中為克服傳統(tǒng)依賴于培養(yǎng)方法的局限性基于D

4、NA和RNA序列信息的分子微生物生態(tài)學(xué)日益發(fā)展起來(lái)[14]。很多分子生物學(xué)技術(shù)適合于復(fù)雜微生物群落的分析但對(duì)濕地土壤微生物種群特征和數(shù)量構(gòu)成的研究采用的分析方法較少往往更多的依賴于傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的使用近十幾年來(lái)歐洲、北美等國(guó)家開(kāi)始將環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到生態(tài)環(huán)境方面其中人工濕地或人工蘆葦床等形式的生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施得到了更廣泛的重視[15]。人工濕地已廣泛用于處理城鎮(zhèn)生活污水、礦山酸性廢水、染料廢水、以及一些工業(yè)廢水等[1617]。人工濕地中

5、微生物是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化和礦化的主要執(zhí)行者其種群結(jié)構(gòu)及活性直接影響系統(tǒng)的凈化功能[18]。人工濕地凈化污染物過(guò)程中基質(zhì)環(huán)境和運(yùn)行條件是影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化的主要因素。吳振斌等[19]通過(guò)采用磷脂脂肪酸分析方法(phospholipidfattyacidsPLFAs)分析垂直流人工濕地基質(zhì)微生物時(shí)發(fā)現(xiàn)由于人工濕地系統(tǒng)已運(yùn)行多年基質(zhì)中積累大量有機(jī)物在污水流經(jīng)系統(tǒng)過(guò)程中DOC含量和有機(jī)負(fù)荷逐漸降低在遠(yuǎn)離植物根際區(qū)的基質(zhì)中下層缺氧脅迫

6、尤其明顯基質(zhì)微生物優(yōu)勢(shì)類群主要為好氧原核微生物其次為革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌及其他厭氧細(xì)菌而真核微生物所占比例最少表明人工濕地基質(zhì)微生物與基質(zhì)類型和基質(zhì)氧濃度分布相關(guān)基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量以及分布影響著微生物群落結(jié)構(gòu)的構(gòu)成。NicomratD等[20]在處理酸性礦山污水的人工濕地中發(fā)現(xiàn)由于此類污水中所特有的含硫和鐵化合物人工濕地中微生物類群也主要是由調(diào)節(jié)混合物中硫和鐵離子的氧化作用的氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫硫桿菌組成的嗜溫的硫桿菌是主要的優(yōu)勢(shì)類群而且在有氧

7、的濕地沉積物中細(xì)菌具有較低的多樣性說(shuō)明微生物的群落結(jié)構(gòu)變化不僅和基質(zhì)(土壤)類型有關(guān)土壤有機(jī)質(zhì)的有效性和組成境因素對(duì)濕地微生物加以研究。但隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視和人們環(huán)境意識(shí)的不斷提高科研工作者對(duì)濕地的研究工作正在逐步深入對(duì)淡水濕地中微生物的專項(xiàng)研究也將取得更大進(jìn)展土壤微生物參與濕地多種營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)和有機(jī)質(zhì)分解在物質(zhì)梯度變化明顯的天然濕地環(huán)境中微生物的群落結(jié)構(gòu)變化往往反映著該地區(qū)特有的植被覆蓋群落和土壤理化特征[58]。劉芳等[9

8、]采用末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析(TRFLP)技術(shù)和16SrDNA克隆文庫(kù)的方法對(duì)黃河三角洲濱海濕地0～285cm土層微生物的調(diào)查發(fā)現(xiàn)[9]細(xì)菌和古菌群落結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)出規(guī)律的層狀分布細(xì)菌群落豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)表現(xiàn)出隨著土壤深度的增加而下降的趨勢(shì)而古菌群落則在240～285cm層的豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)都最高濕地土壤同時(shí)包含多種硫酸鹽還原菌、產(chǎn)甲烷古菌、光合細(xì)菌等細(xì)菌和古細(xì)菌資源。BossioDA等[10]對(duì)積水濕地中土壤微生物的研究

9、發(fā)現(xiàn)由于受到氧濃度影響土壤微生物群落與農(nóng)田相比存在著顯著差異革蘭氏陰性細(xì)菌的豐富度指數(shù)隨著土壤深度的增加而降低相對(duì)于農(nóng)田革蘭氏陰性菌在濕地所有土層中都有較高的豐富度說(shuō)明氧濃度的分布同樣是影響濕地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分布的主要182濕地科學(xué)7卷因素。在對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究時(shí)通常也以土壤微生物數(shù)量的多少作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指示土壤理化性質(zhì)和土壤質(zhì)量等多種因素所發(fā)生的改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及數(shù)量構(gòu)成在很大程度上也影響并決定著土壤的生物活性。濕地中