研究报告

  • 马巧丽,于景丽,魏亚茹,王怡静,李千雪,特日格乐,夏晶晶,芦燕,希尼尼根.锡林河流域Cyanobacteria群落空间分化及其与环境因子的关系[J].环境科学学报,2020,40(12):4338-4348

  • 锡林河流域Cyanobacteria群落空间分化及其与环境因子的关系
  • Spatial differentiation of Cyanobacterial communities and their relationship with environmental factors in Xilin River basin
  • 基金项目:国家自然科学基金(No.41361053,31660724);内蒙古自然科学基金(No.2011MS0603,2016MS0331,2015MS0306);内蒙古大学国家级大学生创新创业训练计划项目(No.201810126043);内蒙古大学校级大学生创新创业训练计划项目(No.201917443)
  • 作者
  • 单位
  • 马巧丽
  • 1. 蒙古高原生态与资源利用教育部重点实验室, 呼和浩特 010021;2. 内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室, 呼和浩特 010021;3. 内蒙古大学生态与环境学院, 呼和浩特 010021
  • 于景丽
  • 1. 蒙古高原生态与资源利用教育部重点实验室, 呼和浩特 010021;2. 内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室, 呼和浩特 010021;3. 内蒙古大学生态与环境学院, 呼和浩特 010021
  • 魏亚茹
  • 1. 蒙古高原生态与资源利用教育部重点实验室, 呼和浩特 010021;2. 内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室, 呼和浩特 010021;3. 内蒙古大学生态与环境学院, 呼和浩特 010021
  • 王怡静
  • 1. 蒙古高原生态与资源利用教育部重点实验室, 呼和浩特 010021;2. 内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室, 呼和浩特 010021;3. 内蒙古大学生态与环境学院, 呼和浩特 010021
  • 李千雪
  • 1. 蒙古高原生态与资源利用教育部重点实验室, 呼和浩特 010021;2. 内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室, 呼和浩特 010021;3. 内蒙古大学生态与环境学院, 呼和浩特 010021
  • 特日格乐
  • 1. 蒙古高原生态与资源利用教育部重点实验室, 呼和浩特 010021;2. 内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室, 呼和浩特 010021;3. 内蒙古大学生态与环境学院, 呼和浩特 010021
  • 夏晶晶
  • 1. 蒙古高原生态与资源利用教育部重点实验室, 呼和浩特 010021;2. 内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室, 呼和浩特 010021;3. 内蒙古大学生态与环境学院, 呼和浩特 010021
  • 芦燕
  • 1. 蒙古高原生态与资源利用教育部重点实验室, 呼和浩特 010021;2. 内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室, 呼和浩特 010021;3. 内蒙古大学生态与环境学院, 呼和浩特 010021
  • 希尼尼根
  • 内蒙古农业大学兽医学院, 呼和浩特 010018
  • 摘要:为阐明蓝细菌(Cyanobacteria)群落的空间分化及其与环境因子的关系,本研究采集了锡林河流域河床中心湍流区、河床边缘缓流区、牛轭湖滞流区、低河漫滩、高河漫滩、阶地羊草及大针茅草原样带等28个沉积物/土壤样品进行细菌16S rRNA基因高通量测序及生物信息学分析.结果显示,Cyanobacteria群落存在明显的空间分化特征并能对环境因子做出敏感响应.LeptolyngbyaPhormidium等关联的5个种群主要分布在高氨中盐相对中富营养的缓滞流区,其丰度与氨态氮、总有机碳等存在正相关关系,推测与水华形成有关;Caenarcaniphilales关联的种群分布在低氨低盐相对寡营养的湍流区,其丰度仅与砂粒存在正相关关系,推测与固氮作用有关;ML635J-21关联的种群分布在中氨高盐相对全营养的高河漫滩及阶地土壤中,其丰度与粉黏粒及盐度等存在正相关关系,可能与生物土壤结皮形成过程有关.变异权重分析显示,氨态氮、盐度、总有机碳分别解释了Cyanobacteria群落空间分化的51.1%、23.9%、15.1%,说明这些环境因子的变化与Cyanobacteria群落的空间分化密切相关.研究结果可为锡林河流域草原牧区生态安全评价和生物多样性可持续管理提供科学依据.
  • Abstract:To clarify the spatial differentiation of Cyanobacterial communities in Xilin River basin and their relationship with environmental factors, we collected 28 sediment/soil samples along an environmental gradient from the turbulent area of riverbed center, slow-flow area of riverbed edge, stagnant-flow area of oxbow lake, low floodplain, high floodplain, the terrace covered by the Leymus chinensis grassland and Stipa grandis grassland and analyzed the compositions and abundance of the bacterial communities in these samples using 16S rRNA gene high-throughput sequencing and bioinformatics. Our results showed that seven populations of Cyanobacterial communities demonstrated an obvious spatial differentiation and sensitive responses to environmental factors. Herein, five populations (affiliated to Leptolyngbya and Phormidium, etc) were mainly distributed in the relatively medium eutrophic slow-stagnant flow area with high ammonia and medium salt, and their abundance were positively correlated with ammonia nitrogen and total organic carbon content in the habitats, and were most likely related to the Cyanobacterial blooms. One population affiliated to Caenarcaniphilales was distributed in the relatively oligotrophic turbulent area with low ammonia content and salinity, and its abundance was positively correlated with sand content, which was speculated to be related to nitrogen fixation. Another population affiliated to ML635J21 occurred mainly in the relatively copiotrophic terrace soils with moderate level of ammonia content but high salinity, and its abundance was positively correlated with clay and silt content and salinity, and was likely related to nitrogen fixation and formation of biological soil crusts. Variation partitioning analysis showed that 51.1%, 23.9% and 15.1% of the spatial differentiation of Cyanobacterial communities could be explained by the ammonia nitrogen content, salinity and total organic carbon respectively, thus the changes of these environmental factors were closely related to the spatial differentiation of Cyanobacterial communities. Our results provide scientific basis for evaluating ecological security and sustainable management of the biodiversity in the pastoral region of Xilin River basin.

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