東北地理所在河口濕地生物擾動(dòng)的微生物響應(yīng)特征方面取得新進(jìn)展
生態(tài)學(xué)研究普遍側(cè)重于環(huán)境的時(shí)空變化對(duì)生物的影響。對(duì)于生物改變環(huán)境，尤其是生物擾動(dòng)這種不存在直接營養(yǎng)關(guān)系的生態(tài)學(xué)研究關(guān)注往往較少。河口濕地底棲無脊椎動(dòng)物分布廣泛，數(shù)量巨大，其活動(dòng)對(duì)濕地沉積物具有高頻率和高強(qiáng)度的擾動(dòng)。蟹類是濱海潮間帶濕地中最重要的底棲動(dòng)物之一，其掘洞行為顯著影響沉積物的養(yǎng)分有效性和沉積物的水分交換。目前蟹類掘洞等行為對(duì)沉積物微生物群落結(jié)構(gòu)的影響仍知之甚少，限制了人們對(duì)濕地生物擾動(dòng)和元素循環(huán)的認(rèn)知。為此，東北地理所濕地生物與環(huán)境學(xué)科組科研人員，在黃河三角洲河口濕地開展了相關(guān)研究，對(duì)比分析了蟹洞洞口土丘(SM)、洞內(nèi)(WS)和未擾動(dòng)沉積物(CT)三類沉積物的微生物群落組成和生物網(wǎng)絡(luò)特征。
結(jié)果表明，蟹類生物擾動(dòng)改變了沉積物細(xì)菌和真菌的組成豐度，經(jīng)過蟹類生物擾動(dòng)(SM和WS)后細(xì)菌優(yōu)勢菌門Proteobacteria 、Bacteroidetes相對(duì)豐度顯著升高，而Actinobacteria 、Gemmatimonadetes相對(duì)豐度顯著降低；蟹類擾動(dòng)顯著增加了真菌優(yōu)勢菌綱Tremellomycetes的相對(duì)豐度。網(wǎng)絡(luò)分析表明，螃蟹生物擾動(dòng)后真菌網(wǎng)絡(luò)的模塊化程度降低，而蟹類生物擾動(dòng)沉積物(SM和WS)的微生物網(wǎng)絡(luò)聚類系數(shù)高于未經(jīng)擾動(dòng)的沉積物微生物網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，細(xì)菌功能類群表現(xiàn)出，洞內(nèi)(WS)中化能異養(yǎng)和好氧化能異養(yǎng)的相對(duì)豐度顯著高于未擾動(dòng)沉積物(CT)；而真菌營養(yǎng)群表現(xiàn)為，蟹洞洞口土丘(SM)腐生菌的相對(duì)豐度顯著降低，較洞內(nèi)(WS)和未擾動(dòng)沉積物(CT)分別降低71.55%和57.57%。因此，河口濕地蟹類行為擾動(dòng)，能夠顯著改變微生物群落結(jié)構(gòu)和功能類群，從而改變潮間帶濕地沉積物的有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制，改變鹽沼濕地功能。
圖1 蟹洞不同部位沉積物微生物共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)
圖2 蟹洞不同部位沉積物細(xì)菌功能預(yù)測結(jié)果
圖3 蟹洞不同部位沉積物真菌功能預(yù)測結(jié)果
相關(guān)研究成果于2020年發(fā)表在國際期刊Estuarine, Coastal and Shelf Science上，東北地理所吳傳敬博士為第一作者，武海濤研究員為論文通訊作者，本工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)（2017YFC0505901）資助。
論文信息：Chuanjing Wu, Haitao Wu *, Dandan Liu, Guangxuan Han, Panpan Zhao, Yujuan Kang. Crab bioturbation significantly alters sediment microbial composition and function in an intertidal marsh. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2021, 249:107116.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ecss.2020.107116
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