我國是水庫大國，多數(shù)水庫位于亞熱帶地區(qū)，具有向城鎮(zhèn)居民供水的重要功能。在有一定水深的水庫中，水體的季節(jié)性熱垂直分層每年都經(jīng)歷發(fā)生、發(fā)展和消亡的周期性演化過程，必然對水庫物理、化學和生物過程具有驅(qū)動和控制作用。不同水層的微生物地球化學過程與水質(zhì)密切相關(guān)，相關(guān)的微型生物群落對分層的響應規(guī)律與機制逐步成為近年來學術(shù)界的研究熱點之一。因此，對飲用水水源地水庫的微生物季節(jié)性分層研究可為深水水庫分層取水提供基礎數(shù)據(jù)和科學依據(jù)。
中國科學院城市環(huán)境研究所水生態(tài)健康研究組以莆田市最主要飲用水水源地——東圳水庫為例，以水溫、溶解氧和葉綠素a垂直變化為劃分依據(jù)進行分層周年采樣。綜合利用生態(tài)學和分子生物學技術(shù)方法研究浮游細菌群落結(jié)構(gòu)和功能，分析其在亞熱帶水庫季節(jié)性熱分層發(fā)生、發(fā)展和消亡過程中的響應規(guī)律。結(jié)果表明：湖上層和湖下層之間的物理、化學和生物群落參數(shù)具有顯著性差異；細菌群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)消長以及在分層水體中梯度分布現(xiàn)象尤為明顯。發(fā)現(xiàn)浮游細菌在低溫、低溶解氧和高TN/TP的湖下層水體區(qū)域中基因表達更活躍。因果模型分析結(jié)果表明，環(huán)境因子對細菌群落結(jié)構(gòu)存在一個強烈的正向驅(qū)動作用，其中水溫和營養(yǎng)鹽作為主導因子引起溶解氧、葉綠素a和pH值的變化，進而聯(lián)合作用主導浮游細菌群落結(jié)構(gòu)的分層分布和季節(jié)動態(tài)。
研究結(jié)果有助于提高人們對亞熱帶深水水庫微生物群落季節(jié)性分層特征與規(guī)律的認知水平，增強水庫管理者在水環(huán)境保護和生態(tài)管理中對水體季節(jié)性分層的重視。該研究由博士生余正等人完成，通訊作者為楊軍研究員。相關(guān)論文Effects of water stratification and mixing on microbial community structure in a subtropical deep reservoir 已于7月25日發(fā)表在國際學術(shù)期刊Scientific Reports 上。上述研究得到國家重大科學研究計劃、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃、國家自然科學基金、福建省杰出青年基金等項目的支持。
