典型滨海湿地演替梯度下土壤微生物群落与多样性评估及其对湿地长期演化的指示意义

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Environmental Technology & Innovation 6.7

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  为解决滨海湿地长期演化过程重建的精确性问题,研究人员基于高通量测序技术,揭示了渤海湾四种典型滨海湿地(L&E、SU、F-P、F-W)的微生物群落组成与多样性特征,并探讨其与环境因子的关系。研究发现不同湿地类型具有独特的微生物指示类群,盐度和植被覆盖是影响群落差异的主要驱动因素。该研究为湿地生物多样性保护及古生态演替过程重建提供了重要依据。

  

论文解读

滨海湿地作为陆海交互的敏感地带,其生态功能与全球气候变化和人类活动密切相关。然而,如何精确重建滨海湿地长期演化过程仍是生态学领域的难题。传统研究多聚焦单一湿地类型中植被或重金属对微生物的影响,但缺乏对不同演替阶段湿地微生物群落系统性差异的解析,更难以建立微生物指标与古环境重建的关联。

针对这一科学问题,中国某研究机构团队在《Environmental Technology》发表研究,通过比较渤海湾四种典型滨海湿地(潟湖河口L&E、碱蓬SU、淡水芦苇F-P、淡水杂草F-W)的微生物群落特征,揭示了盐度和植被覆盖对微生物组成的决定性作用,并首次提出微生物类群可作为湿地演替的指示标志。

关键技术方法
研究采用Illumina MiSeq平台对54个表层土壤样本进行16S rRNA基因V4区高通量测序,通过α多样性(Chao1、Shannon指数)和β多样性(NMDS分析)评估群落差异,结合LEfSe分析筛选特征类群。环境因子检测涵盖盐度、Na+、TOC、重金属等11项指标,利用RDA和Spearman分析揭示驱动因素。

研究结果

微生物群落组成特征
L&E湿地以Desulfobacterota(13.16%)和Gammaproteobacteria为标志,其厌氧特性与高盐环境(2.12 ppt)相关;SU湿地因极端盐度(10.27 ppt)富集Planococcaceae和Flavobacteriales;F-P湿地则以Acidobacteriota(6.93%)和Myxococcota(5.04%)为主,与高植被覆盖(100%)和TOC含量显著正相关。

多样性梯度规律
F-P湿地微生物丰富度(Chao1)和均匀度(Shannon)最高,SU湿地最低。盐度参数Na+与多样性呈显著负相关,而植被覆盖和TOC则显著促进多样性。

环境驱动机制
RDA表明盐度(解释度26.1%)和植被覆盖(12.9%)是主导因素。Cr污染抑制L&E湿地的微生物丰富度,而Planctomycetota在F-P湿地的富集与淡水环境密切关联。

结论与意义
该研究首次系统论证了渤海湾湿地微生物类群的环境指示价值:Desulfobacterota标志高盐水体,Planococcaceae指示盐渍土壤,Acidobacteriota-Myxococcota组合反映低盐高有机质环境。这一发现不仅为湿地保护提供了微生物层面的科学依据,更创新性地提出将微生物信号作为古湿地演替重建的生物标志物,对解析海岸带响应气候变化的长期生态过程具有重要方法论价值。

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