劉 鵠, 孟 婷, 王 敏, 程 文

(西安理工大學(xué) 西北旱區(qū)生態(tài)水利工程國家重點實驗室培育基地, 陜西 西安 710048)

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水源地水庫沉積物中營養(yǎng)鹽與微生物群落的空間分布特征

劉 鵠, 孟 婷, 王 敏, 程 文

(西安理工大學(xué) 西北旱區(qū)生態(tài)水利工程國家重點實驗室培育基地, 陜西 西安 710048)

摘要：[目的] 調(diào)查研究水源地水庫沉積物中營養(yǎng)鹽分布與微生物群落分布狀況，揭示沉積物微生物與營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化的相互關(guān)系。[方法] 在浙江省東部低山丘陵區(qū)湯浦水庫現(xiàn)場采集沉積物樣品，分析其中氮、磷等營養(yǎng)鹽與總有機碳含量，并對沉積物中微生物群落結(jié)構(gòu)特征進行克隆文庫分析。[結(jié)果] (1) 沉積物中總有機碳平均含量為14.6 g/kg，總氮平均含量為1.6 g/kg?？傆袡C碳和總氮含量最高的采樣點都是H點，最低的都是F采采樣；總磷含量最高的采樣點是G(含量為1.08 g/kg)，含量最低的采樣點是L(含量為0.5 g/kg)，平均含量為0.8 g/kg。速效磷和銨態(tài)氮在在河流入庫段含量最高，在庫區(qū)中部和壩前位置含量較低。(2) 沉積物樣品中微生物種群差異較大。鑒別出來的10種已知門的細菌，只有變形菌門、酸桿菌門、綠彎菌門和疣微菌門共同存在于各樣品。變形菌門在所有樣品中的數(shù)量最多，約占細菌總數(shù)50%～70.8%。[結(jié)論] 微生物群落分布與沉積物營養(yǎng)鹽有一定相關(guān)性。皮爾遜相關(guān)分析表明，γ變形菌和δ變形菌與總磷存在顯著的負相關(guān)性，厚壁菌門卻與總氮(p<0.05)存在顯著的正相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：水源地水庫; 沉積物; 營養(yǎng)鹽; 微生物分布

文獻參數(shù)： 劉鵠, 孟婷, 王敏,等.水源地水庫沉積物中營養(yǎng)鹽與微生物群落的空間分布特征[J].水土保持通報，2016,36(3)：24-29.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.03.006

水源地水庫一般承擔(dān)著為城鎮(zhèn)居民生產(chǎn)生活提供水源的重要職能。因此，保障水源地水庫的水質(zhì)安全，對維持社會穩(wěn)定，促進經(jīng)濟發(fā)展有著重要意義。河流進入庫區(qū)以后，由于過水?dāng)嗝嬖黾樱魉贉p小，水流攜帶的來自流域內(nèi)的泥沙以及其他污染物質(zhì)會在水庫逐步沉積，因此會有大量沉積物存儲在水庫底部。這些沉積物中的污染物在不同的環(huán)境條件 (溫度、壓力、溶解氧及氧化還原電位等)[1]、水力條件[2]及微生物作用下[3]與庫區(qū)水體進行著復(fù)雜的物質(zhì)交換，其中的各種營養(yǎng)鹽在一定條件下會釋放進入水體，使得水質(zhì)下降[4]。因此，水庫中的沉積物往往成為水庫的重要內(nèi)污染源[5]。由于水庫沉積物理化性質(zhì)特殊，又含有豐富的營養(yǎng)鹽，這為各種微生物提供了合適的生長環(huán)境[5]。不同的微生物群落通過自身代謝活動，不僅影響沉積物中氮、磷等營養(yǎng)元素在水體和沉積物中的遷移轉(zhuǎn)化[6]，進而影響水質(zhì)；同時，水體中各種物質(zhì)又可以通過自然沉降、吸附等方式進入水庫沉積物中，并作為營養(yǎng)物質(zhì)供各種微生物生長繁殖，進而影響到沉積物中微生物的種類和數(shù)量[7]。因此，研究沉積物中營養(yǎng)鹽及微生物群落的分布特點，能夠幫助人們更清楚認(rèn)識水體污染狀況，這也是水環(huán)境研究的一個重要內(nèi)容[8]。本文以浙東低山丘陵區(qū)湯浦水庫為研究對象，研究了水庫沉積物中氮、磷等營養(yǎng)鹽及其中微生物群落的分布狀況，并對它們之間的相關(guān)性進行分析，以期為水源地水庫內(nèi)源污染的防治，以及水庫的管理和維護提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

湯浦水庫位于會稽山脈東南部，屬浙東低山丘陵區(qū)。壩址位于小舜江下游的上虞市湯浦鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)為北緯30°52′，東經(jīng)120°47′，離紹興市區(qū)直線相距23.5 km。由小舜江湯浦鎮(zhèn)以上段截流而成，為南方典型河道型水庫。流域多年平均氣溫16.5 ℃，多年平均降水量1 564.4 mm，徑流與降水的年際、年內(nèi)變化一致，多年平均流量11.6 m3/s，多年平均徑流總量3.66×108m3。年內(nèi)水量逐月分配，通常呈現(xiàn)大中小3峰型。其中，大峰發(fā)生6月，成因為梅雨，中峰發(fā)生于9月，成因為臺風(fēng)雨，小峰發(fā)生于3月，成因為春雨?？菟谝话銥?0月到次年2月之間。有雙江溪、王化溪和萬寶溪3條河流入庫，其中雙江溪年入庫流量占總流量的75%以上，王化溪約占20%，萬寶溪流量最小，只在汛期有少量水流入庫，約占總流量的5%左右。水庫流域面積460 km2，水面面積14 km2，總庫容2.35×108m3，設(shè)計日供水規(guī)模達1.00×106t。該水庫水質(zhì)常年較好，多為Ⅰ—Ⅱ類水質(zhì)。該水庫自2002年運行以來，發(fā)生過3次較為明顯的階段性氮磷超標(biāo)事件，對飲用水供應(yīng)造成了一定影響。

2材料與方法

2.1采樣點布設(shè)與樣品采集

根據(jù)水庫地形，水利條件等在湯浦水庫從入庫到壩前選取10個采樣點，用GPS定位。分別是：庫尾監(jiān)測點A，L和I，主庫區(qū)監(jiān)測點C，D和E，水庫過渡區(qū)監(jiān)測點F，G，J和H。此外在水庫周邊的竹林(ZL)和荒地(HD)分別采樣，用作參照。采樣時間為2012年10月，用彼得遜沉積物采樣器采集沉積物樣品，裝入密封袋中，用干冰覆蓋低溫密閉保存，運回實驗室冷凍干燥后研磨過100目篩，密封冷藏保存待分析用。

2.2分析方法

沉積物總氮(total nitrogen，TN)用半微量凱氏法進行測定；銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的測定采用KCl浸提—蒸餾法測定[9]。沉積物中總磷(total phosphorus，TP)用硫酸—高氯酸消解,鉬銻抗比色法分析[10]，沉積物速效磷(available phosphorous，AP)測定采用NaHCO3浸提—鉬藍比色法(Olsen法)[11]。沉積物有機碳(total organic carbon，TOC)采用重鉻酸鉀氧化外加熱法測定[12]。微生物群落分析通過使用無菌DNA提取試劑盒(UltraClean DNA extraction kit， Mobio Laboratories, USA)，按照生產(chǎn)商提供的流程對每個沉積物樣品的總基因組DNA進行提取。3份平行樣中提取等量DNA一起點樣進行克隆文庫分析[13]。試驗中對所有樣品均取3份平行測定，試驗結(jié)果取3次平均值。數(shù)據(jù)分析用SPSS 18.0軟件，原始圖表繪制用Oringin 8.0等軟件。

3結(jié)果與討論

3.1沉積物中營養(yǎng)鹽分布特征

3.1.1各形態(tài)氮分布特征從湯浦水庫沉積物各形態(tài)氮分布圖可以看出(圖1)，各采樣點中總氮含量最高的是H采樣點，含量為2.32 g/kg，含量最低的是F采樣點，含量為0.69 g/kg，各采樣點總氮平均含量為1.6 g/kg。作為參照的ZL和HD采樣點總氮含量分別為0.17，0.08 g/kg，平均含量0.13 g/kg，遠低于庫區(qū)采樣點的平均含量。

圖1　湯浦水庫沉積物中各形態(tài)氮的分布

從圖1可看出，湯浦水庫各采樣點沉積物中銨態(tài)氮平均含量為30.09 mg/kg，含量最高的為I采樣點，87.73 mg/kg；含量最低的為F采樣點，4.28 mg/kg。作為參照的ZL和HD采樣點銨態(tài)氮含量分別為29.21，26.55 mg/kg，平均含量27.88 mg/kg，低于庫區(qū)A，L和I這3個采樣點銨態(tài)氮含量，氮高于庫區(qū)其他7個采樣點的含量。對比采樣點設(shè)置圖可以發(fā)現(xiàn)，銨態(tài)氮含量最高的3個采樣點都在庫尾段，也就是河流入庫段，而在庫區(qū)中部和壩前段銨態(tài)氮的含量普遍比較低。這可能是由于入庫段水深較淺，還建有濕地，因此水體含氧量高，在有氧條件下，底泥中有機氮通過氨化作用轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，使得該段沉積物中銨態(tài)氮含量高[14]；而在該段以后，由于水深增加，水底含氧量降低，氨化作用受到抑制，故沉積物中銨態(tài)氮含量相對穩(wěn)定。

湯浦水庫各采樣點中硝態(tài)氮平均含量為16.4 mg/kg，含量最低的采樣點為I，10.10 mg/kg；含量最高的為A采樣點的22.74 mg/kg。硝態(tài)氮含量在庫區(qū)各采樣點的分布比較均勻，變異程度不高。作為參照點ZL和HD的硝態(tài)氮含量比較接近，分別為11.5，11.39 mg/kg，平均含量11.45 mg/kg，低于除I采樣點外的庫區(qū)其他采樣點硝態(tài)氮含量。硝態(tài)氮在底泥中的分布也受環(huán)境氧化還原條件和微生物作用的控制，在氧充足的情況下銨態(tài)氮又可以通過硝化作用繼續(xù)轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮[15]；在缺氧條件下，兼性厭氧細菌和厭氧細菌分解有機質(zhì)對電子受體的需要，則會引起硝態(tài)氮充當(dāng)替代電子受體而被還原[16]。此外，硝態(tài)氮極易溶于水，這也可能是沉積物中硝態(tài)氮含量分布較均勻的原因。

3.1.2磷分布特征由圖2可以看出，湯浦水庫沉積物中總磷和速效磷在各采樣點分布不均。沉積物樣品中總磷含量最高的采樣點是G，含量為1.08 g/kg，含量最低的采樣點是L，含量為0.5 g/kg，各點的總磷平均含量為0.8 g/kg。水庫岸邊的ZL和HD采樣點總磷含量分別為0.18和0.07 g/kg，平均含量0.13 g/kg，這比庫區(qū)各采樣點的總磷含量都低很多。主要是由于對照采樣點接受外來含磷物質(zhì)的來源少，尤其是HD采樣點，其表面幾乎沒有植被，因此總磷含量很低；ZL采樣點為長勢較好的竹林地帶，采樣的土壤中含有大量植物殘渣，因此速效磷含量較高。

圖2　湯浦水庫沉積物中總磷和速效磷分布狀況

速效磷是沉積物中可被植物吸收的磷組分，包括全部水溶性磷、部分吸附態(tài)磷及有機態(tài)磷，有的沉積物還包括某些沉淀態(tài)磷[15]。其含量是衡量沉積物磷供應(yīng)水平的重要指標(biāo)，其含量高低在一定程度反映了沉積物中磷素的貯量和供應(yīng)能力[16]。湯浦水庫沉積物中速效磷平均含量為7.2 mg/kg，含量最高和最低的采樣點分別是I采樣點和H采樣點，含量分別為25.92和0.22 mg/kg。作為對照的ZL和HD采樣點速效磷含量分別為10.99，1.48 mg/kg，平均含量為6.24 mg/kg，略低于庫區(qū)各采樣點速效磷平均含量。速效磷分布的特點是在河流入庫位置附近，也就是庫尾段(包括A，L和Ⅰ這3個采樣點)，速效磷含量都很高，其中含量最低的A采樣點也有14.39 mg/kg；在其他7個采樣點中，主要包括庫中到壩前一段，速效磷含量都很低，其中含量最高的J采樣點也只有2.83 mg/kg?？梢姕炙畮斐练e物中速效磷的分布主要集中在庫尾，即河流入庫段，而在其他位置含量較低。這主要是由于河流進入庫區(qū)后，由于過水?dāng)嗝嬖黾?，流速降低，入庫水流攜帶的泥沙以及其他顆粒狀污染物在此段迅速沉積，導(dǎo)致該段沉積物淤積量增加，同時沉積物中污染物含量也同步增加。

3.1.3總有機碳分布特征沉積物中總有機碳(total oganic carban,TOC)主要來自流域內(nèi)，是由入庫水流帶入，以動植物殘體以及其它含碳物質(zhì)組成。庫區(qū)底部沉積物和岸邊兩參照點的總有機碳含量分布如圖3所示。沉積物平均總有機碳含量為14.6 g/kg，含量最高為H點的23.69 g/kg，最低為F采樣點的7.88 g/kg。作為參照點的ZL采樣點總有機碳含量為22.25 g/kg，HD采樣點為9.54 g/kg，平均含量為15.9 g/kg?？梢娝畮熘苓呏窳值谋韺油寥乐杏袡C質(zhì)含量明顯高于荒地，這是由于竹林表層有大量枯枝敗葉，經(jīng)逐步分解，有機質(zhì)便進入表層土壤?；牡夭蓸狱c為裸露地面幾乎沒有植被覆蓋，因此表層土壤中的有機質(zhì)含量比較少。水庫表層沉積物總有機碳含量較高的采樣點為G和H點，其有機碳含量略高于ZH采樣點。主要是由于這2個采樣點靠近水庫岸邊，周圍山林的有機物容易在雨季被帶入水庫而就近沉積下來，因此這2個采樣點的總有機碳含量較高。其他各采樣點沉積物中總有機碳的平均含量在10～15 g/kg，這與其他研究中關(guān)于南方水庫沉積物中有機碳含量相當(dāng)。

圖3　湯浦水庫沉積物中總有機碳的分布

3.1.4營養(yǎng)鹽累計分析皮爾森相關(guān)分析表明，湯浦水庫沉積物中總有機碳和總氮含量極顯著正相關(guān)(p<0.01)，總有機碳和總磷顯著正相關(guān)(p<0.01)，總磷和總氮含量之間呈不顯著負相關(guān)。這說明，湯浦水庫沉積物中碳源和氮源、磷源具有同源性[17]。沉積物中碳和氮的比值(C/N)可以有效指示沉積物中營養(yǎng)鹽的來源。研究表明：C/N值越大，說明沉積物中有機質(zhì)來源于陸源的越多[18]。通常水生無維管束植物碎屑的C/N為4～12[19]，維管束植物碎屑的C/N>20[20]，陸生禾本科或莎草科植物C/N可以高達45～50，浮游動植物的C/N較低，一般為6～14[20]。湯浦水庫C/N平均值為9.3，最低為5.4，最高為11.4，此結(jié)果與其他學(xué)者提出的淡水湖泊沉積物中C/N一般在6～14之間的結(jié)論一致。這說明湯浦水庫沉積物中的有機質(zhì)多來源于水庫中的低等水生動植物。

湯浦水庫中氮磷比平均為2.2，最低為1，最高為4.1(如圖4所示)，這比Redfield常數(shù)(C:N:P=106∶16∶1)低很多。這不僅說明，湯浦水庫沉積物中磷的輸入主要來自陸源物質(zhì)，是地表徑流在入庫過程中攜帶大量含磷物質(zhì)進入水庫而沉積；同時也說明湯浦水庫的沉積物中存在著比較強烈的微生物—化學(xué)—物理作用，使得大量含氮物質(zhì)因為礦化降解而逐步消耗，含磷物質(zhì)得以在沉積物中累積[21-22]。作為參照的ZL和HD采樣點碳氮比與水庫沉積物中碳氮比相當(dāng)，但是氮磷比遠高于沉積物中氮磷比。這主要是由于參照采樣點土壤中含磷物質(zhì)輸入量少，但是由于植物生長消耗和淋溶等原因，流失量大，這導(dǎo)致這2個采樣點中磷的含量少，氮磷比值變大，分別9.6，11.9，這說明這2個采樣點植物生長同時受氮和磷的制約，且受氮的制約更明顯。

圖4　湯浦水庫沉積物營養(yǎng)鹽累計分析

3.2沉積物中微生物分布特征

底泥中的微生物以底泥和水體中含有的各種污染物為營養(yǎng)源進行生長代謝，同時也不斷改變底泥內(nèi)部的理化條件，進而影響到底泥中污染物的釋放過程。底泥污染物釋放的動力學(xué)主要由2個過程決定[5,13]：① 微生物的活動，它決定著污染物的相互轉(zhuǎn)化和存在形態(tài)，是否容易釋放和在什么條件下釋放等； ② 水力過程，它決定著污染物在底泥孔隙內(nèi)部的傳質(zhì)速度，底泥懸浮狀態(tài)和沉積狀態(tài)，以及底泥顆粒對污染物的吸附攜帶等。2個過程相互作用、相互影響，在很大程度上決定了底泥污染物的釋放動力學(xué)特征。

本研究分析了E，J，C和D點沉積物中的微生物群落。C和J采樣點分別位于主庫的流入?yún)^(qū)前段，水深分別為19.2和15.4 m，D為主庫的中心地帶，水深約19.7 m，E采樣點位于水庫取水口附近，水深約21.8 m。將沉積物樣品帶回實驗室后提取各樣品中微生物的基因組DNA，從每個采樣點的3個平行樣品中取相同數(shù)量的DNA，用于克隆文庫分析。根據(jù)文獻，用引物27 F(5-GAGTTTGATCMTGGCTCAG-3)和1492 R (5-GGTTACCTTGTTACGACTT-3)對微生物16 S rRNA進行擴增。擴增子與pGEM T載體連接，包含正確遺傳信息的判斷被用來測序分析[21]。通過RDP-Ⅱ(Ribosomal Database Project-Ⅱ)數(shù)據(jù)庫，對細菌序列進行分類鑒別，置信水平80%。

湯浦水庫4個底泥樣品中，鑒別出來的10種已知的門分別是：變形菌門、酸桿菌門、放線菌門、藍藻細菌門、擬桿菌門、綠彎菌門、厚壁菌門、芽單胞菌門、浮霉菌門和疣微菌門。但是，只有變形菌門、酸桿菌門、綠彎菌門和疣微菌門共同存在于這4個樣品中。變形菌門在所有樣品中的數(shù)量都是最多的，大約占了50%～70.8%的比例。

由圖5可見，各采樣點沉積物中主要細菌群落(相對豐度≥10%)不盡相同。取水口E底泥樣品中的主要細菌組成(相對豐度不小于10%)是δ變形菌綱(25%)、α變形菌綱(14.6%)和γ變形菌綱(14.6%)。廟下村J底泥樣品則主要由α變形菌綱(26%)、β變形菌綱(16%)、酸桿菌門(12%)、厚壁菌門(12%)、δ變形菌綱(10%)和放線菌門(10%)組成。托潭C底泥樣品主要由β變形菌綱(26.1%)、ε變形菌綱(21.7%)和酸桿菌門(10.9%)組成。此外，酸桿菌門(29.2%)、β變形菌綱(22.9%)和α變形菌綱(10.4%)是庫中心D底泥樣品中的主要微生物。由此可知，4個樣品中細菌群落的組成的差別比較顯著。變形菌門中的各亞門的組成及相對分布的差異也很大。此外，各樣品中細菌的主要成分(相對豐度≥10%)也有很大差異。皮爾遜相關(guān)分析表明γ變形菌和δ變形菌與總磷存在顯著的負相關(guān)性，厚壁菌門卻與總氮(p<0.05)存在顯著的正相關(guān)性。然而，其他主要的細菌群落與底泥的化學(xué)特性之間沒有顯示明顯的相關(guān)性。

圖5　沉積物中主要細菌構(gòu)成(相對豐度≥10%的細菌)

表1列舉了4個樣品中已知的27個變形菌門的屬。其中很多屬只含有單一序列。只有Sulfuricurvum屬在4個樣品中都有分布，而有34個屬只在一個樣品中被發(fā)現(xiàn)。所以，這4個樣品的微生物群落在屬水平上的分類差異更加顯著。

α變形菌綱Bradyrhizobium屬、Hyphomicrobium屬、Sphingomonas屬和Novosphingobium屬中的微生物可以降解多種環(huán)境中的有機污染物。β變形菌綱Hydrogenophaga屬和Comamonas屬，γ變形菌綱Rhodanobacter屬也對多種環(huán)境化學(xué)污染物有降解作用。γ變形菌綱Steroidobacter屬與厭氧睪酮降解過程有關(guān)。此外，γ變形菌綱Methylocaldum屬和Methylobacter屬是甲烷氧化菌，可以同化甲烷中的碳。所以，這些變形菌門中的微生物于湯浦水庫中的有機污染物降解和碳循環(huán)起著重要的作用。β變形菌綱Sulfuricella屬、γ變形菌綱Thiovirga屬和ε變形菌綱Sulfuricurvum屬與硫氧化作用有關(guān)。而占主導(dǎo)地位的Sulfuricella屬和Sulfuricella屬、Thiovirga屬的存在說明了水庫底泥中存在顯著的硫氧化過程。γ變形菌綱Acinetobacter屬中的微生物是一類常見的富磷微生物。所以這類微生物的出現(xiàn)與磷循環(huán)有關(guān)。此外，δ變形菌綱Anaeromyxobacter屬和Geobacter屬中的微生物是三價鐵的還原細菌，所以這2種δ變形菌綱中的細菌與鐵的還原有關(guān)。

總之，在湯浦水庫各采樣點的細菌群落結(jié)構(gòu)與組成有較大差異性。變形菌門可能與底泥的各種營養(yǎng)鹽及其生物化學(xué)過程有密切關(guān)系。其在水庫沉積物生態(tài)環(huán)境甚至整個庫區(qū)水環(huán)境的地位和作用還要進一步研究。

4結(jié) 論

湯浦水庫沉積物中總有機碳、氮和磷等物質(zhì)分布不均。各采樣點沉積物中總有機碳平均含量為14.6 g/kg，總氮平均含量為1.6 g/kg?？傆袡C碳和總氮含量最高的采樣點都是H點，最低的都是F采采樣；總磷含量最高的采樣點是G(1.08 g/kg)，含量最低的采樣點是L(0.5 g/kg)，平均含量為0.8 g/kg。速效磷和銨態(tài)氮在水庫中的分布具有明顯的特點：在河流入庫段含量最高，在庫區(qū)中部和壩前位置含量較低。水庫沉積物中總有機碳和總氮含量極顯著正相關(guān)(p<0.01)，總有機碳和總磷顯著正相關(guān)(p<0.01)，總磷和總氮含量之間呈不顯著負相關(guān)。

湯浦水庫沉積物中的有機質(zhì)多來源于水庫中的低等水生動植物。沉積物中磷的輸入主要來自陸源物質(zhì)，地表徑流在入庫過程中攜帶大量含磷物質(zhì)進入水庫而沉積；含氮物質(zhì)在沉積物中因為礦化降解而逐步消耗，含磷物質(zhì)得以在沉積物中累積。湯浦水庫底泥樣品中，鑒別出來了10種已知門的細菌，只有變形菌門、酸桿菌門、綠彎菌門和疣微菌門共同存在于各樣品中。變形菌門在所有樣品中的數(shù)量最多，約占細菌總數(shù)50%～70.8%。4個樣品中已知的27個變形菌門的屬，只有Sulfuricurvum屬在4個樣品中都有分布，有34個屬只在1個樣品中被發(fā)現(xiàn)。說明沉積物中微生物群落在屬水平上的分類差異非常顯著。

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收稿日期：2016-04-22修回日期：2016-05-18

通訊作者：孟婷(1993—),女(漢族), 陜西省咸陽市人,碩士研究生,主要研究方向為水污染控制。E-mail:1570954140@qq.com。

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1000-288X(2016)03-0024-06

中圖分類號：X524

Spatial Distribution of Nutrients and Bacterial Communities in Sediments of Water Resource Reservoir

LIU Hu, MENG Ting, WANG Min, CHENG Wen

(StateKeyLaboratoryBaseofEco-hydraulicEngineeringinAridArea,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an,Shaanxi710048,China)

Abstract：[Objective] The spatial distribution of nutrients and bacterial communities in sediments of water resource reservoir were investigated in order to reveal the interrelation between microbes and migration and transformation of nutrient salts. [Methods] Sediment samples were collected in a Tangpu reservoir in low mountain and hilly area of Eastern Zhejiang Province, the content of total organic carbon(TOC)， total nitrogen(TN)， -N)， nitrate-nitrogen(NO3-N), total phosphorus(TP) and available phosphorous and bacterial community structure were analyzed respectively. [Results] (1) The average TOC content was 14.6 g/kg and the average TN content was 1.6 g/kg in the reservoir sediments. The maximum content of TOC and TN was found in sampling sites H, minimum value was found in sampling site F. The content of TP was in the range of 0.5～1.08 g/kg, the mean value was 0.8 g/kg. Available phosphorus and ammonium nitrogen had a highest content in the river storage section, and showed low levels in central location of the reservoir and dam. (2) In the sediments, microbial population were significantly different. A total of 10 kinds of known phylum were identified, and 4 kinds of phylum(Verru comicrobia. Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, and Verruc omicrobia) were shared among all samples. In all the samples, Proteobacteria predominated about 50%～70.8% of the total bacteria. [Conclusion] Pearson’s correlation analysis show a significant negative correlation among Gamma proteobacteria, Delta proteobacteria and TP. While there is a significant positive correlation between Firmicutes and TN (p<0.05).

Keywords:reservoir; sediment; nutrient; bacterial distribution

資助項目：廣東省水利科技創(chuàng)新項目“流溪河流域農(nóng)村飲用水中環(huán)境激素的污染與控制技術(shù)研究”(2015-06)； 陜西水利科技計劃項目“渭河陜西段底泥中污染物沉降及釋放規(guī)律研究”(2014slkj-12)

第一作者：劉鵠(1973—),男(漢族),河南省洛陽市人,高級工程師，博士研究生,主要研究方向為水污染控制。E-mail:1004761354@qq.com。