樓秀芹,郭衛(wèi)俊,姚文沖,方治國(guó),*

1 杭州市疾病預(yù)防控制中心微生物檢驗(yàn)科,杭州 310021 2 浙江工商大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,杭州 310018

生物氣溶膠是指具有生命的氣溶膠粒子(包括細(xì)菌、真菌、病毒等微生物粒子)和活性粒子(花粉、孢子等)以及由有生命活性的機(jī)體所釋放到空氣中各種粒子的統(tǒng)稱[1- 2]?？諝庵械奈⑸锸谴髿馍餁馊苣z的主要組成部分,其不僅具有重要的生態(tài)系統(tǒng)功能,影響著全球氣候變化[3- 6],還與空氣質(zhì)量和人類健康密切相關(guān)。一方面,由生物粒子組成的氣溶膠,可間接作為云凝結(jié)核和冰核,導(dǎo)致云滴和冰晶的形成,在雨雪的形成過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的功能,并且可通過(guò)直接散射或吸收太陽(yáng)能輻射在全球氣候變化中起著至關(guān)重要的作用[5-9]；另一方面,作為空氣污染表征體系的一部分,生物氣溶膠對(duì)評(píng)價(jià)空氣污染的致病性和過(guò)敏性具有重要的作用,小部分具有活性的生物氣溶膠能夠?qū)е赂鞣N微生物疾病發(fā)生[10]。

空氣細(xì)菌是空氣中微生物的重要組成部分,所有細(xì)菌氣溶膠都是通過(guò)自然界進(jìn)入空氣中的?？諝庵屑?xì)菌的存在和分布是以人類為中心的[11],因此空氣細(xì)菌主要來(lái)源于自然界的土壤、動(dòng)植物和人類,所有的水體界面包括湖泊、海洋、河流等也是空氣細(xì)菌的來(lái)源之一,另外一些非自然的活動(dòng)如污水處理、動(dòng)物飼養(yǎng)、發(fā)酵過(guò)程和農(nóng)業(yè)活動(dòng)等也是其重要來(lái)源[12- 15]?？諝庵屑?xì)菌的存在與人類健康有著密切的聯(lián)系,它們能夠向周?chē)沫h(huán)境擴(kuò)散,導(dǎo)致人類過(guò)敏反應(yīng),對(duì)免疫力低下的人們?cè)斐蓢?yán)重的健康危害[16]；容易造成人群傳染病爆發(fā)流行；污染食品,造成人們食物中毒；使醫(yī)藥品、化妝品等日常用品變質(zhì)；并且能夠腐蝕用于基礎(chǔ)建設(shè)的金屬材料及用于科研生產(chǎn)的精密儀器,造成重大的經(jīng)濟(jì)損失[17-19]。

杭州是浙江省省會(huì)和經(jīng)濟(jì)、文化科教中心,長(zhǎng)江三角洲中心城市之一,國(guó)家歷史文化名城和南方典型的風(fēng)景旅游城市,而且杭州市被確定為2016年G20峰會(huì)的主辦城市,這更有助于顯著提升杭州市的國(guó)際地位和形象。西湖景區(qū)是杭州的地標(biāo)性旅游景區(qū),世界文化遺產(chǎn),國(guó)家5A級(jí)旅游景區(qū),中國(guó)首批國(guó)家重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū),首批全國(guó)文明風(fēng)景旅游區(qū)示范點(diǎn),中國(guó)十大名勝古跡之一,中國(guó)主要的觀賞性淡水湖泊之一,在中國(guó)的歷史文化和風(fēng)景名勝中占有重要地位。“杭州西湖文化景觀”于2011年正式被列入《世界遺產(chǎn)名錄》,成為世界文化景觀的杰出典范。作為世界聞名的旅游勝地,杭州西湖景區(qū)每年的游客接待量持續(xù)位居全國(guó)前列,來(lái)杭旅游人數(shù)不斷增加,2015年中外游客的接待量已經(jīng)突破1.2億人次。2016年十一黃金周期間杭州共接待游客1578萬(wàn)人次,其中西湖風(fēng)景區(qū)接待游客就超過(guò)了437萬(wàn)人次,顯著超出了杭州的旅游負(fù)載量。隨著杭州在國(guó)內(nèi)外的知名度明顯提高,城市的人流量和車(chē)流量顯著增加,因此杭州西湖景區(qū)空氣生物性污染問(wèn)題也日益突出。然而,有關(guān)杭州市西湖景區(qū)空氣微生物的研究工作至今鮮有任何報(bào)道。論文選取了杭州市西湖景區(qū)4個(gè)典型景點(diǎn)作為樣點(diǎn),通過(guò)高通量測(cè)序研究了空氣細(xì)菌多樣性特征,可為控制西湖景區(qū)空氣生物性污染和相關(guān)管理部門(mén)制定環(huán)境政策法規(guī)提供理論指導(dǎo)和參考依據(jù)。

1 研究材料與方法

1.1 研究樣點(diǎn)概況

杭州西湖景區(qū)位于浙江省杭州市西面,景區(qū)內(nèi)群山高度都不超過(guò)400米,環(huán)布在西湖的南、西、北三面,景區(qū)總面積達(dá)49 km2,其中湖面6.5 km2。景區(qū)以植物造景為主,由大量喬灌木組成疏落有致、大小不同的空間。2007年5月8日經(jīng)國(guó)家旅游局正式批準(zhǔn)為國(guó)家AAAAA級(jí)旅游景區(qū),2011年6月24日“中國(guó)杭州西湖文化景觀”正式被列入《世界遺產(chǎn)名錄》。選取西湖景區(qū)具有代表性且具有不同特征的4個(gè)景點(diǎn)作為研究樣點(diǎn),分別為柳浪聞鶯(Orioles singing in the willow-OSW)、三潭印月(Three pools mirroring the moon-TPMM)、斷橋殘雪(Melting snow at broken bridge-MSBB)和寶石流霞(Precious stone hill floating in rosy clouds-PSHFRC)。柳浪聞鶯(OSW)位于西湖東南岸,園內(nèi)垂柳林立,遍及紫楠、雪松、廣玉蘭和梅花等。斷橋殘雪(MSBB)位于西湖白堤?hào)|端,是西湖景區(qū)人流量最大的景點(diǎn)之一。三潭印月(TPMM)是西湖中最大的島嶼,風(fēng)景秀麗、景色清幽,綠樹(shù)掩映、花木扶疏,湖岸垂柳拂波。寶石流霞(PSHFRC)位于西湖北岸自成一體的葛嶺和寶石山,保俶塔巍然挺秀,景色奇特。

1.2 空氣微生物取樣器

采用法國(guó)Bertin* Coriolis μ 空氣生物采樣器進(jìn)行取樣,Coriolis μ采用全新的氣旋式采樣技術(shù),空氣流速最高可達(dá)300 L/min。Coriolis μ能夠高效收集空氣中的生物樣品,樣品的采集形式為液體樣品,樣品后續(xù)處理高度靈活,樣品可進(jìn)行稀釋和濃縮,以獲得更大范圍更精確的生物樣品信息,用于包括瓊脂平板培養(yǎng)在內(nèi)的多種檢測(cè)技術(shù)。

1.3 取樣方法

在杭州市西湖景區(qū)選定4個(gè)樣點(diǎn)(OSW、MSBB、TPMM、PSHFRC),于2016年5月選擇相同的天氣條件(晴),利用Coriolius μ空氣微生物液體采樣器進(jìn)行取樣,取樣時(shí)空氣溫度為25℃,風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng),風(fēng)速≤3級(jí)。利用Coriolius μ空氣微生物液體采樣器進(jìn)行取樣,每個(gè)樣點(diǎn)3個(gè)重復(fù)。取樣高度距離地面約1.5 m處,空氣流速250 L/min,取樣時(shí)間為2 h。取樣時(shí)收集管初始取樣液為12 mL,為了保證收集管里液體量的穩(wěn)定,每隔10 min往收集管里加少許收集液,取樣結(jié)束后將樣本帶回實(shí)驗(yàn)室,然后進(jìn)行DNA提取,收集的樣本用于空氣中細(xì)菌多樣性特征研究。

1.4 液體樣品的濃縮與DNA提取方法

利用Coriolius μ空氣微生物液體采樣器收集的樣本通過(guò)高速離心和濃縮過(guò)濾管過(guò)濾后收集約100 μL的原液混合物,然后轉(zhuǎn)移至1.5 mL離心管中,將濃縮后的樣本利用QIAamp DNA Mini Kit(50)試劑盒提取空氣細(xì)菌基因組DNA,將檢測(cè)合格的細(xì)菌基因組DNA樣本送至上海祥音生物科技有限公司進(jìn)行搞通量測(cè)序。

1.5 空氣細(xì)菌高通量測(cè)序

以樣品DNA作為PCR反應(yīng)模板,擴(kuò)增16S rRNA基因的V3—V4區(qū)。PCR反應(yīng)正反向引物分別為5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG- 3′和5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT- 3′,擴(kuò)增后得到425 bp的擴(kuò)增片段,檢測(cè)合格后,添加測(cè)序接頭,選用Miseq PE300平臺(tái)實(shí)施雙末端測(cè)序。

1.6 數(shù)據(jù)處理

1.6.1質(zhì)量控制

Hiseq雙端測(cè)序原始序列3′端可能帶有adaptor接頭序列,以及一些少量低質(zhì)量序列和雜質(zhì)序列。利用cutadapt軟件(Version 1.16)去除3′端測(cè)序接頭,利用Pandaseq軟件(Version 2.9)根據(jù)雙端測(cè)序序列的重疊關(guān)系將成對(duì)的reads拼接成一條序列,得到高變區(qū)的原始序列(raw read)。對(duì)拼接后的序列進(jìn)行質(zhì)控分析(去除尾部質(zhì)量值低于20以下堿基和含N堿基部分序列的reads)獲得有效序列(clean reads)。

1.6.2OTUs與多樣性分析

將拼接的有效序列中的singletons過(guò)濾掉,利用Uparse(Version 7.0.1001)去除嵌合體,并在97%的相似度下對(duì)序列進(jìn)行聚類,得到用于物種分類的OTUs。在保證測(cè)序深度足夠的前提下,對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行歸一化處理。然后,對(duì)抽平后的序列聚類的OTUs進(jìn)行微生物分析和主成分(PCA)分析。

1.6.3群落結(jié)構(gòu)組成和相似性分析

從OTUs中挑選出豐富度最高的一條序列作為代表序列,與16S rDNA數(shù)據(jù)庫(kù)(Greengenes)在97%的相似性下進(jìn)行比對(duì),從而對(duì)OTUs進(jìn)行物種注釋,并根據(jù)每個(gè)OUT中序列的條數(shù)得到OUT分布表,對(duì)物種豐度和熱圖進(jìn)行分析。利用QIIME軟件(Version 1.9.0)計(jì)算Alpha多樣性和Beta多樣性指數(shù)。

2 研究結(jié)果

2.1 空氣細(xì)菌OUT及α多樣性分析

采集的空氣細(xì)菌樣品,經(jīng)DNA提取、檢測(cè)和高通量測(cè)序后,將所得原始數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、質(zhì)控和去除嵌合體,共得到252325條序列。通過(guò)分析總共獲得OTU數(shù)量為17795,其中OSW的OTU數(shù)量為3771,TPMM為4261,MSBB為5075,PSHFRC為4688。從OTU研究結(jié)果中可知,西湖景區(qū)不同樣點(diǎn)空氣細(xì)菌群落豐富度差異顯著,OSW空氣中細(xì)菌豐度最小,而MSBB空氣中細(xì)菌豐度較大。

表1是不同樣點(diǎn)α多樣性指數(shù),MSBB的香農(nóng)指數(shù)、ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)、Coverage指數(shù)、Simpson指數(shù)分別為6.07、20673、13072、0.95、0.0123,而PSHFRC的上述指數(shù)分別為5.43、21790、12401、0.95、0.0371。與其他樣點(diǎn)相比,MSBB空氣中細(xì)菌豐富度較高,均勻度較低,而PSHFRC空氣中細(xì)菌豐富度較低,均勻度較高。

表1 杭州市西湖景區(qū)不同樣點(diǎn)空氣細(xì)菌樣品Alpha多樣性指數(shù)

MSBB：斷橋殘雪,melting snow at broken bridge；OSW：柳浪聞鶯,orioles singing in the willow；PSHFRC：寶石流霞,precious stone hill floating in rosy clouds；TPMM：三潭印月,three pools mirroring the moon

2.2 空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成分析

各樣點(diǎn)細(xì)菌相對(duì)含量最多的均為變形菌門(mén)(Proteobacteria),分別是MSBB占54.54%,OSW占53.49%,PSHFRC占60.15%,TPMM占56.97%,其在4個(gè)樣點(diǎn)中的平均相對(duì)含量為56.29%；其次為放線菌門(mén)(Actinobacteria),分別是MSBB占19.37%、OSW占16.03%、TPMM占15.23%、PSHFRC占11.73%,其在4個(gè)樣點(diǎn)中的平均相對(duì)含量為15.59%。細(xì)菌門(mén)分類水平上,OSW和TPMM相對(duì)含量第三的是厚壁菌門(mén)(Firmicutes),分別占9.65%和11.6%,第四的是擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes),分別占6.86%和5.55%；MSBB和PSHFRC與之相反,相對(duì)含量第三的是擬桿菌門(mén),分別占7.31%和7.86%,第四是厚壁菌門(mén),分別占7.09%和5.32%。從以上的研究結(jié)果可以得出,西湖景區(qū)各樣點(diǎn)空氣細(xì)菌在門(mén)水平上相對(duì)含量較多的為變形菌門(mén)、放線菌門(mén)、厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén),這4門(mén)細(xì)菌總的相對(duì)含量在各樣點(diǎn)分布特征為MSBB占88.31%,OSW占86.03%,PSHFRC占85.06%,TPMM占89.28%(圖1)。

圖1 門(mén)分類水平西湖景區(qū)不同樣點(diǎn)空氣細(xì)菌的相對(duì)豐度 Fig.1 Relative abundance of airborne bacteria in the level of phylum classification at different sampling sites in West Lake scenic areasMSBB斷橋殘雪：melting snow at broken bridge；OSW：柳浪聞鶯,orioles singing in the willow；PSHFRC：寶石流霞,precious stone hill floating in rosy clouds；TPMM：三潭印月,three pools mirroring the moon

杭州市西湖景區(qū)各樣點(diǎn)空氣中共有細(xì)菌954屬,其中MSBB的優(yōu)勢(shì)菌群依次為馬賽菌屬(Massilia)(6.22%)、鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)(3.61%)、甲基桿菌屬(Methylobacterium) (3.53%)、副球菌屬(Paracoccus)(3.16%)、劉志恒菌屬(Zhihengliuella)(2.6%)、薄層菌屬(Hymenobacter) (2.22%)、異常球菌屬(Deinococcus)(2.21%)；TPMM的優(yōu)勢(shì)菌群依次為兩面神菌屬(Janibacter)(6.45%)、甲基桿菌屬(5.44%)、馬賽菌屬(4.99%)、芽孢桿菌屬(Bacillus) (3.36%)、鞘氨醇單胞菌屬(2.9%)、異常球菌屬(2.51%)、微紅微球菌屬(Rubellimicrobium) (2.19%)；OSW相對(duì)含量較多的菌群為鞘氨醇單胞菌屬(6.05%)、兩面神菌屬(3.91%)、異常球菌屬(3.29%)、馬賽菌屬(3.15%)、食酸菌屬(Acidovorax)(3.01%)、副球菌屬(2.98%)、甲基桿菌屬(2.54%)；PSHFRC的優(yōu)勢(shì)菌群則依次為甲基桿菌屬(11.5%)、鞘氨醇單胞菌屬(11.21%)、異常球菌屬(4.74%)、薄層菌屬(3.72%)、微紅微球菌(2.83%)、食酸菌屬(2.06%)。從以上研究結(jié)果可以得出,MSBB樣點(diǎn)馬賽菌屬相對(duì)含量顯著高于其他菌屬,而PSHFRC樣點(diǎn)馬賽菌屬相對(duì)含量為0.93%；OSW樣點(diǎn)鞘氨醇單胞菌屬顯著高于其他菌屬,而TPMM樣點(diǎn)鞘氨醇單胞菌屬相對(duì)含量為2.9%；PSHFRC樣點(diǎn)則甲基桿菌屬和鞘氨醇單胞菌屬顯著高于其他菌屬,而OSW樣點(diǎn)甲基桿菌屬相對(duì)含量為2.54%；TPMM樣點(diǎn)兩面神菌屬顯著高于其他菌屬,而PSHFRC樣點(diǎn)兩面神菌屬相對(duì)含量為0(圖2)。因此,西湖景區(qū)各樣點(diǎn)不同細(xì)菌在屬水平上相對(duì)含量差異非常顯著。此外,各樣點(diǎn)相對(duì)含量在2%以上的細(xì)菌屬主要有鞘氨醇單胞菌屬、甲基桿菌屬、薄層菌屬和異常球菌屬,這些菌屬是西湖景區(qū)不同樣點(diǎn)共有的優(yōu)勢(shì)菌群。

圖2 屬分類水平西湖景區(qū)不同樣點(diǎn)空氣細(xì)菌的相對(duì)豐度Fig.2 Relative abundance of airborne bacteria in the level of genus classification at different sampling sites in West Lake scenic areas

2.3 不同樣點(diǎn)空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相似性分析

從屬分類水平挑選豐富度最高的前40個(gè)物種作物種豐富熱圖,從圖中可以看出,西湖景區(qū)各個(gè)樣點(diǎn)空氣細(xì)菌群群落差異顯著(圖3),從不同樣點(diǎn)空氣細(xì)菌樣品主成分分析來(lái)看,能夠得到一致的結(jié)果。西湖景區(qū)空氣中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬為鞘氨醇單胞菌屬、甲基桿菌屬、馬賽菌屬、異常球菌屬、薄層菌屬和兩面神菌屬。兩面神菌屬相對(duì)豐度在各樣點(diǎn)OSW(3.91%)、TPMM(6.45%)與MSBB(0.03%)、PSHFRC(0)差異非常顯著；芽孢桿菌屬相對(duì)豐度在各樣點(diǎn)TPMM(3.36%)與MSBB(0)、OSW(0.31%)、PSHFRC(0.22%)差異顯著；馬賽菌屬相對(duì)豐度在樣點(diǎn)TPMM(4.99%)、MSBB(6.22%)、OSW(3.15%)與PSHFRC(0.93%)差異顯著(圖4)。

圖3 屬水平西湖景區(qū)不同樣點(diǎn)空氣細(xì)菌樣品物種豐度熱圖Fig.3 Species abundance heatmap of airborne bacteria in the level of genus at different sampling sites in West Lake scenic area

3 討論

在杭州市西湖景區(qū)選取了4個(gè)典型樣點(diǎn),系統(tǒng)研究了西湖景區(qū)空氣細(xì)菌群落特征。在細(xì)菌門(mén)水平上,各樣點(diǎn)優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門(mén)均為變形菌門(mén)、放線菌門(mén)、厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén),其總相對(duì)含量在MSBB、OSW、PSHFRC和TPMM分別為88.31%、86.03%、85.06%和89.28%,不同樣點(diǎn)空氣細(xì)菌門(mén)水平上存在一定的差異,OSW和TPMM厚壁菌門(mén)分別占9.65%和11.6%,擬桿菌門(mén)分別占6.86%和5.55%,MSBB和PSHFRC擬桿菌門(mén)分別占7.31%和7.86%,厚壁菌門(mén)分別占7.09%和5.32%。在細(xì)菌屬水平上,各樣點(diǎn)優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬及含量差異顯著,MSBB、TPMM、OSW和PSHFRC含量最大的優(yōu)勢(shì)菌屬分別為馬賽菌屬、兩面神菌屬、鞘氨醇單胞菌屬和甲基桿菌屬,分別占6.22%、6.45%、6.05%和11.5%,各樣點(diǎn)相對(duì)含量均高于2%的菌屬有鞘氨醇單胞菌屬、甲基桿菌屬、薄層菌屬和異常球菌屬,這些菌屬是西湖景區(qū)共有的優(yōu)勢(shì)菌群。姚文沖等研究了杭州市不同功能區(qū)空氣細(xì)菌群落特征,空氣中以變形菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、藍(lán)細(xì)菌門(mén)(Cyanobacteria)和放線菌門(mén)為優(yōu)勢(shì)菌群,但不同功能區(qū)及不同季節(jié)其豐度存在顯著差異,且優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬與西湖景區(qū)顯著不同[20]；張旭等研究了浙江大學(xué)紫金港校農(nóng)業(yè)生命環(huán)境大樓空氣細(xì)菌群落組成,空氣中顆粒物樣品上以變形菌門(mén)(24.63%—54.22%)、藍(lán)細(xì)菌門(mén)(6.10%—20.27%)、厚壁菌門(mén)(9.91%—29.76%)、放線菌門(mén)(9.27%—18.87%)和擬桿菌門(mén)(7.52%—24.29)為主,累計(jì)豐度約達(dá)90%。西湖景區(qū)和上述研究的樣點(diǎn)均在杭州,但由于樣點(diǎn)周邊環(huán)境顯著不同,空氣中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門(mén)存在一定的差異,在西湖景區(qū)藍(lán)細(xì)菌門(mén)豐度較低,而在浙江大學(xué)紫金港校區(qū)藍(lán)細(xì)菌門(mén)豐度較高,而西湖景區(qū)優(yōu)勢(shì)菌屬與杭州不同功能區(qū)差異顯著[21]。王丹丹等研究了塔克拉瑪干沙塵暴源區(qū)空氣細(xì)菌群落多樣性,發(fā)現(xiàn)其空氣中細(xì)菌主要有4門(mén)37 屬,優(yōu)勢(shì)菌群為變形菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、放線菌門(mén)和厚壁菌門(mén),分別占67.6%、17.6%、11.7%和2.9%,優(yōu)勢(shì)菌屬為微桿菌屬(Microbacterium)、不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)、短波單胞菌屬(Brevundimonas)、柄桿菌屬(Caulobacter)、葉桿菌屬(Phyllobacterium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、海洋桿菌屬(Pontibacter)和根瘤菌屬(Rhizobium)。在門(mén)的水平上,西湖景區(qū)空氣細(xì)菌特征與塔克拉瑪干沙塵暴源區(qū)基本相似；在屬水平上,兩地空氣細(xì)菌群落差異顯著,其優(yōu)勢(shì)菌群明顯不同,這可能是由于兩地顯著不同的環(huán)境特征而引起的[22]。凌琪等利用可培養(yǎng)法研究了黃山風(fēng)景區(qū)空氣細(xì)菌特征,經(jīng)鑒定得出優(yōu)勢(shì)菌屬依次為芽孢桿菌屬、葡萄球菌屬(Staphylococcus)、微球菌屬(Micrococcus)和假單胞菌屬,分別占總細(xì)菌的37.7%、17.2%、10.1%、9.8%[23],這與本研究中空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異顯著。一方面,由于環(huán)境中絕大多數(shù)細(xì)菌是不可培養(yǎng)的,而可培養(yǎng)的細(xì)菌只占總數(shù)的0.1%—10%,在營(yíng)養(yǎng)貧瘠的空氣中比例可能更低[24],這就導(dǎo)致了利用培養(yǎng)法和非培養(yǎng)法研究空氣中細(xì)菌群落的顯著差異[25]；另一方面,黃山風(fēng)景區(qū)和西湖景區(qū)兩地的環(huán)境特征不同,黃山風(fēng)景區(qū)海拔較高,西湖景區(qū)具有較大的水域面積,雖然兩地的植被覆蓋率較高,但植被類型顯著不同,這些也是導(dǎo)致西湖景區(qū)和黃山風(fēng)景區(qū)空氣中細(xì)菌種類不同的原因。

從OTU和多樣性指數(shù)分析來(lái)看,與其他樣點(diǎn)相比,MSBB空氣中細(xì)菌豐富度較高,均勻度較低,而PSHFRC空氣中細(xì)菌豐富度較低,均勻度較高。研究表明,人員流動(dòng)、車(chē)輛活動(dòng)和綠化植被是影響空氣中細(xì)菌特征的最重要因素,空氣中細(xì)菌種類和含量與地面擾動(dòng)有著顯著的關(guān)系[17- 19,26]。MSBB是西湖景區(qū)游客流量最大的景點(diǎn)之一,一方面,人員頻繁活動(dòng)容易使得地面的塵埃粒子漂浮在空氣中形成飄塵,使得周邊環(huán)境中細(xì)菌的豐度都顯著增加；另一方面,人流量較多的地方,皮膚表面所攜帶的細(xì)菌可能會(huì)釋放到空氣中,且人們也可通過(guò)噴嚏等形式把大量的細(xì)菌釋放到空氣中,使得周邊環(huán)境中病原性細(xì)菌的種類和含量明顯增加。這些因素也是引起MSBB空氣中細(xì)菌均勻度較低的重要原因。OSW是西湖景區(qū)植被覆蓋及綠化最好的景點(diǎn)之一,空氣濕潤(rùn),較為陰涼,綠地對(duì)空氣細(xì)菌有明顯的濾除作用,總體環(huán)境不利于空氣中細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖[27],并且不同種類植物的揮發(fā)性分泌物對(duì)空氣細(xì)菌有顯著的滅殺作用[28-30],使得OSW空氣中病原性細(xì)菌種類較少。PSHFRC是位于西湖北岸的葛嶺和寶石山上,海拔明顯高于其他樣點(diǎn),且游客數(shù)量顯著低于其他景點(diǎn),這就導(dǎo)致了其空氣細(xì)菌豐富度較低和均勻度較高。

圖4 西湖景區(qū)不同樣點(diǎn)空氣細(xì)菌樣品主成分分析 Fig.4 PCA analysis of airborne bacteria at different sampling sites in West Lake scenic area

4 結(jié)論

杭州市西湖景區(qū)不同景點(diǎn)空氣細(xì)菌多樣性特征差異顯著,各景點(diǎn)豐富度和均勻度明顯不同,MSBB空氣細(xì)菌豐富度較高,均勻度較低,而PSHFRC豐富度較低,均勻度較高。在細(xì)菌門(mén)水平上,各景點(diǎn)優(yōu)勢(shì)細(xì)菌為變形菌門(mén)、放線菌門(mén)、厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén),但不同景點(diǎn)空氣細(xì)菌群落及含量存在一定的差異；在細(xì)菌屬水平上,MSBB、TPMM、OSW和PSHFRC相對(duì)含量最高的菌屬分別為馬賽菌屬、兩面神菌屬、鞘氨醇單胞菌屬和甲基桿菌屬,各景點(diǎn)優(yōu)勢(shì)菌屬及含量差異顯著。我國(guó)旅游景區(qū)空氣微生物的研究總體上比較薄弱,因此有必要加強(qiáng)與人類活動(dòng)密切相關(guān)的旅游景區(qū)空氣微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性特征研究。