石油污染物质输入对滨海湿地根际微生物群落演替过程的影响研究

近年来，外源污染物不断输入改变了滨海湿地原有的环境条件，对湿地植物根际微生物群落也已经形成冲击，对湿地生态系统的稳定已经形成潜在危害。故此，极有必要将外源污染物的输入对湿地植物根际微生物群落演替进程造成的影响展示给人们，以引起警惕，并给环境决策者提供科学依据。项目以辽东湾双台子河潮上带芦苇湿地为研究对象，针对该地区油田生产油井遍布的实际情况，拟以石油污染物作为主要的外源污染物，采用湿地模拟实验装置探讨外源性石油污染物的长期输入对芦苇根际微生物群落结构的更替进程的影响及机制，通过常规监测和微生物分子生态学技术解析微生物群落长期暴露于污染物中时逐渐演替、更叠的真实图景，揭示我国当前滨海湿地中的微生物资源、微生物群落信息，外源污染影响湿地植物根际微生物群落正常演替的机制，不同功能微生物类群对相应污染的响应，以及微生物顶极群落与物质循环、生态系统间关系。从而为保护和开发滨海湿地微生物资源提供依据。

项目已按任务书的计划安排基本完成了各项研究工作内容，实现了预期目标. 本项目以辽东湾双台子河滨海芦苇湿地为对象，以石油污染物作为主要的外源性污染物，采用湿地模拟实验装置进行了为期6个月的室外模拟实验，研究了石油的重要组分正构烷烃和多环芳烃在芦苇根区土壤中的时空分布及对湿地植物根际土壤酶活性、微生物种群数量和群落结构及功能的影响. 结果表明，经6个月的含油河水灌溉后正构烷烃在土壤中分布明显发生变化，其分布主要为单峰型且波峰主要集中在C13-C26之间，说明微生物降解尤其针对低碳数的作用明显；多环芳烃(PAHs)的分布除浓度上的增加外无明显变化，土著微生物对PAHs的降解能力也较弱. 土壤脱氢酶和过氧化氢酶活性对石油污染表现出不同的响应。其中，脱氢酶活性与石油烃污染物质的浓度呈正相关，随着污染物浓度的增大酶活性升高，而过氧化氢酶活性与石油烃污染物的浓度无明显相关性，并在一定程度上石油污染物对过氧化氢酶活性产生抑制作用。石油污染物的输入减少了芦苇根际细菌，放线菌和真菌的数量，但促进了石油烃降解菌的生长和繁殖. 经过6个月的含油河水灌溉后，在-20cm土壤层中，添加石油污染物的细菌，放线菌和真菌的数量仅为未添加的1/4，1/10和1/2，而石油烃降解菌的数量则增加了56~230倍. 石油污染物质输入降低了土壤的含氧量，改变微生物群落的优势菌群. 经过6个月的含油河水灌溉后，形成了以变形菌门（Proteobacterium spp.）和拟杆菌门（Bacteroidetes spp.）为主要优势菌群的群落结构，而厚壁菌门（Firmicutes spp.），放线菌门（Actinobacteria spp.）和蓝藻门（Cyanobacteria spp.）则受到不同程度的抑制，微生物群落功能趋于单一化。因此，需要进一步加强湿地微生物资源保护，建立微生物资源数据库，强化对退化湿地微生物种的收集和保藏。