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1、我国尚处于湿地研究的起始阶段,作为湿地生态系统中极为重要的微生物,由于诸多因素的影响而研究进展缓慢。目前,有关淡水湿地微生物方面的研究很少,国家林业局野生动植物保护司编撰的《湿地管理与研究方法》中有关湿地微生物的内容仅1000余字,且都是关于土壤方面的。在中国湿地植被编辑委员会编著的《中国湿地植被》一书中有关于湿地微生物方面的研究内容也都是土壤方面的,而关于湿地中水体微生物,只粗略地介绍了沼泽池湖水生微生物的数量变化,缺少湿地微生物在动物、植物、空气等诸多生态环境中的相关内容。从现有的研究中不难看
2、出,我国目前尚没有针对具体的湿地类型所特有的土壤、植被、水文等环境因素,对湿地微生物加以研究。国内、外学者对湿地土壤微生物研究主要包括以下两个方面:湿地土壤微生物群落结构以及代谢特征,湿地土壤微生物在元素循环中的作用和人工湿地中微生物降解污染物的作用。中国对湿地土壤微生物的研究起步较晚,多集中于人工湿地中微生物的研究,对天然湿地土壤微生物研究的报道相对较少。由于湿地环境复杂,对湿地土壤微生物研究多采用传统的微生物平板培养方法,多数微生物尚未被培养出来[12],对于分析微生物的群落结构和种群特征还有
3、待于方法的改进。不同微生物群落结构的差异和很多因素有关,如氧气供给、土壤肥力、土壤各种理化性质、植物根系的作用等[13]。通过深入研究湿地土壤微生物群落结构变化和种群数量构成,了解湿地土壤中微生物的群落结构和分布,对开发其中的微生物资源和保护湿地环境具有重要的意义。当前,在进行湿地环境下土壤微生物群落结构和分布研究中,为克服传统依赖于培养方法的局限性,基于DNA和RNA序列信息的分子微生物生态学日益发展起来[14]。很多分子生物学技术适合于复杂微生物群落的分析,但对湿地土壤微生物种群特征和数量构成
4、的研究采用的分析方法较少,往往更多的依赖于传统培养方法的使用近十几年来,欧洲、北美等国家开始将环境保护的重点转移到生态环境方面,其中人工湿地或人工芦苇床等形式的生态环境保护措施得到了更广泛的重视[15]。人工湿地已广泛用于处理城镇生活污水、矿山酸性废水、染料废水、以及一些工业废水等[16,17]。人工湿地中微生物是营养物质和有机质转化和矿化的主要执行者,其种群结构及活性直接影响系统的净化功能[18]。人工湿地净化污染物过程中,基质环境和运行条件是影响土壤微生物群落结构变化的主要因素。吴振斌等[19
5、]通过采用磷脂脂肪酸分析方法(phospholipidfattyacids,PLFAs)分析垂直流人工湿地基质微生物时发现,由于人工湿地系统已运行多年,基质中积累大量有机物;在污水流经系统过程中,DOC含量和有机负荷逐渐降低;在远离植物根际区的基质中下层,缺氧胁迫尤其明显;基质微生物优势类群主要为好氧原核微生物,其次为革兰氏阳性细菌及其他厌氧细菌,而真核微生物所占比例最少;表明人工湿地基质微生物与基质类型和基质氧浓度分布相关,基质有机质含量以及分布影响着微生物群落结构的构成。NicomratD等[
6、20]在处理酸性矿山污水的人工湿地中发现,由于此类污水中所特有的含硫和铁化合物,人工湿地中微生物类群也主要是由调节混合物中硫和铁离子的氧化作用的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌组成的,嗜温的硫杆菌是主要的优势类群,而且在有氧的湿地沉积物中细菌具有较低的多样性,说明微生物的群落结构变化不仅和基质(土壤)类型有关,土壤有机质的有效性和组成也是影响微生物群落组成的关键因素。VaccaG等[21]采用单链构象多态性(PolymeraseChainRe2action-SingleStrandConformati
7、onPolymorphism,PCR—SSCP)技术对人工湿地细菌去除过程中的细菌多样性进行分析发现,出水端微生物多样性显著低于进水端微生物多样性,SSCP图谱显示不同植被覆盖的基质中微生物存在明显差异。上述研究结果表明,湿地系统的微生物种群受到过滤过程、过滤介质和植物的影响,不同植物可以刺激某些特殊微生物类群的产生,且不同植物根际区微生物群落也存在着明显不同。目前,有关于人工湿地土壤微生物的研究偏重于某些具特殊功能的微生物类群,例如降解污染物和重金属等方面。相对于天然湿地,人工湿地具有更为稳定的
8、环境状况,可以形成较为稳定的土壤微生物群落,因而可以更广泛的采用如PCR—SSCP和PLFAs等分子生物手段对微生物群落和功能进行研究。通过湿地中废水来源和类型的不同、植被覆盖的不同和基质材料的不同等多种因素来分析土壤中微生物种群和数量所发生的各种改变,这也是当前人工湿地土壤微生物群落的主要研究热点由于大约90%～99%的微生物不可培养或未能得到培养,大部分微生物不能用传统的微生物平板培养方法来描述[12]。天然湿地土壤微生物研究起步相对较晚,对天然湿地土壤微生物的研究也多建立在微
