干旱地区湖泊咸化过程的微生物学响应机制

针对我国干旱地区湖泊目前普遍面临的水资源短缺和水质咸化所导致的水环境问题，以干旱地区内陆大型湖泊- - 博斯腾湖为研究对象，通过对博斯腾湖水体中盐分含量、氮、磷营养盐形态、含量及其与湖泊中特征微生物种群、DNA多样性、浮游生物种群组成及多样性等指标之间耦联关系的研究，阐释干旱地区内陆大型湖泊中盐分及氮、磷营养盐与湖泊水环境演化之间的关系，揭示湖泊水体中盐分、氮磷营养盐含量影响湖泊微生态系统结构的方式、途径。重点研究不同盐度梯度下，博斯腾湖水体、沉积物中嗜盐菌等对盐度敏感的特征微生物种群的时空变化规律，追踪和辨析咸化过程对湖泊微生态系统的影响，阐明微生物群落对水体咸化过程的响应机制，为干旱地区内陆湖泊水资源的合理利用及水环境的治理提供理论依据。

本研究针对目前我国西部地区湖泊普遍存在的水资源短缺、水质咸化、富营养化等所导致的水环境问题，选择区域中具有代表性的博斯腾湖作为研究对象，通过对博斯腾湖水体、沉积物中盐分含量、氮、磷营养盐形态、含量及其与湖泊中微生物种群组成及多样性等指标的研究，辨析不同盐度梯度下，水体、沉积物中嗜盐菌等对盐度敏感的特征微生物种群的演替过程，发现：1）博斯腾湖水体、沉积物中的细菌丰度、群落结构呈现出显著的时空差异，这种差异是其作为一个敏感指标对水体富营养化及咸化过程的响应；2）在干旱地区的湖泊中，除存在有大量的土著微生物种（属）外，受盐度和营养盐的共同影响，其细菌的种群组成显著区别于典型的淡水湖泊；3）不同种类的细菌，其对盐度的敏感性不同。随着水体中盐度的增加，一些对盐度比较敏感的细菌类群会逐渐的减少，而一些喜盐和嗜盐的细菌类群，最终会在系统中占据优势;4) Alpha-变形菌纲及Beta-变形菌纲中的丛毛单胞菌科（Comamonadaceae）细菌，对水体盐度及营养盐的变化较为敏感，可作为干旱地区湖泊咸化、富营养化过程中的参考类群。研究结果阐释了干旱地区湖泊中微生物群落对水体咸化过程的响应机制，为干旱地区内陆湖泊水资源的合理利用及水环境的治理提供理论依据。