海南紅樹林沉積中硫酸鹽還原菌群落的特征

劉文娟，陳 新，李建聰，李思萍，陳英潔，唐 敏

（1.海南大學(xué) 化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，?？?570228;2.海南大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，?？?570228;3.海南大學(xué) 理學(xué)院，?？?570228）

我國部分沿海區(qū)域的海水和沉積都面臨較嚴(yán)峻的重金屬污染。位于熱帶和亞熱帶地區(qū)潮間帶的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)在海洋重金屬生態(tài)修復(fù)過程中具有獨(dú)特作用，紅樹林沉積作為重金屬的儲存庫，能有效阻斷重金屬在食物鏈中的傳遞和富集[1-2]，這主要與紅樹林沉積的一些特征密切相關(guān)。紅樹林沉積中硫含量通常較高(0.2%～0.4%)，遠(yuǎn)高于土壤平均含硫量(0.07%)[3-6]，另一方面，沉積中有機(jī)質(zhì)含量高，厭氧沉積環(huán)境為硫酸鹽還原菌的活動提供了良好條件，原位沉積中的硫酸鹽還原菌（SRB）在分解紅樹林沉積中的有機(jī)物質(zhì)時(shí)，豐富的硫被還原成大量S2-，S2-與重金屬離子結(jié)合成生物難以利用的金屬硫化物，從而降低重金屬的毒性危害。SRB在紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和污染物凈化過程中起著關(guān)鍵作用，因此，研究者們圍繞紅樹林沉積中的SRB，在不同地域展開了相關(guān)研究[7-9]。丁海等[10]使用選擇性培養(yǎng)基從東寨港紅樹林濕地的沉積樣本中分離出11株厭氧硫酸鹽還原菌，通過16S RNA測序技術(shù)鑒定其歸屬于6個(gè)屬，即芽孢桿菌屬(Bacillus)、弧菌屬(Vibrio)、梭狀芽孢桿菌屬(Clostridium)、伯克霍爾德菌屬(Burkholderia)、希瓦氏菌屬(Shewanella)、海桿菌屬(Marinobacterium)；Alzubaidy等[11]通過454-焦磷酸測序技術(shù)在紅海紅樹植物海欖雌(Avicennia marina)根際微生物宏基因組的研究中，發(fā)現(xiàn)SRB占優(yōu)勢，且以δ-變形菌綱(Deltaproteobarteria)為主；Varon-lopez等[12]分析巴西紅樹林沉積中硫氧化細(xì)菌和硫酸鹽還原菌的豐度和群落結(jié)構(gòu)，顯示Deltaproteobacteria(δ-變形菌綱)豐度最大，在屬分類水平上以脫硫桿菌和脫硫弧菌為主；Cabral等[13]通過宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究巴西圣保羅州海岸紅樹林沉積中的微生物，發(fā)現(xiàn)自養(yǎng)脫硫桿菌（Desulfobacterium autotrophicum）在沉積中起著重要的抗重金屬污染作用。王原[9]采用高通量測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)珠江廣州段沉積中的SRB主要類群為互營菌與厚壁菌、脫硫弧菌、脫硫桿菌及硝化螺旋菌四個(gè)分類族。采用基于功能基因dsrB的高通量測序技術(shù)研究硫酸鹽還原菌群落結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)長江口及東海附近沉積中的硫酸鹽還原菌主要為脫硫球莖菌科（Desulfobulbaceae）、互營桿菌科（Syntrophobacteraceae）、脫硫桿菌科（Desulfobacteraceae）、蛋白胨球菌科（Peptococcaceae）4個(gè)科[14]。這些研究揭示了海洋沉積中SRB群落的組成和結(jié)構(gòu)特征，反映出SRB的多樣性和地域性分布特點(diǎn)。目前，對紅樹林沉積中SRB群落的季節(jié)性變化以及SRB與沉積重金屬賦存形態(tài)的關(guān)聯(lián)性還未見相關(guān)研究報(bào)道。本研究采用高通量測序技術(shù)，研究了海南東寨港紅樹林沉積中SRB在不同季節(jié)下的群落結(jié)構(gòu)差異，分析SRB群落結(jié)構(gòu)與沉積理化性質(zhì)、重金屬賦存形態(tài)的相關(guān)性，為闡明紅樹林沉積中SRB在重金屬生態(tài)修復(fù)過程中的作用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣位點(diǎn)的環(huán)境特征采樣地點(diǎn)位于海南島東寨港紅樹林自然保護(hù)區(qū)附近(E110°32′～110°37′，N19°51′～20°1′)，為熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫23.8℃，水體表面溫度年均24.5℃，年均降雨量為1 676 mm；呈不規(guī)則全日潮，潮差平均約1.0 m；采樣地點(diǎn)處的沉積主要以粉砂質(zhì)和淤泥質(zhì)為主，其沉積的厚度一般在0.1～1.5 m之間，有機(jī)質(zhì)的含量較為豐富[15-16]。此處紅樹林主要由大面積生長的白骨壤 (Avicennia marina) 組成，林分郁閉度高，在林中穿行非常困難。

1.2 沉積樣品的采集分別于2019年旱季(1月)和雨季(10月)，在采樣場地選擇無可見人為干擾的區(qū)域，在紅樹林內(nèi)以及林外無植被覆蓋的低潮光灘區(qū)域分別采集表層沉積樣品。樣品的采集厚度為沉積表面以下0～5.0 cm之間的沉積物。每采樣區(qū)域?yàn)?個(gè)平行樣。挑出樣品中的樹枝、落葉和大型底棲動物等，每個(gè)樣品均分為兩部分，一部分迅速裝入已滅菌的離心管中，置于冰盒中送回實(shí)驗(yàn)室，-80℃保存，用于微生物群落分析實(shí)驗(yàn)；另一部分樣品封入樣品袋，用于沉積樣品的重金屬賦存形態(tài)及沉積的理化性質(zhì)檢測。

1.3 沉積理化性質(zhì)的檢測在采集沉積樣品前，現(xiàn)場測定沉積表層溫度。使用pH計(jì)(梅特勒-托利多，F(xiàn)E-20)測量新鮮濕樣的pH值(水土比為1∶1)。采用EDTA容量法測量Fe3+/Fe2+[17]。采用重量法測量沉積含水率[18]。采用燒失量法測沉積的燒失量(LOI)。參照海洋調(diào)查規(guī)范第八部分[17]使用綜合法對沉積中的粒徑進(jìn)行分析，參照Folk沉積三角分類圖解對沉積進(jìn)行分類和命名，擬合出各沉積的概率累積曲線之后，采用Folk和Ward公式計(jì)算各沉積的中值粒徑。沉積樣品經(jīng)風(fēng)干、研磨、過篩(120目標(biāo)準(zhǔn)篩)、消煮后，使用連續(xù)流動分析儀(AMS-Alliance，PROMIXA)進(jìn)行總氮(TN)和總磷(TP)的測試。

采用改進(jìn)BCR分步提取法[19]提取分析沉積中重金屬的各賦存形態(tài)，包括可溶性金屬離子、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)金屬、有機(jī)物/硫化物結(jié)合態(tài)金屬和殘?jiān)鼞B(tài)。經(jīng)分步提取的樣品烘干之后，采用微波消解法進(jìn)一步消解重金屬殘?jiān)鼞B(tài)。使用原子吸收光譜儀(北京普析通用，TAS-990 Super AFG)分析沉積中重金屬銅和鋅的含量。

1.4 SRB群落結(jié)構(gòu)分析采用OMEGA M5635-02 (OMEGA公司)試劑盒提取沉積樣品中總DNA。利用Nanodrop NC2000(Thermo Scientific)檢測DNA質(zhì)量，使用PCR擴(kuò)增儀(ABI 2720) 擴(kuò)增dsrB基因。擴(kuò)增引物序列為DSR-p2060F(5′-CAA CAT CGT YCA YAC CCA GGG)，DSR-4R(3′-GTG TAG CAG TTA CCG CA)[8]。PCR反應(yīng)條件：在98℃預(yù)變性2 min；在98℃變性15 s，55℃退火30 s，72℃延伸30 s，25個(gè)循環(huán)，最后72℃延伸5 min使用凝膠回收試劑盒(AXYGEN公司)進(jìn)行純化。最后采用MiSeq-PE250測序平臺進(jìn)行高通量測序(上海派森諾生物技術(shù)有限公司)，最大讀取長度為2×300 bp雙末端測序，試劑盒為MiSeq Reagent Kit V3。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析使用OriginPro 2020軟件分析沉積樣品的理化性質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)。使用QIIME軟件，調(diào)用UCLUST這一序列比對工具，按照97%的序列相似度對OTUs（operational taxonomic units,可操作分類單元）進(jìn)行歸并、劃分，之后采用NCBI數(shù)據(jù)庫作為OTU分類地位鑒定的模板序列，獲得OTU豐度矩陣。獲得OTU豐度矩陣之后，使用QIIME軟件分別對每個(gè)樣本計(jì)算Alpha多樣性指數(shù)。使用OriginPro 2020軟件進(jìn)行α多樣性指數(shù)差異顯著性分析、SRB分類組成分析、SRB豐度聚類分析以及Pearson相關(guān)性分析。使用Canoco5進(jìn)行冗余分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 沉積理化性質(zhì)檢測比較旱季和雨季沉積的理化性質(zhì)特征(表1)，發(fā)現(xiàn)沉積類型均為粉砂質(zhì)砂，旱季沉積以及紅樹林內(nèi)沉積的中值粒徑相對較高。與旱季相比，雨季的燒失量(LOI)值、TN含量均較高，但TP含量較低；含水率和pH沒有顯著差異。

表1 沉積理化性質(zhì)

2.2 沉積中重金屬賦存形態(tài)分析研究區(qū)域沉積中銅的總含量隨季節(jié)變化明顯，旱季光灘沉積中銅的總含量(35.19 mg·kg-1)是雨季的430%；旱季林內(nèi)的銅含量是雨季林內(nèi)的410%。在同一個(gè)季節(jié)，在光灘與紅樹林內(nèi)的沉積中，銅的總含量都相近。在旱季，沉積中銅主要以鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)(Cu-RF)、有機(jī)物/硫化物結(jié)合態(tài)(Cu-OF)為主，其中，在光灘和林內(nèi)，Cu-RF占比都為33%，OF分別為41%和43%；而可溶性銅離子(Cu-AF)含量較低，分別占7%和15%。在雨季，沉積中的銅主要以殘?jiān)鼞B(tài)(Cu-Res F)為主，在光灘和林內(nèi)Cu-Res F占比分別達(dá)到了72%和76% (表2，圖1)。此外，旱季紅樹林沉積中可溶性銅離子含量(Cu-AF)是光灘的220%，而在雨季，林內(nèi)的Cu-AF略低于光灘的。

圖1 不同沉積中銅的各賦存形態(tài)所占百分比

表2 不同沉積中銅的賦存形態(tài)量化分析

在旱季和雨季的沉積中，鋅都以殘?jiān)鼞B(tài)(Zn-Res F)為主，其中，旱季與雨季的Zn-Res F所占比例相差不大，旱季林內(nèi)的Zn-ResF所占比例略高于光灘的 (表3，圖2)；此外，旱季光灘沉積中可溶性鋅離子 (Zn-AF) 含量是林內(nèi)沉積的150%，而雨季此比值達(dá)210%；其余兩種賦存形態(tài)鋅的比例在旱季和雨季之間相差不大。

圖2 不同沉積中鋅的各賦存形態(tài)所占百分比

表3 不同沉積中鋅的賦存形態(tài)量化分析

2.3 沉積中SRB群落結(jié)構(gòu)分析

2.3.1 α多樣性分析α多樣性又稱為生境內(nèi)的多樣性，指局域均勻生境下的物種多樣性。常用Shannon多樣性指數(shù)反映alpha多樣性。Shannon值越大，表明群落多樣性越高。旱季光灘沉積SRB群落的Shannon多樣性指數(shù)最高，而雨季紅樹林內(nèi)的最低。不論在旱季或雨季，光灘沉積

SRB群落的Shannon指數(shù)都顯著高(P＜0.05)于紅樹林內(nèi)的；而且，不論在光灘還是林內(nèi)的沉積，旱季SRB群落的Shannon指數(shù)都顯著(P＜0.05)高于雨季的(表4)。

表4 沉積中SRB的α多樣性指數(shù)

Chao1指數(shù)用來估計(jì)物種總數(shù)，Chao1指數(shù)越大，表明OTU數(shù)目越多，該樣本的物種數(shù)越多。ACE指數(shù)也常用來估計(jì)群落中OTU數(shù)目。Chao1指數(shù)或ACE指數(shù)表示沉積中SRB群落豐富度，在旱季光灘與雨季林內(nèi)的樣品中呈現(xiàn)顯著差異 (P＜0.05)，其他各樣品之間無顯著差異(表4)。

2.3.2 科分類水平上SRB的組成與分布在所檢測的沉積中發(fā)現(xiàn)硫酸鹽還原菌隸屬13個(gè)科，這些科都存在于4類沉積樣品中，各科的相對豐度有差異，優(yōu)勢科都為索利氏菌科（Solibacteraceae），脫硫球莖菌科（Desulfobulbaceae），互營桿菌科（Syntrophobacteraceae）和脫硫桿菌科（Desulfobacteraceae），4個(gè)優(yōu)勢科的相對豐度分別占了81% (DA旱季光灘)、78%(DB旱季林內(nèi))、88%(RA雨季光灘)、80%(RB雨季林內(nèi))。在旱季，光灘和林內(nèi)沉積中索利氏菌科（Solibacteraceae）的相對豐度分別為44%與45%，脫硫球莖菌科（Desulfobulbaceae）的相對豐度分別為18%與19%，可見，這兩個(gè)優(yōu)勢科的相對豐度在光灘與林內(nèi)沉積中相近；但互營桿菌科（Syntrophobacteraceae）和脫硫桿菌科（Desulfobacteraceae）的相對豐度在光灘和林內(nèi)的差異較大，互營桿菌科（Syntrophobacteraceae）相對豐度在光灘的(16%)是林內(nèi)(6%)的267%，而脫硫桿菌科（Desulfobacteraceae）相對豐度在光灘的(3%)只有林內(nèi)(8%)的37.5%。在雨季，光灘中索利氏菌科（Solibacteraceae）的相對豐度(23%)不及林內(nèi)(51%)的1/2，但光灘中脫硫球莖菌科（Desulfobulbaceae）的相對豐度(40%)是林內(nèi)的(17%)235%，互營桿菌科（Syntrophobacteraceae）的相對豐度(23%)是林內(nèi)(7%)的328% (圖3)。沉積中SRB的優(yōu)勢科隨季節(jié)呈現(xiàn)明顯變化。在光灘，雨季沉積中索利氏菌科（Solibacteraceae）和脫硫桿菌科（Desulfobacteraceae）的相對豐度較低，分別是旱季的52.3%和66.7%，而脫硫桿菌科（Desulfobulbaceae）和互營桿菌科（Syntrophobacteraceae）相對豐度較高，分別是旱季的220%和140%。在紅樹林內(nèi)，雨季沉積中索利氏菌科（Solibacteraceae）和互營桿菌科（Syntrophobacteraceae）的相對豐度略高于旱季，分別是旱季的110%和120%，而脫硫球莖菌科（Desulfobulbaceae）和脫硫桿菌科（Desulfobacteraceae）的相對豐度低于旱季，分別是旱季的89.4%和62.5%。

圖3 科分類水平上沉積中SRB的分類組成

2.3.3 屬分類水平上SRB的豐度聚類分析SRB的相對豐度聚類熱圖（圖4）展現(xiàn)了32個(gè)屬的相對豐度在各樣本之間的差異。聚類分出光灘和林內(nèi)兩類，顯示紅樹林林內(nèi)與附近光灘沉積中SRB群落結(jié)構(gòu)的差異，其特點(diǎn)是相對豐度較高的屬各不相同，即在光灘沉積中相對豐度較高的SRB各屬在林內(nèi)則較低，如熱脫硫桿菌屬（Thermodesulfatator）、電纜細(xì)菌（Candidatus Electronema）、Desulfofundulus、脫硫球莖菌屬（Desulfobulbus）、脫硫葡萄狀菌屬（Desulfacinum）等；而在光灘沉積中相對豐度較低的SRB各屬在林內(nèi)則較高，如Desulfoglaeba、Desulfobacca、Desulfatiferula、脫硫管狀菌屬（Desulforhopalus）、脫硫念珠菌屬（Desulfomonile）、Desulfopila等。

圖4 沉積中SRB群落在屬分類水平上的組成熱圖

此外，光灘沉積中SRB的相對豐度也呈現(xiàn)季節(jié)性差異，如熱脫硫桿菌屬（Thermodesulfatator）、電纜細(xì)菌（Candidatus Electronema）、Desulfofundulus、脫硫球莖菌屬（Desulfobulbus）、脫硫葡萄狀菌屬（Desulfacinum）在雨季相對豐度較高，而在旱季相對豐度較低，Desulfallas、Pelotomaculum、脫硫腸狀菌屬（Desulfotomaculum）、Pseudodesulfovibrio、脫硫盒菌屬（Desulfarculus）、Candidatus Sulfotelmatobacter、Thermodesulfovibrio在雨季相對豐度較低而在旱季相對豐度較高；林內(nèi)沉積中的Desulfotignum、Desulfofustis在雨季相對豐度較高，而在旱季相對豐度較低，Desulfoglaeba、Desulfobacca、Desulfatiferula、脫硫管狀菌屬（Desulforhopalus）、脫硫念珠菌屬（Desulfomonile）、Desulfopila、檸檬酸桿菌屬（Citrobacter）、脫硫桿菌屬（Desulfobacter）、脫硫球菌屬（Desulfococcus）、Desulfatiglans、Desulfofaba在雨季相對豐度較低而在旱季相對豐度較高。

2.4 α多樣性指數(shù)與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)性分析α多樣性指數(shù)與理化因子的相關(guān)性分析顯示(表5)，pH、Fe3+/Fe2+與Shannon指數(shù)呈現(xiàn)顯著正相關(guān)；總氮(TN)、總磷(TP)與3個(gè)α多樣性指數(shù)均呈現(xiàn)顯著相關(guān)，其中TN呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，TP呈現(xiàn)正相關(guān)。

表5 α多樣性指數(shù)與理化性質(zhì)的Pearson相關(guān)性分析

分析α多樣性指數(shù)與銅和鋅賦存形態(tài)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)Cu-RF、Zn-RF與ACE指數(shù)呈現(xiàn)顯著正相關(guān)(p＜0.05)(表6)。

表6 α多樣性指數(shù)分別與銅和鋅賦存形態(tài)的Pearson相關(guān)性分析

2.5 冗余分析以高通量測序檢測出的OTUs對應(yīng)SRB群落中的物種，進(jìn)行DCA分析(Detrended Correspondence Analysis)，得到排序軸的最大梯度長度小于3.0，因此選擇線性模型冗余分析(RDA)解析理化因子對SRB群落影響（圖5）。采用近似F檢驗(yàn)和蒙特卡羅檢驗(yàn)，綜合分析篩選出環(huán)境因子中的pH、Fe3+/Fe2+、總氮、總磷、Cu-Res F、Zn-OF用于RDA分析，其中，pH、Fe3+/Fe2+為第一排序軸的主要影響因素，總氮、總磷、Cu-Res F、Zn-OF為第二排序軸的主要影響因素，這兩個(gè)排序軸對微生物群落組成變化的解釋程度達(dá)96.2%。影響SRB群落結(jié)構(gòu)的主要影響因子是pH、Fe3+/Fe2+和TP。

圖5 沉積中SRB的冗余RDA分析

圖中Fe (Ⅲ)/Fe (Ⅱ) 為Fe3+/Fe2+，DA-旱季光灘，DB-旱季林內(nèi)，RA-雨季光灘，RB-雨季林內(nèi);TN-總氮，TP-總磷。

3 討 論

華南濱海鹽土的重金屬環(huán)境背景值為Cu：（10.5±5.18）mg·kg-1；Zn：（51.9±29.6）mg·kg-1[20]，2013年和2014年8月(雨季)東寨港紅樹林沉積的重金屬含量為Cu：13.5 mg·kg-1，19.62 mg·kg-1；Zn：54.8 mg·kg-1，44.84 mg·kg-1[21]，本次檢測的雨季沉積樣品中銅含量均低于以上數(shù)據(jù)，鋅含量均與之相近。通常情況下，在重金屬常見的4類賦存形態(tài)中，殘?jiān)鼞B(tài)的穩(wěn)定性最高，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)較低；沉積中可氧化態(tài)的重金屬相對穩(wěn)定；而可還原態(tài)和酸可提取態(tài)重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較大[22-23]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示沉積中重金屬銅和鋅的含量及其賦存形態(tài)隨季節(jié)呈現(xiàn)明顯差異，顯示重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)隨季節(jié)發(fā)生明顯變化。旱季紅樹林內(nèi)外沉積中銅和鋅的總含量都高于雨季的，實(shí)驗(yàn)場地周圍不存在季節(jié)性變化的外源重金屬輸入，推測這可能與當(dāng)?shù)丶竟?jié)性氣候特征相關(guān)。雨季時(shí)充沛的降雨和積水對淺表層沉積中的重金屬濃度有一定的稀釋，而且沉積中部分重金屬也會隨著降雨時(shí)暫時(shí)形成的小溪流入海洋，從而降低了沉積中重金屬的含量；此外，紅樹植物白骨壤對重金屬銅和鋅都有一定的吸收作用[24]，但其吸收能力是否存在季節(jié)性差異還有待進(jìn)一步研究。在雨季，沉積中70%以上的銅為不易被生物利用的殘?jiān)鼞B(tài)形式存在，但在旱季，殘?jiān)鼞B(tài)銅占比不足20%，推測在研究位點(diǎn)區(qū)域銅的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在旱季時(shí)高于雨季。此外，沉積中68%以上的鋅以殘?jiān)鼞B(tài)賦存形式，可見在研究區(qū)域鋅的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不高，而且紅樹林沉積中鋅的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)均低于光灘沉積的。

本研究在科和屬分類水平上檢測出的SRB各類群在實(shí)驗(yàn)樣品中均有出現(xiàn)。在本實(shí)驗(yàn)沉積樣品中的優(yōu)勢科脫硫球莖菌科（Desulfobulbaceae）和脫硫桿菌科（Desulfobacteraceae），在位于亞寒帶地區(qū)的丹麥奧胡斯海灘(Aarhus Bay)表層沉積的SRB群落中也以超過50%的相對豐度占優(yōu)勢[25]。這與以往的研究結(jié)果類似，很多SRB類群具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，能在富含有機(jī)質(zhì)和硫酸鹽的低氧或厭氧沉積中廣泛分布[26]。

實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)SRB各類群在不同樣品中的相對豐度以及相應(yīng)的多樣性和群落結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)差異，特別是不同樣品中SRB相對豐度較高的屬各不相同，推測這可能是SRB群落中不同屬對環(huán)境因子響應(yīng)不同而造成的。相關(guān)性分析揭示沉積中TN、TP、Cu-RF和Zn-RF顯著影響SRB優(yōu)勢類群的相對豐度。與已有研究比較，除了本實(shí)驗(yàn)考慮重金屬因素外，影響SRB群落結(jié)構(gòu)的環(huán)境因子也呈現(xiàn)多樣化差異。如在我國東海海域表層沉積中，溫度、鹽度、TOC及溶解無機(jī)氮是影響SRB群落結(jié)構(gòu)季節(jié)性變化的主要因素[27-28]；而膠州灣養(yǎng)殖區(qū)沉積物中的SRB數(shù)量只與硫化物成顯著正相關(guān)[29]；在東太平洋大陸邊緣的沉積中發(fā)現(xiàn)，SRB群落的多樣性與碳可利用性密切相關(guān)[30]；在閩江河口蘆葦、短葉茳芏和互花米草沼澤濕地土壤的SRB群落組成結(jié)構(gòu)與pH呈極顯著相關(guān)，與土壤含水量顯著相關(guān)[31]；在云南洱海沉積中，春季和秋季SRB群落結(jié)構(gòu)的不同與溶氧和溫度相關(guān)[32]；烏梁素海湖濱濕地沉積物中的銨態(tài)氮和含水率對SRB群落結(jié)構(gòu)影響顯著[33]；在沙特阿拉伯紅海海濱地區(qū)兩種不同狀態(tài)的紅樹林中，研究者們發(fā)現(xiàn)與未被啃食的紅樹林相比，暴露于動物啃食和潮水中的紅樹林沉積中SRB群落組成結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化[34]，顯示外界干擾影響沉積中SRB群落結(jié)構(gòu)。這些研究揭示海洋沉積中SRB的群落組成和結(jié)構(gòu)特征受到多重生態(tài)環(huán)境因子的影響，起顯著影響作用的因子因地而異，因時(shí)而異，其影響機(jī)理還有待探究，但可以推測這與研究地點(diǎn)的生態(tài)環(huán)境因子具體情況相關(guān)，例如與碳源相對匱乏的沉積地區(qū)相比，有機(jī)質(zhì)比較豐富的地區(qū)，如東寨港紅樹林沉積，其源于碳的影響作用相對不顯著。因此，利用紅樹林進(jìn)行重金屬修復(fù)時(shí)，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際環(huán)境因子對SRB群落結(jié)構(gòu)的影響，并通過調(diào)節(jié)沉積相關(guān)的理化因子以達(dá)到高效的修復(fù)作用。

本研究結(jié)果表明，在海南北部紅樹林沉積中，SRB群落組成和結(jié)構(gòu)特征在林內(nèi)與林外光灘明顯不同，同時(shí)也呈現(xiàn)出季節(jié)性差異。這些差異與沉積中的總氮、總磷、pH和特定賦存形態(tài)的銅和鋅顯著相關(guān)。在采用紅樹林進(jìn)行重金屬生態(tài)修復(fù)工程中，應(yīng)關(guān)注這些生態(tài)環(huán)境因子。

致謝：海南大學(xué)分析測試中心對本實(shí)驗(yàn)給予了大力支持和幫助！