人工湿地植物种类及多样性对甲烷释放及功能基因丰度的影响

• 作者: 严少娟 兰思仁 刘文莉 孙红英 林兴生 林辉 罗海凌 辛全伟
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: mcrA基因 pmoA基因 生态系统功能 生物多样性 温室气体
• 年，卷（期）: 2019,（22）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 8565-8574
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201809292125

摘要

为了研究人工湿地处理中碳/氮水平的废水时植物种类及多样性对系统甲烷释放及功能基因丰度的影响,我们构建了实验尺度的人工湿地微宇宙实验系统.选取千屈菜(Lythrum salicaria L.)和海寿花(Pontederia cordata L.)2种人工湿地常用、景观效果好的植物,在系统中配置了单种处理和两物种混种处理.结果 表明:千屈菜与海寿花混种系统的甲烷释放强度(8.78 mg CH4 m-2 d-1)高于两物种单种系统的平均值(6.97 mg CH4 m-2 d-1) (P＜0.001),同甲烷释放一样,混种系统的mcrA基因绝对丰度(977541.6 copies/g dw soil)也高于两物种单种系统的平均值(585146.8 copies/g dw soil),但混种系统的pmoA基因绝对丰度(326956.6 copies/g dw soil)低于两物种单种系统的平均值(1043616.0 copies/g dw soil)(P＜0.001).此外,混种系统的微生物量、植物生物量高于两物种单种系统的平均值(P＜0.01),但出水铵态氮浓度低于两物种单种系统的平均值(P＜0.05),出水总有机碳浓度和硝态氮浓度在单混种系统间无显著差异(P＞0.05).千屈菜单种系统和海寿花单种系统间的甲烷释放强度、pmoA基因绝对丰度、微生物量、植物生物量和出水铵态氮浓度存在显著差异(P＜0.05),但mcrA基因绝对丰度、出水总有机碳和硝态氮浓度无显著差异(P＞0.05).为了达到人工湿地的高净化效率,需要将千屈菜与海寿花混合种植,但混合种植强化甲烷释放.通过植物种类和丰富度对各指标变异的解释度(ω2)分析发现,植物种类对甲烷释放、pmoA基因绝对丰度、出水铵态氮的影响大于植物丰富度,但对mcrA基因绝对丰度的影响小于植物丰富度.