Pb和Cd对森林土壤细菌功能多样性及群落结构的影响

• 作者: 李大乐 陈建文 张红 李君剑
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 潜在生态风险评价 毒性系数 Pb污染 Cd污染 细菌功能多样性 细菌群落结构
• 年，卷（期）: 2021,（21）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 8472-8483
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb202009062313

摘要

重金属的毒性系数(The Toxic Factor，TF)是评价重金属潜在生态风险指数(potential ecological risk index，RI)的关键参数。为了探究基于Hakanson提出的TF值是否适用于重金属对土壤微生物的生态风险评估，以TF值为5和30的铅(Pb)和镉(Cd)构建土壤微宇宙试验，构建不同的RI水平(100、200和400)，通过Biolog-ECO板和高通量测序技术分析了Pb和Cd分别对细菌功能多样性及群落结构的影响。结果表明，对照处理(CK)的细菌丰度、功能多样性(Shannon指数，Simpson指数和McIntosh指数)和基因多样性(ACE和Chao1指数)均大于Pb、Cd污染的土壤，随着RI水平的升高，Pb和Cd污染土壤中细菌的丰度、功能多样性(Shannon指数和McIntosh指数)和基因多样性(Chao1指数和ACE指数)呈下降趋势。相同RI水平下，Pb污染土壤中细菌群落的丰度、平均颜色变化率(AWCD)、功能多样性指数、OTUs数和基因多样性指数均显著大于Cd污染(P<0.05)；6大类碳源利用率及主成分(PCA)分析表明，Pb污染土壤中细菌对糖类和羧酸的利用率均显著大于Cd污染(P<0.05)，在不同RI水平和重金属比例下，碳源利用模式而有所不同。同一RI水平下，相对于Pb污染，Cd污染土壤中变形菌门的相对丰度较为丰富，而绿弯菌门的相对丰度稀少；Pb和Cd污染土壤中慢生根瘤菌属、鞘脂单胞菌属、链霉菌属和norank_f__Roseiflexaceae等不同属细菌相对丰度表现出差异性。上述结果表明Hakanson提出的TF值并不适用于评估重金属Pb和Cd对土壤微生物的潜在生态风险。