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近年来,由于湖泊富营养化所导致的蓝藻(尤其微囊藻)水华频繁发生,蓝藻水华引起的生态灾害机制亟需阐明。细菌(尤其异养细菌)是经典食物网与微食物网的连接者,在水生生态系统生物地球化学循环中具有极其重要的地位。在蓝藻水华占优势的湖泊生态系统中,大量的物质和能量由蓝藻合成后被细菌(主要为异养细菌)分解、利用。了解细菌群落结构对蓝藻水华的响应及其机制对于阐明蓝藻水华稳定态系统维持机制和揭示湖泊生物群落结构灾变具有重要意义。然而,有关该方面的研究极其缺乏。
本研究借助细菌计数、T-RFLP、PCR-DGGE和16S rDNA克隆文库技术,通过野外调查和原位围隔实验相结合,探讨了不同环境(有氧、缺氧、厌氧)、不同微囊藻生物量下细菌群落结构的变化及其恢复情况。结果显示:
1)梅梁湾浮游藻类和浮游细菌的群落结构变化均存在一定的时空特异性；浮游细菌群落结构的变化与铵态氮、溶解氧(DO)、TN浓度以及浮游藻类生物量(尤其是微囊藻数量、席藻数量及其生物量)显著相关。
2)水华微囊藻的堆积、分解对水体pH、DO和溶解性有机碳(DOC)等理化环境因子的影响因微囊藻生物量的不同而异,进而使得附着、浮游细菌的群落结构组成均发生了变化,且变化因水华微囊藻生物量的不同而异；水华微囊藻和微球菌目(Micrococcineae)可能存在腐生关系,水华微囊藻的分解为后者提供了丰富的有机碳源、促进其增殖,而后者的大量繁殖也加速了前者的分解；富营养化湖泊中水华微囊藻增值、分解过程中生成的生物质可能对军团菌(Legionella)具有潜在的滋生作用。
3)高存量的微囊藻水华的分解使得水体理化因子尤其是DO的变化更快且更显著；参与蓝藻水华分解的主要细菌种群因理化环境因子的不同而异,有氧状况下以Micrococcineae为主,而在缺氧环境下以梭菌(Clostridiales)为主；蓝藻水华消退后,蓝藻水华消退后大部分理化因子能够得以恢复；而浮游细菌菌群结构在本研究时间尺度内(12天)未得以恢复；不同存量的蓝藻水华对浮游细菌群落结构具有一定趋同作用。
4)在藻源性湖泛发生过程中,浮游和附着细菌的群落结构均发生了变化,且不同采样点间细菌群落结构也存在差异；首次发现LD12(淡水SAR 11)、Desulfovibrio、Clostridium和Comamonadaceae在浅水湖泊发生湖泛时相对含量较高,它们与水华微囊藻生物质的分解吸收以及水体嗅味物质的释放具有潜在的关系。
以上结果表明,蓝藻(主要为微囊藻)水华的堆积、分解对细菌群落结构组成具有显著性影响,且影响因微囊藻水华生物量的不同而异；参与微囊藻分解的细菌因环境因子的不同而异,有氧状况下以Micrococcineae为主,而在缺氧或厌氧环境下以梭菌目(Clostridiales)为主；高存量的微囊藻水华消退后大部分理化因子能够在短时间内得以恢复,而浮游细菌菌群结构在本研究时间尺度内(12天)未得以恢复,但不同存量的蓝藻水华对浮游细菌群落结构具有一定趋同作用;富营养化湖泊中Legionella与水华微囊藻存在潜在的滋生关系；首次发现微生物类群LD12(淡水SAR11)、Desulfovibrio、Clostridium和Comamonadaceae在浅水湖泊发生湖泛过程中相对含量较高,它们与水华微囊藻生物质的分解、吸收以及水体嗅味物质的释放具有潜在的关系。