通讯单位：江汉大学生命科学学院、汉江流域特色生物资源保护与利用湖北省工程研究中心
近日，江汉大学生命科学学院陈元元老师和熊飞教授团队在生态学领域知名期刊《
Ecological Indicators
》上发表了题为“
Heavy metal
contamination and eutrophication effects on bacterial communities in the Han
River basin
”的研究论文。本文通过
16S rDNA
测序技术，系统研究了汉江流域沉积物中细菌群落的多样性、结构和功能，揭示了重金属污染与富营养化对微生物群落的复合影响机制。研究发现，铜（
Cu
）浓度显著降低了细菌群落的α多样性，且上游区域的细菌群落主要受重金属（
Cu
、
Fe
、
Cr
）影响，而中下游区域则更多受到富营养化指标（
COD
、
Chl_
a
、
TN
、
TP
）的影响。此外，研究还发现随机过程主导了细菌群落的组装，但随着污染加剧，确定性过程的作用逐渐增强。本研究为汉江流域的生态修复和污染治理提供了重要的理论依据
。
汉江是中国南水北调中线工程的重要水源地，近年来随着城市化和农业活动的加剧，汉江流域面临着严重的重金属污染和富营养化问题。重金属和富营养化不仅影响水质，还对水生生态系统的微生物群落产生深远影响。微生物群落在水体自净和营养循环中起着关键作用，但其对重金属和富营养化的响应机制尚未完全阐明。本研究通过
16S rDNA
测序技术，系统分析了汉江流域沉积物中细菌群落的多样性、结构和功能，揭示了重金属污染与富营养化对微生物群落的复合影响机制
。
研究方法
汉江流域采样点分布及细菌群落多样性分析
研究发现，汉江流域上游区域的细菌群落多样性显著低于下游区域，且铜（
Cu
）浓度与细菌群落的α多样性呈显著负相关。上游区域的细菌群落主要受重金属（
Cu
、
Fe
、
Cr
）影响，而中下游区域则更多受到富营养化指标（
COD
、
Chl_a
、
TN
、
TP
）的影响
。
细菌群落结构与环境因子的关系
通过冗余分析（
RDA
）和
Mantel
检验，研究发现上游区域的细菌群落结构主要受
Cu
、
Fe
、
Cr
等重金属影响，而中下游区域的细菌群落结构则更多受到
COD
、
Chl_a
、
TN
、
TP
等富营养化指标的影响
。
通过
PICRUSt
功能预测模型，研究发现重金属污染显著抑制了与能量代谢相关的功能基因的表达，特别是与氮、硫循环和光合作用相关的基因。
本研究揭示了汉江流域重金属污染与富营养化对细菌群落的复合影响机制，发现铜（
Cu
）浓度显著降低了细菌群落的α多样性，且上游区域的细菌群落主要受重金属影响，而中下游区域则更多受到富营养化指标的影响。随机过程主导了细菌群落的组装，但随着污染加剧，确定性过程的作用逐渐增强。此外，研究还通过功能预测模型，揭示了重金属污染对微生物功能的抑制作用。本研究为汉江流域的生态修复和污染治理提供了重要的理论依据
。
作者简介
陈元元
:
女，汉族，中共党员；博士，讲师；江汉大学生命科学学院专任教师。主持及参与国家级项目、湖北省自然科学基金等纵、横向课题
10
余项，在国内外发表学术论文
10
余篇，获得国家授权专利
3
项。主要从事生态环境监测、水环境污染评估与治理、生物群落的构建等方面的研究
。
熊飞
:
男，汉族，中共党员，博士，教授，博士生导师，武汉市学科带头人，湖北省汉江流域特色生物资源保护开发与利用工程技术研究中心副主任、长江鱼类多样性保护湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队学术带头人，中国大坝工程学会过鱼设施专业委员会委员，湖北省水产标准化技术委员会委员，武汉市动物学会常务理事。近年来主持科研项目
50
余项，其中国家重点研发计划子课题
2
项，国家自然科学基金
3
项，省部级项目
4
项。在国内外学术期刊发表科研论文
100
余篇，获国家发明专利
8
项，出版专著
1
部。主要从事水生生物多样性保护、水生态修复方面研究
。
DOI
：
https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2025.113108
投稿
：
江汉大学生命科学学院陈元元老师和熊飞教授团队。
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