图1 非养殖对照区、鱼类网箱和贝类筏式养殖区沉积环境中的氧化还原格局

近日，中国水产科学研究院南海水产研究所南海渔业生态环境监测与评价创新团队对近岸养殖区沉积环境细菌群落结构对氧化还原格局的响应研究取得新进展，相关研究成果以“Bacterial community responses to the redox profile changes of mariculture sediment”为题，发表在Marine Pollution Bulletin上，史荣君为第一作者，齐占会和纽约州立大学Qingzhi Zhu为通讯作者。该研究成果是该创新团队在“养殖与环境相互作用”（Aquaculture Environment Interactions）领域的系列研究之一，获得国家重点研发计划（2018YFD0900700）和国家自然科学基金（31900094）等项目资助。全文链接https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2021.112250。

目前，我们已经清楚鱼类网箱和贝类筏式等海水养殖活动会导致有机颗粒物的沉积速率和通量增加，进而造成沉积环境中氧化还原格局、有机质和重要元素的早期成岩反应等生物地球化学过程改变，但在这一过程中，细菌群落对氧化还原格局的变化的响应机制尚不清楚。该研究采集大亚湾非养殖区、鱼类网箱和贝类筏式养殖区的表层沉积物进行室内培养实验，同时应用光化学平面传感器技术，获得了关键环境因子的高分辨率平面分布特征，避免了传统的分层取样方法因间隔较大而无法将微生物分布与氧化还原格局相对应的限制。研究结果表明，沉积环境中有机质的矿化路径差异显著，其中非养殖对照区的有机质矿化路径以铁氧化物还原为主，而两个养殖区则以硫酸盐还原为主。另外，在不同氧化还原区中，有氧区内的细菌群落主要受环境影响而发生显著变化，其中丰度显著高于氧化区和缺氧区的14个OTUs均为好氧菌并属于γ-变形菌和α-变形菌。但是，在复杂的生态系统中，微生物群落间的相互作用对物理化学过程的影响可能比物种丰度更重要，该研究的共现性网络分析表明，细菌相互作用网络中的4个关键OTUs均为严格厌氧菌，并且其丰度与Fe²⁺、POC和H₂S 正相关，表明其不仅参与有机质的降解，还显著影响着铁硫循环。

图2沉积环境微生物群落的共现性网络图

图3培养前和培养后不同氧化还原区间差异显著的细菌

图4沉积环境细菌类群与环境因子间的关系