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富营养化驱动的缺氧和有害藻华正日益成为河口水质面临的威胁。工程曝气是一项应用于淡水系统、在较小程度上也应用于河口系统的技术，可用于缓解缺氧和藻华。然而，工程曝气在河口生态系统中的有效性尚未得到充分研究，人们对于曝气对河口或淡水环境中微生物群落影响的认识也十分有限。本研究对富营养化河口中微生物群落对曝气及曝气停止的响应进行了时间序列调查。在约一个月的观测期间，曝气设备经历了由“开启”到“关闭”再到重新“开启”的转换，并在此期间采集样品进行16S rRNA基因分析。曝气停止选择性地促进了一种类似于赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）的真核藻类占据优势。曝气恢复后，赤潮异弯藻的优势地位迅速下降。曝气停止还改变了整个微生物群落的结构，表现为群落多样性降低，以及水体表层与底层微生物群落结构之间出现分化。未进行曝气的对照地点未发生这些变化。随着时间推移，不同类群以群落演替的模式响应这一扰动，其中大多数类群在观测期间均未恢复到曝气停止前的丰度。这些发现揭示了微生物群落对人为干预的复杂响应，并为通过曝气抑制藻华提供了支持。
富营养化河口中微生物群落在增氧—停止增氧时间序列中的响应与恢复 | bioRxiv
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富营养化河口中微生物群落在增氧—停止增氧时间序列中的响应与恢复
William Schroer Yue Zhang Keith Arora-Williams Alice Turnham Lora Harris Andrew Heyes 查看 ORCID 主页 Jeremy Testa Laura Lapham 查看 ORCID 主页 Sarah Pacocha Preheim
DOI： https://doi.org/10.64898/2026.09.24.754275
William Schroer 1 约翰斯·霍普金斯大学； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者
Yue Zhang 1 约翰斯·霍普金斯大学； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者
Keith Arora-Williams 1 约翰斯·霍普金斯大学； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者
Alice Turnham 1 约翰斯·霍普金斯大学； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者
Lora Harris 2 马里兰大学环境科学中心切萨皮克生物实验室； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者
Andrew Heyes 3 马里兰大学环境科学中心 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者
Jeremy Testa 3 马里兰大学环境科学中心 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者
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Laura Lapham 2 马里兰大学环境科学中心切萨皮克生物实验室； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者
Sarah Pacocha Preheim 1 约翰斯·霍普金斯大学； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者
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通讯作者： sprehei1{at}jhu.edu
摘要
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摘要
富营养化引发的缺氧和有害藻华正日益成为对河口水质的威胁。工程增氧技术已被用于淡水系统，并在较小程度上应用于河口系统，以缓解缺氧和藻华。然而，工程增氧在河口生态系统中的有效性尚未得到充分研究，而人们对于增氧对河口或淡水环境中微生物群落影响的了解也非常有限。在此，我们通过时间序列研究，考察了富营养化河口中微生物群落对增氧及停止增氧的响应。在约一个月的时间内采集样品进行 16S rRNA 基因分析；期间，增氧设备经历了由“开启”到“关闭”再到重新“开启”的转换。停止增氧促使一种类似于赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）的真核藻类占据优势。恢复增氧后，H. akashiwo 的优势地位迅速下降。停止增氧还改变了整个微生物群落的结构，使群落多样性降低，并导致水体表层与水柱底部的微生物群落结构发生分化。在未进行增氧的对照站位中，并未出现这些变化。不同分类单元群以随时间变化的演替模式响应这一扰动，其中大多数分类单元在观测期内始终未恢复到增氧停止前的丰度。这些发现表明，微生物群落对人为干预的响应十分复杂，并为通过增氧抑制藻华提供了支持。
版权
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发布于 2026 年 9 月 25 日。
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William Schroer Yue Zhang Keith Arora-Williams Alice Turnham Lora Harris Andrew Heyes Jeremy Testa Laura Lapham Sarah Pacocha Preheim
bioRxiv 2026.09.24.754275； DOI： https://doi.org/10.64898/2026.09.24.754275
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William Schroer Yue Zhang Keith Arora-Williams Alice Turnham Lora Harris Andrew Heyes Jeremy Testa Laura Lapham Sarah Pacocha Preheim
bioRxiv 2026.09.24.754275； DOI： https://doi.org/10.64898/2026.09.24.754275
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.24.754275v1?rss=1
🏷️ 富营养化河口 微生物群落 曝气干预 缺氧与藻华 群落演替 16S rRNA测序