全球变化和人类活动正严重影响着水域环境健康与生态安全。学科组围绕水域微生物群落组成和生态功能及其与新型污染物相互作用的主题开展研究。较早从丰富种和稀有种的角度揭示了湖泊(青藏高原湖泊、云南洱海和武汉南湖)微生物群落构建、多样性维持机制及驱动因素。发现随机过程对水域耐药基因组的聚集发挥着更重要的作用。从全流域尺度全面揭示长江水域新型生态位微塑料的赋存,率先解析了塑料际对于耐药基因的选择性富集规律。课题组成立以来获得国家自然科学基金2项,相关成果生态环境领域重要期刊Water Research、Molecular Ecology、Environment International等发表。
疏浚以缓解武汉南湖蓝藻水华的微生物生态学机制研究。湖泊水体氮磷元素的超标易引起水体的富营养化,进而导致蓝藻水华而威胁水生生物多样性。疏浚作为人为干扰措施,能够有效地缓解蓝藻水华,因而在湖泊水质的改善方面上发挥着重要的作用。我们的研究结果表明疏浚能够降低水体和沉积物中氮磷元素的含量。疏浚后浮游细菌的分类学和系统发育学多样性均降低,分类学和系统发育学多样性对水体富营养化程度的贡献降低。疏浚可能引起生态漂变,进而导致浮游细菌群落构建随机性过程的增加。揭示了疏浚引起的氮磷营养物缺失和生态漂变对浮游细菌群落的影响,强调了疏浚能够弱化浮游细菌群落多样性与功能、水体富营养化程度和非生物因素之间的关系,为疏浚措施治理蓝藻水华的环境政策丰富了理论基础。
青藏高原微生物多样性维持机制研究。微生物参与元素的生物地球化学循环,其多样性与影响动植物多样性的土壤生态系统多功能性密切相关。我们以青藏高原湿地为研究对象,测定了土壤里细菌和真菌多样性以及土壤的理化性质;使用多种统计学分析方法,从稀有和丰富种的角度分析了细菌和真菌对环境响应的阈值和系统发育信号。研究结果表明:丰富的细菌和真菌较相应的稀有的细菌和真菌具有更强的环境适应性,稀有的细菌和真菌较相应的丰富的细菌和真菌具有更紧密的系统发育聚集。该研究为湿地生态系统里微生物多样性的维持机制提供了新的见解和分析手段,为湿地生态系统的环境保护丰富了理论基础。