渤海湾近岸海域的细菌学研究及其在海岸带环境质量评价中的应用
海岸带是我国经济最为发达的地区。近年来，开发海洋的热潮兴起和陆地经济的高速发展，造成滩涂和近岸海域严重污染，海岸带生境退化严重。渤海湾是我国最大的近封闭型内海—渤海的三大海湾之一。本文于2003年7月——2004年5月对天津渤海湾近岸海域的表层海水和沉积物分别进行了夏季、秋季、冬季和春季四个航次的细菌学研究，调查了可培养异养菌数(HBC)、总菌数(AODC)和活菌数(DVC)、大肠菌群数(Coliformgroup)、致病性弧菌数(Vibrio)以及石油降解菌(PDB)的数量分布和群落结构及其时空变化，分析细菌指标和其它环境因子(生物因子和非生物因子)之间的相关性，并用细菌指标对该海域环境质量进行了初步评价，提出了利用细菌指标评价海岸带环境质量的初步方法，对于典型海岸带生境退化的监测和评估具有重要意义。主要结果如下：
一.表层海水和沉积物中的细菌学研究1.表层海水细菌的时间和空间分布海水中异养菌数除秋季有几个站位数量异常高外，其基本变化趋势是冬季＜秋季＜春季＜夏季，离排污口近的站位高于离排污口远的站位，且沿岸的站位高于远岸的站位。
总菌数和活菌数的变化趋势基本一致，秋季高于夏季、冬季和春季。从站位之间比较，最小值均出现在非重污染区，最大值在非清洁区。其它规律不明显。
大肠杆菌数在春季数量和站位检出率均高于冬季。大肠菌群的数量与距离排污口的距离和距离岸边的距离成反比。靠近排污河口及离岸近的站位数量明显高于离排污口和海岸较远的其它站位。
致病性弧菌数在春季高于冬季，距排污河口和距离养殖水域近的站位数量分布较多。
石油降解菌数的分布与站位油类物质浓度密切相关。2.表层海水细菌的异养菌区系从海水中共分离出747株20属异养菌，其中革兰氏阴性菌比例远高于革兰氏阳性菌，占78.6％；出现最多的为假单胞菌、发光杆菌、气单胞菌和弧菌。革兰氏阳性菌比例较少，占15.5％，出现最多的为葡萄球菌、棒状杆菌和微球菌。未鉴定的菌株占5.9％。
各个季节的异养菌优势菌基本相同，除夏季航次外，其余三个航次均是假单胞菌、气单胞菌和发光杆菌三属细菌交替成为第一、第二和第三优势菌。但夏季弧菌成为第二优势菌。从不同站位比较，大部分站位的最优势菌均为假单胞菌和发光杆菌交替。
异养菌群落结构聚类分析后，站位之间环境因素和地理位置的差别与相近情况可以通过异养菌群落之间的相似性体现出来，但每个季节并不一致。3.细菌的时间和空间分布
底泥中异养菌数在夏季最高，其次为春季，冬季最低，与海水中的变化趋势基本一致；最高值基本在非清洁区，最小值基本在非重污染区。异养菌在沉积物中的分布除了与排污河口的距离，岸边的距离及养殖活动有关外，还受沉积物类型、有机质含量等影响。
总菌数和活菌数的分布规律基本一致，均为秋季最高，冬季最低。在各站位之间分布比较均匀，没有明显规律。与排污口及岸边的距离没有明显相关，可能由于其受底质类型、摄食等影响较多。
大肠杆菌数在春季明显高于冬季，除个别站位外，近岸的站位高于离岸的站位，离排污口近的站位高于离排污口远的站位。
致病性弧菌数在春季的数量明显高于冬季，在各站位的分布没有明显规律。石油降解菌数的分布与距离河口和岸边的距离没有明显关系。
4.沉积物中的异养菌区系从沉积物中共分离出601株20属异养菌，其中革兰氏阴性菌比例较高，占64.6％，出现最多的为假单胞菌、发光杆菌、气单胞菌和弧菌。革兰氏阳性菌的比例高于海水中的结果，占31.3％，出现最多的为梭状芽孢杆菌、棒状杆菌、微球菌和链霉菌。未鉴定的菌株占4.2％。
从不同季节来比较，各个季节的优势菌仍以革兰氏阴性菌为主，但并不完全相同。秋、冬和春季三个航次的最优势菌均为假单胞菌，而夏季的最优势菌则为弧菌。
从各站位间比较，各站位的优势菌并不完全相同。革兰氏阴性菌假单胞菌为优势菌的比例最高，但在A11站位和A21站位，优势菌为革兰氏阳性菌。异养菌群落结构聚类分析后，站位之间环境因素和地理位置的差别和相近情况可以通过异养菌群落之间的相似性体现出来，但每个季节结果并不一致。
二.细菌与其它生态因子(生物因子和非生物因子)的相关性研究1.海水1.1海水中各种细菌数量之间的相关性调查海域表层海水中的异养菌数、总菌数和活菌数三者之间有着显著的正相关性，异养菌和大肠菌群有着显著的正相关。这几类菌数与致病性弧菌数和石油菌数的相关性不大。
1.2海水中不同微生物数量的季节相关性分析表层海水的不同微生物之间有一定的季节相关性，除了夏季航次，其它三个季节结果的相关性均达到了0.05水平的显著相关。
1.3海水中各类菌数和理化因子的相关性海水中异养菌数与亚硝酸盐、无机磷、TOC和TN均为显著正相关，与pH值呈极显著的负相关；总菌数与亚硝酸盐、氨和无机磷呈显著正相关，与pH值、活性硅和透明度呈显著的负相关；活菌数与水温、亚硝酸盐和无机磷呈正相关，与pH值、透明度和PB离子呈极显著的负相关；大肠菌群数与pH值和盐度为显著负相关，与亚硝酸盐和硝酸盐呈显著正相关；致病性弧菌数与氨离子和叶绿素呈显著正相关，与其它因子相关性不明显；石油降解菌数仅与海水中的油类极显著相关，与其它因子相关性不明显。
1.4海水中各类菌数与生物因子之间的相关性各类菌数与浮游动物和浮游植物以及叶绿素的相关性大都不显著，仅弧菌数与叶绿素呈极显著正相关，这与许多学者的研究结果不一致。
2.沉积物2.1沉积物中各种微生物数量之间的相关性分析表层沉积物中的异养菌数与大肠菌群数呈显著正相关，与其它菌相关不明显。总菌数、活菌数和大肠菌群数呈显著正相关，与其它菌相关不明显。
2.2沉积物中不同细菌数量的季节相关性表层沉积物中的不同细菌四个季节之间有着显著的季节相关性，尤其是相邻的两个季节，相关性均达到了极显著正相关。
2.3沉积物中各类菌数与理化因子的相关性异养菌数与TOC和TN之间有着显著的相关性，其它各类菌数与理化因子指标相关性不明显。
2.4沉积物中各类菌数与底栖生物之间的相关性各类菌数中只有弧菌数与大型底栖动物丰度间有着显著的正相关，其它菌的数量与大型底栖动物和小型底栖动物的丰度关系并不明显。
3.海水和沉积物中各类菌数的相关性沉积物中的大部分类别的细菌数与海水中的细菌数相关性并不是很大，但是沉积物中的大肠菌群数和海水中的异养菌数、活菌数、总菌数和大肠菌数之间存在着显著的正相关关系。
三、细菌指标在评价海岸带环境质量中的应用3.1利用本次调查结果评价该海域各站位质量的结果1)根据异养菌评价结果，调查海域有机质污染整体上属于中污染水平。其中，A3和A4站位属于重污染区域；A5、A14和A20站位属于中污染区域；A9、A10、A15和A21站位属于轻污染区域，A11站位属于清洁水域。
2)根据大肠菌群评价结果，调查海域整体大肠菌群污染属于中污染水平。其中A3、A4和A5站位粪便污染较重，而A11和A21站位粪便污染均较轻。
3)根据弧菌评价结果，排污口附近的A3、A4和A5站位弧菌污染较重，已不适合用作养殖用水。
4)从石油降解菌评价，该海域石油降解菌检出率为100％，油类污染较重，但与其它严重污染海区比，数值较低。
5)从大肠菌群指标评价沉积物质量，邻近排污口的A3和A4站位沉积物中的大肠菌群数较高，可以推断该站位沉积物中粪便污染较严重。另外，春季大部分站位沉积物已不符合养殖底质要求。
3.2评价效果较好的指标本次调查选用的指标异养菌数和大肠菌群数、异养菌数与总菌数和活菌数的比值、致病性弧菌数量和石油降解菌数可以较好地评价海水的环境质量变化，因此可用于海岸带环境的评估和监测。沉积物中的大肠菌群与粪便污染相关性很高，但有关资料较少，需进一步研究。
4.应用细菌指标监测和评估海岸带环境质量方法的初步建立我们初步建立了应用细菌指标监测和评估海岸带环境质量的方法，认为可以从细菌生产力、细菌个体数量、群落水平、酶水平和分子水平五个层次进行检测，从而监测和评价海水质量。沉积物的监测也可以按照同等方法进行，同时建议选择一些其数量可以较好指示沉积环境状况的等生理类群的菌，如大肠菌群(或粪大肠杆菌)、石油降解菌、反映厌氧状况的细菌类群、耐金属菌和污染物降解菌等，可以较准确地直接评价沉积物中的粪便污染、厌氧状况及其它污染物水平。
渤海湾;近岸海域;表层海水;沉积物;细菌学;环境质量评价
中国海洋大学
博士
生态学
唐学玺
2005
中文
P722.4;P734.2;P736.41;X82
161
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）