作为陆地生态系统养分和有机物质的主要的“汇”，河流生态系统深受其周围土地利用景观的影响。由于流域之间人为活动的差异，不同景观对河流生态系统的影响也存在明显的差异。浮游细菌在河流生态系统养分循环和有机物转化有关的生物地球化学过程中扮演着重要作用，对环境的变化具有较高的敏感性，了解浮游细菌群落的特征可以反映周围景观对河流生态系统的影响。集合群落理论，即物种分选和质量效应，已经被提出用于解释环境变化和空间扩散在塑造细菌群落的作用。

我院“土地利用与生态治理”科研团队采集了鄱阳湖流域袁河水系表层水样，基于高通量测序技术确定浮游细菌群落的特征，采用排序分析和方差分解（等统计方法，探讨了流域内土地利用结构（景观组成与景观配置）、水化学特征和浮游细菌群落之间的关系，并基于集合群落理论解释了土地利用结构和水化学对细菌群落构建的影响机制。研究结果发现：

  1）从近距离（100米）到远距离（1000米）缓冲区，景观结构对细菌群落的影响没有明显的距离衰减模式，最大的影响分别发生在1000米环形缓冲区（湿季）和500米河岸缓冲区（旱季）。

  2）土地利用直接通过外源输入（质量效应）和通过影响水化学（物种分类）间接影响浮游细菌群落。方差分割分析表明，水化学和水化学与土地利用的交集对细菌群落变化的总解释（湿季为56.2%，旱季为50.4%）高于土地利用本身的解释（湿季为6.1%，旱季为25.4%）。

图1_1：土地利用对河流微生物的影响机制

图1_2： 土地利用与水化学对河流微生物群落影响的量化

基于土地利用方式对河流微生物群落生态功能的影响，地理与环境学院“土地利用与生态治理”科研团队结合环境同位素示踪技术，阐明了袁河流域硝酸盐污染来源与转化机制，研究结果发现：

  1）农田和建筑用地分别是影响湿季和旱季硝酸盐空间分布的主要因素，而坡度、盆地起伏（HD）、高度积分（HI）等是影响两季硝酸盐传输的主要指标。

  2）景观结构对硝酸盐污染的影响方面，观察到了空间尺度的差异，在雨季，1,000米缓冲区尺度的影响最大，在旱季，次流域尺度的影响最大。

图2_1：综合同位素技术、土地利用和微生物群落研究硝酸盐污染的来源与转化

图2_2：同位素技术识别硝酸盐污染来源

图2_3 微生物群落在硝酸盐转化中的作用

  以上成果分别发表于Science of The Total Environment期刊（https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151350； http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158216）。Science of The Total Environment期刊为生态环境领域的权威期刊，目前影响因子为10.753。以上两篇论文的第一作者均为我院2018级硕士研究生舒旺，“土地利用与生态治理”科研团队成员王鹏教授为通讯作者，团队成员丁明军教授、张华副研究员、聂明华副教授、黄高翔博士为共同作者。