进入湿地系统的废水中污染物的组成和浓度在时间和空间上存在波动。因此，湿地沉积物中的微生物群落经常受到废水的干扰。然而，微生物群落有必要保持相对稳定的组成或生物量才能持续对废水中的污染物进行去除。但是微生物群落在废水波动条件下如何保持稳定的机制目前尚不清楚。探明人工湿地系统中微生物群落对废水时空波动的响应机制，对进一步了解湿地中微生物群落组成及其在净化废水的变化过程具有十分重要的意义。
中国科学院亚热带农业生态研究所流域农业环境研究中心吴金水研究员团队和福州大学刘乐冕研究员合作，对长沙站多级表面流人工湿地系统处理农村污水进行了长达13个月的连续观测，并逐月采集分析湿地沉积物以评估细菌和微型真核生物群落结构变化。结果表明，虽然进水浓度随季节有较大波动，但是湿地系统出水总氮浓度能达到较好的处理效果，水质指标远优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB1989-2002)中一级A标准，进一步研究发现，进水水质的波动导致沉积物细菌和微型真核生物群落组成会发生显著的季节性变化，并且单个微生物分类群的抗性较低 (特别是放线菌和γ变形菌)。然而，16S rRNA、硝化和反硝化基因丰度却能在不同季节保持相对稳定。分析认为其机理在于微生物类群间的高度异步性导致了群落组成发生变化，但却维持了群落功能的稳定性。此外，随着废水中氮浓度的降低，湿地系统的微生物群落组成也在由异养向自养转变。同时，本研究还发现微型真核生物群落比细菌群落对废水波动的响应更为敏感。本研究对于深入理解南方地区人工湿地系统微生物群落的功能稳定维持机制具有重要理论价值，对于湿地系统功能提升技术的研发可能具有潜在指导意义。
该项研究近期以题为Response of bacterial and micro-eukaryotic communities to spatio-temporal fluctuations of wastewater in full scale constructed wetlands发表在环境科学与生态学领域一区Top期刊Bioresource Technology（IF=11.4）上。本研究得到了“十四五”国家重点研发计划（2023YFD1702000）、国家自然科学基金（42077215，31971469）等项目的共同资助。
人工湿地沉积物中细菌和微型真核生物群落组成的变化
细菌与微型真核生物共生网络
湿地微生物群落组成对废水波动的响应机制