华北平原典型城市土壤微生物群落时空变化规律及其驱动因子

微生物群落结构和功能受多种环境因素的共同影响，为阐明典型城市土壤中微生物群落的时空变化规律及其主要影响因素，亟需开展典型城市土壤中微生物群落时空动态变化特征研究.鉴于此，选取华北平原典型城市——石家庄市为研究区，共设置12个采样点，分别于2021年6月（夏季）和9月（秋季）采集表层土壤，并利用16S rRNA高通量测序技术对土壤中微生物群落结构及功能进行研究，探究其时空变化规律；同时运用Pearson相关性分析建立微生物群落与环境因子间的相关性，识别微生物群落时空变化的主要驱动因子.结果表明：①石家庄市表层土壤中主要优势菌门为放线菌（Actinobacteriota）和变形菌（Proteobacteria）；就季节变化而言，在门水平上，Actinobacteriota和Proteobacteria相对丰度均呈降低趋势；在属水平上，夏季主要优势菌属为节杆菌属（Arthrobacter）和未知分类菌属，秋季主要优势菌属为Arthrobacter和Candidatus_Nitrocosmicus，且优势菌属呈显著季节差异（P<0.05）；②就季节变化而言，Simpson、Ace和Chao指数均值呈升高趋势，而OTU均值呈降低趋势；就空间差异而言，Shannon指数和Simpson指数呈显著空间差异（P<0.01和P<0.05）；③各类功能基因无显著季节和空间差异；其中能源生产和转换类功能基因相对丰度最高，在夏季和秋季的相对丰度分别为24.06%~24.84%和24.63%~25.98%；④微生物群落结构组成、多样性指数和功能基因与喹诺酮类抗生素（QNs）、总磷（TP）和硝氮（NO₃^--N）呈显著相关，且与QNs显著相关性最强（|r| >0.900）；这表明在石家庄市表层土壤中抗生素成为影响微生物群落变化的主要驱动因素.因此，为保障城市土壤中微生物群落结构和功能稳定，应进一步加强土壤中抗生素污染的综合管控.

Spatial-temporal Changes and Driving Factors of Soil Microbial Communities in a Typical City of North China Plain