活性氧(ROS)在水生環(huán)境的生物地球化學(xué)中起著至關(guān)重要的作用，但其在沉水植物生物膜中的發(fā)生和積累卻鮮有報(bào)道。本文研究了大型植物葉片生物膜演代過(guò)程中生物膜微環(huán)境的光暗循環(huán)波動(dòng)和代表性ROS (O₂^•?)的時(shí)間變化，并對(duì)生物膜中的光化學(xué)過(guò)程進(jìn)行了量化。研究結(jié)果表明，O₂^•?的持續(xù)產(chǎn)出量在32.49±0.56 μmol/kg ~ 72.56±0.92 μmol/kg之間呈現(xiàn)出明顯的節(jié)律性波動(dòng)，并與溶解氧、氧化還原電位和pH同時(shí)波動(dòng)，這都是由生物膜的好氧-缺氧交替條件驅(qū)動(dòng)的。在整個(gè)生物膜演替過(guò)程中，O₂^•?和ROS的強(qiáng)度先升高后降低。不同水體生物膜中O₂^•?濃度的變化順序?yàn)猷l(xiāng)村河水>景觀湖水>養(yǎng)殖池塘湖水，其中葉片光合作用和微生物群落發(fā)揮了關(guān)鍵作用。放線菌門(mén)(Actinobacteria)、變形菌門(mén)(Proteobacteria)和擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)對(duì)ROS的貢獻(xiàn)顯著，分別為44.6%、32.8%和15.2%。偏最小二乘路徑建模結(jié)構(gòu)方程分析表明，葉片生物膜中ROS的產(chǎn)生主要與微環(huán)境和微生物代謝有關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)將有助于管理部門(mén)制定相關(guān)水生環(huán)境生態(tài)恢復(fù)策略。

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