顺其自然：粪便细菌如何在溪流中蔓延

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畜牧养殖是粪便细菌进入土壤和水体的一种方式。

图片来源：Doerthe Tetzlaff

粪便细菌 - 存在于人类和动物消化系统中的细菌 - 已知会污染水域。它们有时会对健康造成危害。对粪便细菌在河流中的传播和分布进行的研究很少，尤其是对周围景观的输入。来自莱布尼茨淡水生态学和内陆渔业研究所（IGB）和苏格兰阿伯丁大学的研究人员开发了一种基于指标的模型，可用于根据水文过程评估大肠杆菌等粪便细菌的动态。在景观和溪流的连通性 - 管理水的急性或持续微生物污染的重要基础。

为了能够了解水中粪便细菌的传播和命运，科学家还必须记录景观中水的来源，数量和流动路径，并考虑到河网的输入。根据苏格兰的一个研究区域，来自IGB的Doerthe Tetzlaff，她的博士生Aaron Neill和他们的同事来自阿伯丁大学（Chris Soulsby和Norval Strachan），他们探讨了标记的粪便指示生物在集水区的传播。然后，他们将数据与水文测量值（水文状态的定量测定）和稳定同位素示踪剂相结合。“结合这些数据构成了一种创新方法。根据我们的研究结果，我们开发了一个关于粪便细菌传播的数学模型，也可以转移到其他地区，”

通过模型准确预测夏季粪便细菌分布

研究人员对指示菌及其数学模型的田间试验均表明，水文连通程度在粪便细菌的分布中起着至关重要的作用。

使用这种方法，该团队能够准确量化细菌何时以及从何处进入系统。“在我们的研究区，夏季流中粪便细菌的浓度最高，其他地区也是如此。夏季是河流休闲娱乐时间最常见的时间，强降雨事件更频繁发生，周围冲刷细菌因此，在夏季，不是来自溪流附近的细菌也会进入水中，而在冬季，存储在河岸带的细菌主要是动员的。我们开发的模型成功捕获了实际的分布。 Doerthe Tetzlaff说，夏季的细菌，概述了研究结果。

研究人员需要调整基于指标的模型，以提高冬季月份的预测准确性。研究人员认为，造成这种差异的原因可能是细菌在较低温度和冻土条件下的死亡率升高，该模型尚未捕获。“优化这种时间和空间动态的数学模型是一项非常令人兴奋但又费力的工作。必须考虑到许多未知因素，”Doerthe Tetzlaff总结道。然而，科学家们乐观地认为，该模型及其后期版本将有一天代表评估粪便细菌在溪流集水区扩散的科学依据。

（来源：Forschungsverbund柏林）

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