酸性矿山废水（acid mine drainage,AMD）是由于硫化矿物长期暴露于地表,与水、大气,以及微生物相互作用形成的一种pH极低（<3.5）,并含有高浓度金属离子的矿业废水。嗜酸微生物在酸性矿山废水的形成过程中起着重要催化作用。本论文研究了两个地理位置相近但理化性质不同的酸性废水库（PT和TF）中嗜酸菌群落的季节变化规律,探讨了物理化学因子对群落组成的影响,并利用宏基因组学方法解析了两个废水库中嗜酸菌群落功能的差异。具体研究结果为:（1）两个酸水库的理化性质有明显的差异。形成于20世纪70年代的酸水库PT的酸性较弱,全年的pH的平均值为3.16±0.08,近几年形成的酸水库TF酸性较强,年平均pH值为2.80±0.16。两个酸水库最主要的阴离子是SO₄^2-,PT的含量（12125.72±3406.54 mg/L）是TF（5301.74±2683.39 mg/L）的2倍以上。多年的积累使PT库中的主要金属（Al、Ca和Mg）及矿化度远高于TF。两个酸水库的主要金属离子都在夏季达到最高,PT的叶绿素a在冬季样品中达到587.24μg/L的峰值。（2）两个酸水库最主要的嗜酸菌均为Ferrovum和Acidiphilium,在4个季节都有分布。PT的原核生物多样性高于TF,且异养菌更为丰富,主要包括Acidiphilium、Legionella、Acidisoma和Acidisphaera等;TF的自养菌比例更高,主要是Ferrovum、Leptospirillum和Acidithiobacillus等。（3）统计学分析表明,Fe²⁺浓度与OTU数量和Shannon多样性指数均呈现正相关关系,表明Fe²⁺是驱动酸性矿山废水中嗜酸菌群落演变主要的环境因子。RDA分析也表明,Fe、Ca、pH和Fe²⁺是对微生物群落结构影响最大的理化因素。（4）真核群落结构较为简单,PT库中主要是棕鞭藻（Ochromonas）和导致冬季水华的衣藻（Chlamydomonas）等光合藻类;TF中的真核生物比PT丰富,主要为Chrysonebula,Klebsormidium和Chlamydomonas等藻类以及Oxytricha,Sminthurides等原生生物。（5）在TF中检测到的热休克蛋白（Hsp）、脂肪酸去饱和酶（DesA）和DnaK等分子伴侣蛋白丰度较高,对于细胞抵抗强酸发挥重要作用;TF中高比例的碳酸酐酶（CynT）有助于自养生物在强酸,低CO₂条件补充无机碳。PT中SO4^2-浓度高,所以有关硫代谢的基因相对较多,硫代硫酸盐硫转移酶（PspE）在营养或能量限制条件下的生存竞争中发挥重要作用。