湿地亚硝酸盐型厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化微生物生态学研究

湿地亚硝酸盐型厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化微生物生态学研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-08-05 分类:文献综述 喜欢:3461
师大云端图书馆

【摘要】基于亚硝酸盐为电子受体的厌氧氨氧化(anaerobicammoniumoxidation,ANAMMOX)反应和厌氧甲烷氧化(nitrite-dependentanaerobicmethaneoxidation,N-DAMO)反应是微生物氮循环和碳循环的最新内容,它们的发现对完善全球碳氮循环具有重要意义。目前关于ANAMMOX的研究主要集中在人工环境和海洋环境;N-DAMO的各方面研究尚处于起步阶段,自然环境中N-DAMO的研究屈指可数。湿地是地球上最重要的自然生态系统之一。本论文以不同湿地类型(包括淡水湿地和滨海湿地)作为研究对象,对ANAMMOX和N-DAMO微生物进行生态学研究,以期探明这两类微生物在湿地系统中的生态分布特征、作用强度以及在湿地碳氮循环、温室气体减排和氮素污染修复中的作用。主要研究结果如下:1)探明了湿地系统ANAMMOX菌和N-DAMO菌的群落结构特征①探明了湿地系统ANAMMOX菌的群落结构特征淡水和滨海湿地系统中存在多个属的ANAMMOX菌及多个新的分支,种群多样性水平较高。在淡水湿地系统中,CandidatusKuenenia和CandidatusBrocadia属是优势ANAMMOX菌。在滨海湿地系统中,CandidatusKuenenia和CandidatusBrocadia属是氮素污染严重的近岸沉积物的优势ANAMMOX菌,CandidatusScalindua属是污染相对较弱的外海沉积物的优势ANAMMOX菌。研究发现,沉积物/土壤有机碳含量和无机氮(氨氮和硝氮)含量是影响淡水湿地系统ANAMMOX菌群落结构的主要环境因子;沉积物孔隙水或上覆水无机氮(硝氮)浓度是影响滨海湿地系统ANAMMOX菌群落结构的主要环境因子。②探明了湿地系统N-DAMO菌的群落结构特征淡水湿地和滨海湿地系统中存在多个与CandidatusMethylomirabilisoxyfera亲缘关系较近的分支,种群多样性水平较高。在淡水湿地系统中,groupA的N-DAMO菌(N-DAMO反应的主要功能微生物)主要分布于深层土壤,groupB的N-DAMO菌主要分布于表层土壤。在滨海湿地系统中,groupA的N-DAMO菌是近岸沉积物的优势N-DAMO菌,groupB的N-DAMO菌是外海沉积物的优势N-DAMO菌。研究发现,沉积物/土壤无机氮(氨氮和硝氮)含量和甲烷含量是影响淡水湿地系统N-DAMO菌群落结构的主要环境因子;沉积物有机碳含量及孔隙水或上覆水无机氮(硝氮)浓度是影响滨海湿地系统N-DAMO菌群落结构的主要环境因子。2)探明了湿地系统ANAMMOX菌和N-DAMO菌的数量分布特征①探明了湿地系统ANAMMOX菌的数量分布特征淡水和滨海湿地系统中都存在相当数量的ANAMMOX菌,数量范围为105~107拷贝g-1(干重)。在淡水湿地系统中,表层土壤中ANAMMOX菌数量明显高于深层土壤中ANAMMOX菌数量;在滨海湿地系统中,近岸沉积物中ANAMMOX菌数量明显高于外海沉积物中ANAMMOX菌数量。研究发现,沉积物/土壤无机氮(氨氮和硝氮)含量和有机碳含量是影响淡水湿地系统ANAMMOX菌数量分布的主要环境因子;沉积物孔隙水或上覆水无机氮(硝氮)浓度是影响滨海湿地系统ANAMMOX菌数量分布的主要环境因子。②探明了湿地系统N-DAMO菌的数量分布特征淡水和滨海湿地系统中都分布有大量的N-DAMO菌,数量范围为105~107拷贝g-1(干重)。在淡水湿地系统中,深层土壤中N-DAMO菌数量明显高于表层土壤中N-DAMO菌数量;在滨海湿地系统中,近岸沉积物中N-DAMO菌数量明显高于外海沉积物中N-DAMO菌数量。研究发现,沉积物/土壤有机碳含量和甲烷含量是影响淡水湿地系统N-DAMO菌数量分布的主要环境因子;沉积物有机碳含量及孔隙水或上覆水无机氮(硝氮)浓度是影响滨海湿地系统N-DAMO菌数量分布的主要环境因子。3)探明了湿地系统ANAMMOX菌和N-DAMO菌的活性和相对作用强度①探明了湿地系统ANAMMOX菌的活性和相对作用强度淡水和滨海湿地系统中都存在大规模的ANAMMOX反应,反应速率为2.8~89.7nmolN2g-1(干重)d-1。ANAMMOX反应在湿地系统微生物氮循环中的贡献率为1.3%-46.7%。在淡水湿地系统中,表层土壤中ANAMMOX活性明显高于深层土壤中ANAMMOX活性;在滨海湿地系统中,近岸沉积物中ANAMMOX活性明显高于外海沉积物中ANAMMOX活性。研究发现,土壤无机氮(氨氮)含量是影响淡水湿地ANAMMOX活性分布的主要环境因子;沉积物孔隙水或上覆水无机氮(硝氮)浓度是影响滨海湿地ANAMMOX活性分布的主要环境因子。②探明了湿地系统N-DAMO菌的活性和相对作用强度淡水和滨海湿地系统中同样存在大规模的N-DAMO反应,反应速率为0.1~14.5nmolCO2g-1(干重)d-1。N-DAMO反应在湿地系统微生物甲烷氧化中的贡献率为1.0%~9.5%。在淡水湿地系统中,深层土壤中N-DAMO活性明显高于表层土壤中N-DAMO活性。在滨海湿地系统中,近岸沉积物中N-DAMO活性明显高于外海沉积物中N-DAMO活性。研究发现,土壤甲烷含量是影响淡水湿地N-DAMO活性分布的主要环境因子;沉积物孔隙水或上覆水无机氮(硝氮)浓度是影响滨海湿地N-DAMO活性分布的主要环境因子。4)评价了湿地系统ANAMMOX反应和N-DAMO反应的生态环境效应①评价了湿地系统ANAMMOX反应的生态环境效应通量计算发现,淡水湿地和滨海湿地系统中由ANAMMOX反应所致的氮通量达到了24.8~116.1gNm-2year-1,与已报道的湿地反硝化氮通量(24.0-175.0gNm-2year-1)相当,表明ANAMMOX反应是湿地微生物氮循环的重要组成部分,对湿地氮循环和平衡湿地氮的收支具有重要意义。据估计,ANAMMOX反应可去除湿地系统平均外源氮负荷的10.3%~48.1%,是湿地重要的无机氮汇,可大大减缓河流、湖泊和近海等水体环境的富营养化进程。②评价了湿地系统N-DAMO反应的生态环境效应通量计算发现,淡水湿地和滨海湿地系统中由N-DAMO反应所致的氮通量为1.0~-5.4gNm-2year-1,表明N-DAMO反应对湿地氮循环和平衡湿地氮的收支也具有一定意义。据估计,N-DAMO反应可去除湿地系统平均外源氮负荷的0.4%~2.2%,其在减缓水体环境的富营养化进程中也起着一定作用。此外,湿地系统中由N-DAMO反应所致的甲烷氧化量为0.5-2.0gCH4m2year-1.据此推算,全球湿地系统中由N-DAMO反应所致的甲烷氧化总量可达4.0~20.0TgCH4year-1,占全球湿地系统甲烷排放总量(100.0~200.0TgCH4year-1)的2.0%~20.0%,是湿地系统中被忽视的重要的温室气体甲烷的汇。
【作者】沈李东;
【导师】徐向阳;胡宝兰;
【作者基本信息】浙江大学,环境工程,2014,博士
【关键词】湿地;厌氧氨氧化;厌氧甲烷氧化;群落结构;数量;活性;相对作用强度;生态环境效应;

【参考文献】
[1]王燕.农杆菌介导甜蛋白Brazzein基因转化‘章姬’草莓的研究[D].南京农业大学,果树学,2012,硕士.
[2]张英英.基于语料库的中美英文报刊中的批判性话语分析[D].河南科技大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[3]吴桂祥.应用于网络视频监控系统的嵌入式视频采集与GUI设计[D].浙江大学,2007.
[4]李建村.延迟焦化装置分馏塔系统侧线取热及换热网络优化[D].华东理工大学,化工过程机械,2014,硕士.
[5]田英.阳信龙福公司质量管理体系运行效率研究[D].山东师范大学,工商管理(专业学位),2012,硕士.
[6]苟亮.我国大型体育场馆委托经营管理模式的现状分析[D].西安体育学院,体育人文社会学,2013,硕士.
[7]赵鹏.宁房&城投置业公司的战略选择[D].宁波大学,工商管理(专业学位),2014,硕士.
[8]高吉磊,林飞,郑琼林.基于网压预测的单相PWM整流器比例谐振控制[J].电工技术学报,2011,05:45-51.
[9]郭雅诚.基于能值分析的城市旅游业可持续发展研究[D].厦门大学,旅游管理,2014,硕士.
[10]马庆庆.分布式绕组开关磁阻电机的研究[D].北京交通大学,电气工程,2014,博士.
[11]许丽莉.纳米材料新型生物传感器在生物样品检测中的应用研究[D].华东师范大学,分析化学,2013,硕士.
[12]王倩.汉代陶瓷饮食器具造型设计研究[D].南京师范大学,设计艺术学,2012,硕士.
[13]徐杰.嵌入式超声数据采集与处理系统[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),机械电子工程,2013,硕士.
[14]赵朋飞.儿童绘画特点对儿童绘本设计的影响研究[D].南昌大学,设计艺术学,2012,硕士.
[15]马胜超.41份菊芋资源遗传多样性的SRAP分析[D].青海大学,作物遗传育种,2014,硕士.
[16]黄秋艳.基于主题的增量网页并行爬取问题研究[D].山东大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[17]关悦.中美社会语境下的称谓语对比分析[D].吉林大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[18]崔黎.中国外交口译的历史和现状概况研究[D].西安外国语大学,翻译,2013,硕士.
[19]吴雪兰.从锌浸出渣中回收镓锗的研究[D].中南大学,矿物加工工程,2013,博士.
[20]聂鑫.精度约束下基于机载LiDAR点云数据的DEM压缩算法研究[D].西南交通大学,测绘工程,2014,硕士.
[21]郑雅芝.我国火灾事故民事侵权责任研究[D].华东交通大学,民商法学,2014,硕士.
[22]卢鹤立,刘桂芳.中国互联网与区域经济[J].人文地理,2005,05:101-104.
[23]谭志标.高速公路收费系统中图像识别关键技术的研究[D].广东工业大学,信号与信息处理,2004,硕士.
[24]吴立恒.基于计算机语言描述的三轮移动机器人动力学研究[D].河北工业大学,机械工程,2013,硕士.
[25]马爱民,张志猛,乔瑞平,王腾,张炜闪.钢?混凝土组合框架结构的连续倒塌分析[J].西安工业大学学报,2014,10:805-809.
[26]武成龙.基于滑模变结构的同步控制器设计[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[27]楚翔宇.慢病毒介导siRNAs沉默ADAMTS-5基因治疗骨关节炎的实验研究[D].华中科技大学,外科学,2013,硕士.
[28]王慧.问题、原因、对策:地方政府金融监管研究[D].内蒙古大学,公共管理,2014,硕士.
[29]张卓.MN(中国)公司生产现场改善研究[D].吉林大学,工商管理,2014,硕士.
[30]张健.卢梭与马克思平等思想比较研究[D].燕山大学,马克思主义哲学,2014,硕士.
[31]刘禹,朱智源,关强,杨一平.基于试验设计的RFID应用组合测试优化研究[J].自动化学报,2010,12:1674-1680.
[32]翟春艳.基于仿射变换模型的图像跟踪系统研究与应用[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[33]李婉.精神分析的中国之旅(1914-1949)[D].河北师范大学,文艺学,2014,硕士.
[34]魏健彪.膝关节半月板损伤MRI与关节镜下表现的对照研究[D].吉林大学,外科学,2014,硕士.
[35]杨丽.辽宁农村居民消费对经济增长的贡献分析[D].辽宁大学,区域经济学,2012,硕士.
[36]王国胤.不相容决策信息系统属性核的研究[J].上海交通大学学报,2004,12:2094-2098.
[37]和桂青.西南地区斑野螟亚科的区系研究(鳞翅目:螟蛾总科:草螟科)[D].西南大学,农业昆虫与害虫防治,2014,硕士.
[38]高孟友,徐丙垠,范开俊,张新慧.基于实时拓扑识别的分布式馈线自动化控制方法[J].电力系统自动化,2015,09:127-131.
[39]高帅.仿生鳐鱼的结构设计与实验研究[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2014,硕士.
[40]徐策.开孔沉箱结构的设计优化研究[D].大连理工大学,港口、海岸及近海工程(专业学位),2012,硕士.
[41]于伟龙.基于AD9957的信号发生器的设计[D].哈尔滨工业大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[42]刘铭.低阶煤直接加氢液化行为与反应动力学研究[D].华东理工大学,化学工艺,2014,硕士.
[43]范莹莹.地震陆基与空间电磁现象研究[D].中国地震局兰州地震研究所,固体地球物理,2010,硕士.
[44]李新禄,宋宏芳,王皓,杜坤,柳红东,李鸿乂,张育新,黄佳木.热剥离法制备石墨烯的双电层电容性能研究[A].中国仪器仪表学会仪表功能材料学会、重庆市科学技术协会、重庆市科学技术研究院、重庆大学、重庆材料研究院(重庆仪表材料研究所)、中国人民解放军后勤工程学院、重庆功能材料期刊社、国家仪表功能材料工程技术研究中心.2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C].中国仪器仪表学会仪表功能材料学会、重庆市科学技术协会、重庆市科学技术研究院、重庆大学、重庆材料研究院(重庆仪表材料研究所)、中国人民解放军后勤工程学院、重庆功能材料期刊社、国家仪表功能材料工程技术研究中心:,2011:5.
[45]程腾.人iPS细胞的诱导及诱导体系的优化[D].内蒙古科技大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[46]李丹.吉林省优秀速滑运动员专项耐力特点的研究[D].吉林体育学院,运动训练(专业学位),2013,硕士.
[47]吴建梅.新型小电流接地选线装置的研制[D].燕山大学,电气工程,2014,硕士.
[48]丁远晴.快时变MIMO OFDM信道建模分析与信道估计技术研究[D].西南交通大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[49]邱玉玲.商业银行利率风险管理研究[D].首都经济贸易大学,工商管理(专业学位),2014,硕士.
[50]韩雪莹.虚拟汽车4S店的数字实现与文化研究[D].哈尔滨工业大学,设计学,2014,硕士.

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