利用生物标志物梯烷脂研究珠江口厌氧氨氧化活动的时空分布特征

发布时间：2017-12-26 06:36

本文关键词：利用生物标志物梯烷脂研究珠江口厌氧氨氧化活动的时空分布特征　出处：《中国海洋大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：厌氧氨氧化作用即氨在厌氧或缺氧条件下被亚硝酸盐氧化生成氮气的过程，是自然界中固定氮移除的重要途径，在全球氮循环中的作用受到高度重视。梯烷脂是厌氧氨氧化菌特有的脂类，是由三或五个线性混合环丁烷通过直链烷基与甘油酯或醚骨架相连组成，已经被广泛应用为指示不同环境中厌氧氨氧化活动的生物标志物。目前已在多个海域的水体和表层沉积物中检测到了梯烷脂的存在，因此梯烷脂对于自然界中氮循环的研究以及厌氧氨氧化活动的历史重建具有重要的指示意义。目前，我国河口地区厌氧氨氧化活动的研究刚刚起步，尚未有利用生物标志物法研究我国珠江口厌氧氨氧化活动的报道。珠江口是我国受人类活动影响较大的河口，富营养化现象的频繁发生为厌氧氨氧化菌提供了生存环境，因此，为了研究珠江口厌氧氨氧化活动的时空分布特征，我们分别对珠江口水体悬浮颗粒物、表层沉积物和沉积柱中的梯烷脂进行了检测，并与厌氧氨氧化菌的分子生物学结果及溶氧、营养盐和有机质含量进行了对比，进而明确影响珠江口厌氧氨氧化活动的环境因素。首先，在所有站位的悬浮颗粒物和表层沉积物中均检测到了梯烷脂的存在，证实了厌氧氨氧化活动在我国珠江口水体和沉积物中的广泛存在。水体中梯烷脂的空间分布与溶氧和亚硝酸盐分布较吻合，表明低氧和高含量的亚硝酸盐可能是厌氧氨氧化活动的必要因素，与NH4+的弱相关性则表明环境中NH4+的含量可能并不是厌氧氨氧化活动的限制性因素。珠江口虎门上游和内伶仃洋区域悬浮颗粒物中梯烷脂含量较高说明了该区域水体中的厌氧氨氧化活动较强，且底层水体厌氧氨氧化活动比表层水体活跃。表层沉积物中梯烷脂含量与厌氧氨氧化菌丰度的分布存在差异，这表明沉积物中的梯烷脂的来源不同，虎门上游水域沉积物中的梯烷脂可能主要来源于底层缺氧水体沉降，而外伶仃洋海域沉积物中的梯烷脂可能主要来源于沉积物自身的厌氧氨氧化活动。且从虎门上游至珠江口外邻海区域表层沉积物中的厌氧氨氧化菌的种类呈现由“Candidatus Brocadia”和“Candidatus Kuenenia”逐渐向“Candidatus Scalindua”转变的趋势。表层沉积物中梯烷脂含量与有机质指标TOC的弱相关性也说明表层沉积物中的梯烷脂含量可能并不完全来自于沉积物本身的厌氧氨氧化活动。另外，我们还分析了来自珠江口三个不同盐度梯度区域的箱式沉积柱中的梯烷脂。结果表明，珠江口厌氧氨氧化活动存在区域性差异，大致表现为河口上游厌氧氨氧化活动比下游邻海区域强的趋势，，且珠江口上游广州河段P03站位的厌氧氨氧化活动自1970s到1990s增强，珠江口西部浅滩淇澳岛南侧L1站位的厌氧氨氧化活动近十年来亦逐年增强，珠江口下游邻近外海处C2T站位的厌氧氨氧化活动则呈现近几年快速增强的趋势。这可能是由于近些年来由人类活动输入的营养盐的急剧增加导致珠江口水体富营养化现象频繁发生，进而造成水体生产力的迅速提高，同时浮游植物的呼吸作用以及有机质矿化作用的加剧导致了水体缺氧现象日益严重，为厌氧氨氧化活动的发生提供了有利的环境。与水体颗粒物中的梯烷脂含量对比发现，三个沉积柱中厌氧氨氧化细菌的来源可能不同，P03沉积柱中梯烷脂可能主要来源于沉积物中的厌氧氨氧化活动，而L1的梯烷脂可能来自上层水体和沉积物，C2T的厌氧氨氧化活动可能主要发生在缺氧水体中。将梯烷脂与TOC作相关性分析，结果显示在TOC含量高的柱状样，两者相关性好，表明沉积物中高含量的有机质往往对应了强烈的厌氧氨氧化活动。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X55;P734

【参考文献】