泥滩环境下芦苇有机碳降解的模拟研究

发布时间：2018-11-17 19:10

【摘要】：潮间带泥滩环境地处海陆接壤带,水动力混合作用强烈,物质和能量转换迅速,经历着多种理化因子的共同作用,直接或间接的影响着有机碳的转换和降解。芦苇是温带滨海湿地植物群落的主要建群种,认识其在潮间带生产和降解行为,是阐述近海环境碳循环问题的主要内容。本文通过室内模拟培养重点研究泥滩环境下芦苇有机碳的降解特征,模拟培养潮间带不同的生物和化学条件,阐述芦苇有机碳微生物降解和化学降解的作用,以期揭示泥滩环境下芦苇有机碳的降解规律。泥滩沉积环境微生物活性的最优检测方法：沉积物以灭菌陈海水为样品浸提液,加入分散剂Tween-80,混合振荡后放置,取上层悬浊液,经无菌滤膜(孔径1.2μm,煮沸灭菌)过滤,制备待测菌液；向待测菌液中加入适量FDA溶液,于25-30。C温度下避光反应3h,丙酮为终止剂,在终止时间25min内以分子荧光光度法测定产物荧光强度,激发和发射波长分别为488nm和530nm;方法的检测范围为3.0×103～1.1×105(个/g,干重),微生物活性用单位质量样品的荧光素含量表征(μg/g,干重)。模拟培养进行方式如下。以芦苇碎屑作为有机质来源,控制培养体系的氧化-还原、可见光照和UV辐射,以及有菌-无菌条件,分别于培养的第0、1、3、5、8、15、26、40和63天取样,分析检测有机碳、木质素、微生物丰度和活性等指标。模拟实验主要结果如下。氧化/还原条件下芦苇有机碳的降解特征如下：培养过程中氧化抑菌和还原抑菌组有机碳含量均呈下降的变化特征,而后随着培养的进行有机碳含量变化趋于相对平稳,并且还原环境芦苇有机碳含量的变化显著于氧化环境。木质素∑8含量在氧化环境的变化略强于还原环境。可见和UV光照条件下芦苇有机碳的降解特征如下：不同培养时间下有机碳含量整体呈先降低后较平稳变化的特征：UV辐射组有机碳含量培养前8天显著下降后逐渐趋于稳定；避光组相比光照组和UV辐射组有机碳含量基本没有变化。因此,可见光对有机碳的降解有一定的促进作用,并且UV辐射作用对有机碳的降解程度较强于可见光作用。UV辐射组木质素含量降低速率明显快于光照组和避光组。微生物作用下芦苇有机碳的降解特征如下：培养过程中有机碳含量在氧化和还原条件下总体上呈现先快速降低再升高后平稳下降的降解规律。培养体系微生物活性、总数及单位细菌活性在总体上都呈先增长再降低,然后趋于平稳的变化趋势;还原环境下微生物指标均较高于氧化环境。木质素含量在培养过程中细菌组总体呈降低的趋势,与有机碳变化规律相对应。总体看来,不同氧化和还原环境下芦苇有机碳的降解作用不同,运用multi-G两组分动力学模型,氧化条件与还原条件芦苇有机碳降解速率常数之比是0.109,还原环境更有利于芦苇有机碳的降解。还原环境下木质素的去甲基/去甲氧基降解程度稍强于氧化环境,氧化降解和去甲基/去甲氧基降解是均衡发生的,即白腐菌和棕腐菌降解是均衡进行的,并以白腐菌的氧化降解为主;可见光照的木质素处于中度降解,UV辐射和和无光条件的木质素处于微降解状态,表明可见光相比于紫外光更有利于木质素的降解,对木质素的去甲基/去甲氧基降解程度影响作用不明显。微生物活性、微生物丰度与有机碳含量呈负的相关性,细菌作用在很大程度上有利于芦苇有机碳的降解。细菌组表征木质素氧化降解的酸醛比(Ad/Al)v呈逐渐增大的趋势,培养到63天时(Ad/Al)v0.3木质素处于中等降解程度,并且氧化环境对木质素的降解程度相对较高,无菌时木质素的降解程度低,表明细菌、真菌等微生物是木质素的主要降解者。在受控培养条件下对有机碳的降解,还原环境细菌降解能力最强,其次为氧化环境细菌降解和紫外光辐射降解,再次为可见光照和还原环境化学降解,最后为氧化环境化学降解。
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【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X142

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：2338784