太平洋东海岸Elkhorn Slough湿地土壤有机碳厌氧氧化相关功能群分布特征研究

发布时间：2020-03-25 00:54

【摘要】：甲烷作为近年来关注日益增多的温室气体,其增温潜势高,湿地是甲烷的主要排放源,而微生物作为碳循环的主要参与者,其矿化作用是湿地生态系统沉积环境甲烷释放过程的主导因素。本论文以太平洋东海岸Elkhorn Slough盐沼湿地的Yampah和Hudson产甲烷菌功能基因(mcrA)和硫酸盐还原菌功能基因(dsrA)为研究对象,通过调查不同沉积环境两种功能基因丰度随深度的变化,结合产甲烷菌和硫酸盐还原菌的功能基因数量与土壤理化因子之间关系,获得如下结论:1.通过qPCR分析发现,两种功能基因水平分布存在一定的差异。产甲烷菌的功能基因mcrA,只在水潭区和高沼的一些层位检测到;对于硫酸盐还原菌的功能基因dsrA,只在水潭区和泥滩区检测到。2.垂直分布上,两种功能基因也存在空间异质性。在Yampah地区,mcrA基因拷贝数浓度最大出现在表层和底层;在Hudson地区,mcrA基因拷贝数浓度最大出现在底层。整体而言,mcrA基因拷贝数浓度在深度为11-13cm的层位有最大峰值。与mcrA间断分布不同,dsrA在沉积柱呈连续分布,整体表现为浓度由表层到底层下降的趋势。3.两种功能基因与环境因子的相关性存在地区差异。Yampah水潭区mcrA基因浓度与甲烷气体浓度和TOC不相关,Hudson水潭区mcrA基因浓度与甲烷气体浓度不相关,与TOC正相关;Yampah水潭区dsrA基因浓度与SD值,甲烷气体浓度和TOC不相关,与硫酸盐浓度正相关,Hudson水潭区dsrA基因浓度与SD值,硫酸盐浓度和甲烷气体浓度不相关,与TOC正相关。综上所述,土壤中产甲烷作用和硫酸盐还原作用同时发生,而湿地甲烷产生的高度空间异质性受到多种理化因子影响,深入研究产甲烷菌和硫酸盐还原菌等功能菌群在湿地沉积环境的分布对于揭示湿地甲烷产生高度空间异质性的微生物机理具有重要的意义。
【图文】：

3图 1.1 厌氧分解导致甲烷产生的过程（Conrad，1999；Whalen，2005）不同湿地环境条件下，甲烷产生的途径取决于产甲烷菌和硫酸盐还数量、基质的类型与含量、电子受体类型与浓度及土壤理化性质等r et al.（2000）研究发现，泥炭沼泽中 70%的甲烷由乙酸发酵产生烷由 H2/CO2途径生成。Avery etal.（2003）通过对泥炭湿地和河口的研究对比，发现河口潮汐淡水沼泽甲烷年排放量中大部分（72%酵途径，只有少部分（28%）的排放量来自 H2/CO2途径。Senior etal（.结果表明，H2/CO2途径是英国东海岸盐沼湿地中甲烷生成的主要途酸发酵途径。此外，Oremland（1982）和 Summons et al.（1998）

技术路线图
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X701

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本文编号：2599138