喀斯特洞穴系统微生物群落对环境变化的响应 ——以和尚洞为例
发布时间：2021-01-14 08:43
全球变暖、大气中CO2等温室气体浓度持续升高、降水量的变化和极端气候事件频繁发生等对陆地生态系统产生的影响已经成为不可争辩的事实。喀斯特洞穴作为陆地生态系统的重要组成部分,由于黑暗,洞穴生态系统缺乏直接来自光合作用的有机质,加上地理位置相对隔离等,喀斯特洞穴通常被认为是陆地上一种寡营养的极端生态系统。洞穴石笋在全球环境变化研究中具有重要的地位,利用洞穴石笋中的地球化学指标和类脂物指标可以实现对古环境的重建工作,进而从长时间尺度上讨论环境变化对生态系统的影响,但这急需现代过程监测工作的验证和支持。同时,喀斯特洞穴内CO2浓度普遍偏高,是研究微生物生态系统响应大气CO2浓度升高的天然实验室。最近有研究发现在洞穴这个黑暗的寡营养环境中也有自养微生物的存在,并有可能参与洞穴CO2的同化过程,但洞穴中的微生物功能群对CO2浓度升高的响应研究却十分匮乏,限制了人们对全球变化下洞穴微生物群落环境响应的认识。为了全面探明喀斯特洞穴生态系统微生物群落分布特征及其对环境变化的响应,论文选取湖北清江...
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【图文】：
喀斯特地区的全球分布（图中紫色部分，图片来源：circleofblue.org）
中国地质大学博士学位论文 9本论文为了全面探明喀斯特洞穴系统中微生物群落分布特征及其对环境变化的响应，选取湖北清江和尚洞，首先对洞穴各个生境中的微生物进行了普查,并查明其与环境因子的相关性；其次采用分子克隆技术、高通量测序技术、Biolog 微平板技术探讨滴水中微生物群落结构特征和代谢功能特征及其对温度和降水变化的响应；接着采用高通量测试技术研究次生碳酸盐沉积物表面微生物的来源以及干湿环境中的指示类群；最后利用高通量测试技术、DNA-SIP 和 PLFA-SIP 技术结合，共同探究洞穴岩壁和沉积物固定 CO2功能微生物对 CO2浓度升高的响应，来共同揭示洞穴微生物中能指示以温度、降水和温室气体浓度升高为代表的环境意义。具体研究方案如下图所示（图 1.2）：
2.1 采样区概况2.1.1 地理位置本文研究地点选在交通便利，洞穴沉积物丰富，水动力条件良好，游开发、受人为干扰较小、代表了原始自然状态的和尚洞生态系统（30°26′49′′ N，110°25′12′′ E）位于湖北省宜昌市长阳县渔峡口镇招徕河岸，地处清江流域（长江支流）中游（图 2.1），发育于寒武系中统上峰统三游洞群中[104, 105]。该流域介于江汉平原与云贵高原之间，流域面积达 1.7×104km2，其岩面积约占流域总面积的 72%，属于鄂西南岩溶区（图 2.1），是我国岩的地区之一[104, 105]。洞穴顶部覆盖有厚约为 400 m 的白云岩，洞口距离清30 m，其上覆土壤层中等发育，厚度为 20-40 cm 不等，植被生长较好，对丰富[105]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州织金洞CO2浓度不同时间尺度变化及其影响因子分析[J]. 张结,周忠发,潘艳喜,殷超,汪炎林,田衷珲. 生态与农村环境学报. 2017(11)
[2]过量氮输入对寡营养海水细菌群落代谢潜力的影响[J]. 董志颖,洪慢,胡晗静,王艳婷,张德民,王凯. 环境科学学报. 2018(02)
[3]湖北清江和尚洞风化岩壁放线菌分离及基于16S rRNA的种类分析[J]. 满百膺,程晓钰,王红梅,云媛,钟宇洪. 中国岩溶. 2017(04)
[4]北海湖微生物群落结构随季节变化特征[J]. 张雅洁,李珂,朱浩然,张洪勋. 环境科学. 2017(08)
[5]气候变化对土壤微生物多样性及其功能的影响[J]. 刘远,张辉,熊明华,李峰,张旭辉,潘根兴,王光利. 中国环境科学. 2016(12)
[6]气候变化对中国内陆湿地空间分布和主要生态功能的影响研究[J]. 孟焕,王琳,张仲胜,薛振山,吕宪国,邹元春. 湿地科学. 2016(05)
[7]深海微生物硝化作用驱动的化能自养固碳过程与机制研究进展[J]. 王燕,吴佳鹏,洪义国. 自然杂志. 2016(02)
[8]未干扰黑土土壤微生物群落特征的季节变化[J]. 范瑞英,杨小燕,王恩姮,邹莉,陈祥伟. 土壤. 2014(02)
[9]示踪全球环境变化的微生物代用指标[J]. 谢树成,黄咸雨,杨欢,秦养民. 第四纪研究. 2013 (01)
[10]湖北清江和尚洞石笋古环境研究的回顾和展望[J]. 胡超涌,谢树成. 地质科技情报. 2012(05)
硕士论文
[1]雪玉洞洞穴系统碳的变化特征及洞内CO2来源研究[D]. 王晓晓.西南大学 2014
本文编号：2976593
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【图文】：
喀斯特地区的全球分布（图中紫色部分，图片来源：circleofblue.org）
中国地质大学博士学位论文 9本论文为了全面探明喀斯特洞穴系统中微生物群落分布特征及其对环境变化的响应，选取湖北清江和尚洞，首先对洞穴各个生境中的微生物进行了普查,并查明其与环境因子的相关性；其次采用分子克隆技术、高通量测序技术、Biolog 微平板技术探讨滴水中微生物群落结构特征和代谢功能特征及其对温度和降水变化的响应；接着采用高通量测试技术研究次生碳酸盐沉积物表面微生物的来源以及干湿环境中的指示类群；最后利用高通量测试技术、DNA-SIP 和 PLFA-SIP 技术结合，共同探究洞穴岩壁和沉积物固定 CO2功能微生物对 CO2浓度升高的响应，来共同揭示洞穴微生物中能指示以温度、降水和温室气体浓度升高为代表的环境意义。具体研究方案如下图所示（图 1.2）：
2.1 采样区概况2.1.1 地理位置本文研究地点选在交通便利，洞穴沉积物丰富，水动力条件良好，游开发、受人为干扰较小、代表了原始自然状态的和尚洞生态系统（30°26′49′′ N，110°25′12′′ E）位于湖北省宜昌市长阳县渔峡口镇招徕河岸，地处清江流域（长江支流）中游（图 2.1），发育于寒武系中统上峰统三游洞群中[104, 105]。该流域介于江汉平原与云贵高原之间，流域面积达 1.7×104km2，其岩面积约占流域总面积的 72%，属于鄂西南岩溶区（图 2.1），是我国岩的地区之一[104, 105]。洞穴顶部覆盖有厚约为 400 m 的白云岩，洞口距离清30 m，其上覆土壤层中等发育，厚度为 20-40 cm 不等，植被生长较好，对丰富[105]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州织金洞CO2浓度不同时间尺度变化及其影响因子分析[J]. 张结,周忠发,潘艳喜,殷超,汪炎林,田衷珲. 生态与农村环境学报. 2017(11)
[2]过量氮输入对寡营养海水细菌群落代谢潜力的影响[J]. 董志颖,洪慢,胡晗静,王艳婷,张德民,王凯. 环境科学学报. 2018(02)
[3]湖北清江和尚洞风化岩壁放线菌分离及基于16S rRNA的种类分析[J]. 满百膺,程晓钰,王红梅,云媛,钟宇洪. 中国岩溶. 2017(04)
[4]北海湖微生物群落结构随季节变化特征[J]. 张雅洁,李珂,朱浩然,张洪勋. 环境科学. 2017(08)
[5]气候变化对土壤微生物多样性及其功能的影响[J]. 刘远,张辉,熊明华,李峰,张旭辉,潘根兴,王光利. 中国环境科学. 2016(12)
[6]气候变化对中国内陆湿地空间分布和主要生态功能的影响研究[J]. 孟焕,王琳,张仲胜,薛振山,吕宪国,邹元春. 湿地科学. 2016(05)
[7]深海微生物硝化作用驱动的化能自养固碳过程与机制研究进展[J]. 王燕,吴佳鹏,洪义国. 自然杂志. 2016(02)
[8]未干扰黑土土壤微生物群落特征的季节变化[J]. 范瑞英,杨小燕,王恩姮,邹莉,陈祥伟. 土壤. 2014(02)
[9]示踪全球环境变化的微生物代用指标[J]. 谢树成,黄咸雨,杨欢,秦养民. 第四纪研究. 2013 (01)
[10]湖北清江和尚洞石笋古环境研究的回顾和展望[J]. 胡超涌,谢树成. 地质科技情报. 2012(05)
硕士论文
[1]雪玉洞洞穴系统碳的变化特征及洞内CO2来源研究[D]. 王晓晓.西南大学 2014
本文编号：2976593
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