闽江河口潮滩湿地铁异化还原及其对有机质厌氧氧化的影响
发布时间：2022-01-16 20:45
铁异化还原对河口潮滩湿地有机质代谢有着深远的影响。为了深入研究河口潮滩湿地铁异化还原的过程,本文以我国东南沿海闽江河口鳝鱼滩短叶茳芏（Cyperus malaccensis）潮滩湿地作为研究对象,以潮滩横剖面作为空间研究区域,通过野外样品采集和室内培养实验,开展铁的形态与含量分布、铁还原的动力学过程以及铁异化还原对有机质厌氧氧化的贡献三个科学问题的研究。活性铁在河口潮滩湿地沉积物中存在着多种不同的形态,其中非硫Fe（Ⅱ）的含量>Fe（Ⅲ）的含量>铁硫化物的含量。这些不同形态的铁受到pH、Eh、盐分、SO42-和有机质等环境因子的影响,在潮滩剖面上呈现出独特的地球化学分带。铁的氧化物主要分布在高潮滩的表层,铁的硫化物主要集中在盐分含量较高的低潮滩,非硫Fe（Ⅱ）分布在整个潮滩剖面上,但在高潮滩的深层沉积物中才出现富集。铁还原的动力学实验结果表明,铁的还原过程是一个动态变化的过程。铁还原的初始速率受到Fe（Ⅲ）矿物含量的影响,速率变化则受到Fe（Ⅲ）矿物异质性的控制。由于Fe（Ⅲ）矿物的异质性,真正能被微生物利用的Fe（Ⅲ）矿物的含量只占传统化学浸提方法测得的高活性铁矿物含量的...
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
中文文摘
绪论
1 选题背景
2 国内外研究进展
2.1 铁异化还原过程与电子传递的机理
2.2 河口潮滩湿地
2.3 铁异化还原对有机质厌氧氧化的贡献
2.4 铁异化还原过程的控制因子
2.5 动植物对铁异化还原的影响
2.6 铁与硫酸根异化还原的竞争
2.7 河口潮滩湿地铁异化还原的时空变化特征
2.8 尚存的不足与问题
3 研究内容、意义与技术路线
3.1 研究内容
3.2 研究意义
3.3 技术路线
第一章 研究区域与研究方法
1.1 研究区域概况
1.1.1 闽江河口
1.1.2 采样区
1.2 研究方法
1.2.1 地形与水文测量
1.2.2 样品的野外采集
1.2.3 样品的室内处理
1.2.4 沉积物、孔隙水与潮水特征分析
1.2.5 矿物相分析
1.3 实验方案
1.3.1 铁的形态与含量分布研究实验
1.3.2 铁还原动力学研究实验
1.3.3 铁异化还原速率研究实验
1.4 计算与分析
1.4.1 一般数理统计分析
1.4.2 不同形态铁与环境因子空间分布驱动力分析
1.4.3 潮滩剖面地学统计分析与剖面图绘制
1.4.4 热力学分析
第二章 闽江河口潮滩湿地沉积物中铁的形态与含量分布
2.1 潮汐水文与地形
2.2 沉积物与孔隙水的物理与地球化学特征
2.2.1 空间相关性分析
2.2.2 沉积物密度与含水量
2.2.3 孔隙水pH与Eh
2.2.4 盐分
2.2.5 硫酸根与Cl~-：SO_4~(2-)摩尔比
2.2.6 有机质
2.3 不同形态铁的含量与分布
2.3.1 空间相关性分析
2.3.2 固相Fe(Ⅲ)
2.3.3 孔隙水Fe~(2+)与固相非硫Fe(Ⅱ)
2.3.4 铁的硫化物
2.3.5 残渣态铁与总铁
2.3.6 指标DOS、DOFe(Ⅱ)与DOFe(Ⅲ)
2.3.7 矿物相特征
2.4 不同形态铁分布的驱动力
2.4.1 不同形态铁与高程的关系
2.4.2 不同形态铁与环境因子的关系
2.5 涨退潮期间元素交换
2.6 铁的地球化学分带
2.7 本章小结
第三章 闽江河口潮滩湿地铁还原动力学过程
3.1 潮汐浸没频率
3.2 表层沉积物与孔隙水特征
3.3 表层沉积物活性铁的含量与分布
3.4 铁还原的动力学过程
3.4.1 初始Fe(Ⅲ)含量(M_0)
3.4.2 矿物异质性(γ)
3.4.3 初始速率常数(k')
3.4.4 还原速率(J)
3.4.5 可还原性Fe(Ⅲ)(M_0—M_(240))
3.5 对照实验
3.6 铁还原动力学参数沿潮滩浸没梯度的变化
3.7 本章小结
第四章 闽江河口潮滩湿地铁异化还原对有机质厌氧氧化的贡献
4.1 潮汐浸没频率
4.2 生物地球化学分带
4.2.1 酸碱性、氧化还原性和盐分
4.2.2 沉积物物理特征
4.2.3 植物与动物
4.3 元素C、N、Fe和S的特征值分布特征
4.3.1 元素C与N分布特征
4.3.2 元素Fe与S分布特征
4.4 有机质厌氧氧化和异化还原速率
4.4.1 有机碳与有机氮厌氧氧化速率
4.4.2 铁与硫酸根异化还原速率
4.5 铁还原途径
4.6 有机质厌氧氧化与异化还原的速率控制
4.7 有机质厌氧氧化途径
4.8 铁异化还原对有机质厌氧氧化贡献率的估算
4.9 本章小结
第五章 研究结论
5.1 主要结论
5.2 创新点
5.3 不足和展望
参考文献
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵阳市湖泊沉积物中铁还原菌的季节分布[J]. 罗光俊,何天容,尹德良,李婷,安艳玲. 生态学杂志. 2014(08)
[2]有机碳源对水稻土中微生物铁还原特征的影响[J]. 宋建潇,吴超,曲东. 农业环境科学学报. 2013(02)
[3]不同碳源对水稻土泥浆中铁还原特征的影响[J]. 吴超,宋建潇,曲东. 西北农业学报. 2012(10)
[4]厌氧富集培养对水稻土中铁还原菌种群结构的影响[J]. 刘湛,拓晓骅,王保莉,曲东. 西北农业学报. 2011(08)
[5]东海陆架泥质沉积物中固相Fe形态及其对有机质、Fe、S成岩路径的制约意义[J]. 吕仁燕,朱茂旭,李铁,杨桂朋,邓霏霏. 地球化学. 2011(04)
[6]闽江口塔礁洲湿地重金属的分布特征[J]. 蔡海洋,曾六福,方妙真,葛宏力,叶艺贞,曾从盛. 福建农林大学学报(自然科学版). 2011(03)
[7]海洋沉积物中有机质早期成岩矿化路径及其相对贡献[J]. 朱茂旭,史晓宁,杨桂朋,李铁,吕仁燕. 地球科学进展. 2011(04)
[8]碳源和淹水时间对水稻土微生物Fe（Ⅲ）还原能力的影响[J]. 易维洁,曲东,王庆. 应用生态学报. 2010(12)
[9]潮汐盐湿地甲烷产生及其对硫酸盐响应研究进展[J]. 王维奇,曾从盛,仝川. 地理科学. 2010(01)
[10]闽江河口短叶茳芏潮汐湿地甲烷排放通量[J]. 曾从盛,王维奇,张林海,林璐莹,艾金泉,章文龙. 应用生态学报. 2010(02)
博士论文
[1]闽江河口湿地碳氮循环关键过程对氮输入的响应[D]. 牟晓杰.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2013
[2]闽江口湿地沉积物重金属及其评价[D]. 蔡海洋.福建师范大学 2011
本文编号：3593390
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
中文文摘
绪论
1 选题背景
2 国内外研究进展
2.1 铁异化还原过程与电子传递的机理
2.2 河口潮滩湿地
2.3 铁异化还原对有机质厌氧氧化的贡献
2.4 铁异化还原过程的控制因子
2.5 动植物对铁异化还原的影响
2.6 铁与硫酸根异化还原的竞争
2.7 河口潮滩湿地铁异化还原的时空变化特征
2.8 尚存的不足与问题
3 研究内容、意义与技术路线
3.1 研究内容
3.2 研究意义
3.3 技术路线
第一章 研究区域与研究方法
1.1 研究区域概况
1.1.1 闽江河口
1.1.2 采样区
1.2 研究方法
1.2.1 地形与水文测量
1.2.2 样品的野外采集
1.2.3 样品的室内处理
1.2.4 沉积物、孔隙水与潮水特征分析
1.2.5 矿物相分析
1.3 实验方案
1.3.1 铁的形态与含量分布研究实验
1.3.2 铁还原动力学研究实验
1.3.3 铁异化还原速率研究实验
1.4 计算与分析
1.4.1 一般数理统计分析
1.4.2 不同形态铁与环境因子空间分布驱动力分析
1.4.3 潮滩剖面地学统计分析与剖面图绘制
1.4.4 热力学分析
第二章 闽江河口潮滩湿地沉积物中铁的形态与含量分布
2.1 潮汐水文与地形
2.2 沉积物与孔隙水的物理与地球化学特征
2.2.1 空间相关性分析
2.2.2 沉积物密度与含水量
2.2.3 孔隙水pH与Eh
2.2.4 盐分
2.2.5 硫酸根与Cl~-：SO_4~(2-)摩尔比
2.2.6 有机质
2.3 不同形态铁的含量与分布
2.3.1 空间相关性分析
2.3.2 固相Fe(Ⅲ)
2.3.3 孔隙水Fe~(2+)与固相非硫Fe(Ⅱ)
2.3.4 铁的硫化物
2.3.5 残渣态铁与总铁
2.3.6 指标DOS、DOFe(Ⅱ)与DOFe(Ⅲ)
2.3.7 矿物相特征
2.4 不同形态铁分布的驱动力
2.4.1 不同形态铁与高程的关系
2.4.2 不同形态铁与环境因子的关系
2.5 涨退潮期间元素交换
2.6 铁的地球化学分带
2.7 本章小结
第三章 闽江河口潮滩湿地铁还原动力学过程
3.1 潮汐浸没频率
3.2 表层沉积物与孔隙水特征
3.3 表层沉积物活性铁的含量与分布
3.4 铁还原的动力学过程
3.4.1 初始Fe(Ⅲ)含量(M_0)
3.4.2 矿物异质性(γ)
3.4.3 初始速率常数(k')
3.4.4 还原速率(J)
3.4.5 可还原性Fe(Ⅲ)(M_0—M_(240))
3.5 对照实验
3.6 铁还原动力学参数沿潮滩浸没梯度的变化
3.7 本章小结
第四章 闽江河口潮滩湿地铁异化还原对有机质厌氧氧化的贡献
4.1 潮汐浸没频率
4.2 生物地球化学分带
4.2.1 酸碱性、氧化还原性和盐分
4.2.2 沉积物物理特征
4.2.3 植物与动物
4.3 元素C、N、Fe和S的特征值分布特征
4.3.1 元素C与N分布特征
4.3.2 元素Fe与S分布特征
4.4 有机质厌氧氧化和异化还原速率
4.4.1 有机碳与有机氮厌氧氧化速率
4.4.2 铁与硫酸根异化还原速率
4.5 铁还原途径
4.6 有机质厌氧氧化与异化还原的速率控制
4.7 有机质厌氧氧化途径
4.8 铁异化还原对有机质厌氧氧化贡献率的估算
4.9 本章小结
第五章 研究结论
5.1 主要结论
5.2 创新点
5.3 不足和展望
参考文献
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵阳市湖泊沉积物中铁还原菌的季节分布[J]. 罗光俊,何天容,尹德良,李婷,安艳玲. 生态学杂志. 2014(08)
[2]有机碳源对水稻土中微生物铁还原特征的影响[J]. 宋建潇,吴超,曲东. 农业环境科学学报. 2013(02)
[3]不同碳源对水稻土泥浆中铁还原特征的影响[J]. 吴超,宋建潇,曲东. 西北农业学报. 2012(10)
[4]厌氧富集培养对水稻土中铁还原菌种群结构的影响[J]. 刘湛,拓晓骅,王保莉,曲东. 西北农业学报. 2011(08)
[5]东海陆架泥质沉积物中固相Fe形态及其对有机质、Fe、S成岩路径的制约意义[J]. 吕仁燕,朱茂旭,李铁,杨桂朋,邓霏霏. 地球化学. 2011(04)
[6]闽江口塔礁洲湿地重金属的分布特征[J]. 蔡海洋,曾六福,方妙真,葛宏力,叶艺贞,曾从盛. 福建农林大学学报(自然科学版). 2011(03)
[7]海洋沉积物中有机质早期成岩矿化路径及其相对贡献[J]. 朱茂旭,史晓宁,杨桂朋,李铁,吕仁燕. 地球科学进展. 2011(04)
[8]碳源和淹水时间对水稻土微生物Fe（Ⅲ）还原能力的影响[J]. 易维洁,曲东,王庆. 应用生态学报. 2010(12)
[9]潮汐盐湿地甲烷产生及其对硫酸盐响应研究进展[J]. 王维奇,曾从盛,仝川. 地理科学. 2010(01)
[10]闽江河口短叶茳芏潮汐湿地甲烷排放通量[J]. 曾从盛,王维奇,张林海,林璐莹,艾金泉,章文龙. 应用生态学报. 2010(02)
博士论文
[1]闽江河口湿地碳氮循环关键过程对氮输入的响应[D]. 牟晓杰.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2013
[2]闽江口湿地沉积物重金属及其评价[D]. 蔡海洋.福建师范大学 2011
本文编号：3593390
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3593390.html
