汾河干流湿地土壤中古菌群落的演替特征及其驱动因素

古菌作为环境微生物的重要组成部分,可在河流生态系统中的碳、氮、硫等元素生物地球化学循环过程发挥重要贡献.本研究以汾河干流的渍水湿地土壤为研究对象,通过实时定量PCR及高通量测序技术分析了湿地土壤中古菌群落的丰度、结构组成及其潜在功能,揭示了汾河干流湿地土壤中古菌群落的演替特征及其主要驱动因素.结果表明：汾河干流不同区域湿地土壤中古菌的优势类群具有明显差异,上、中、下游区域的古菌群落分别以Thaumarchaeota、Euryarchaeota和Nanoarchaeota为主.PCoA及ANOSIM分析也显示,不同区域间的古菌群落存在极显著差异（p<0.01）;其中,汾河中下游湿地土壤中的古菌群落呈现出极显著的距离衰减关系（p<0.01）.汾河上游区域内的古菌群落可能主要参与了氮代谢相关过程,而中下游的古菌群落则可能以产甲烷过程为主.汾河湿地土壤中古菌群落的丰度主要受pH及氮磷有效养分的调控,而土壤有效磷和总磷是影响古菌群落结构的主要环境因子.总体上,受不同区域土壤理化性质差异的影响,汾河干流湿地土壤中的古菌群落在纬度尺度上呈现出一定的生物地理分布格局.     

人工湿地基质环境因子对AOA和AOB多样性的影响

该文以贵州某地复合垂直流人工湿地作为研究对象,采用高通量测序技术研究氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）群落分布与多样性特征。结果表明,不同等级人工湿地对基质环境因子和微生物AOA和AOB群落分布特征均有显著影响,总体上AOB群落多样性及丰度均大于AOA,且AOB主导氨氧化过程。AOA的优势菌门主要为泉古菌和奇古菌门,AOB中变形菌门占优。人工湿地发现优势菌属为亚硝化弧菌属、亚硝化单胞菌属和亚硝化螺菌属。冗余分析表明,人工湿地基质环境因子导致AOA和AOB群落分布呈显著差异。AOA群落主要影响因子为铵态氮、pH和电导率,且呈显著正相关关系,而硝态氮会限制AOA群落的生长发育。对于AOB群落,p H与亚硝化螺菌属是主要影响因子,且呈显著正相关关系。亚硝化单胞菌属和亚硝化弧菌属主要影响因子是铵态氮、硝态氮和总氮,且呈显著正相关关系,而与溶解氧呈显著负相关。研究结果可为人工湿地功能微生物资源利用及科学管理提供依据。     

高钙废水颗粒污泥中古菌菌群结构变化的分析

为了解高浓度Ca~(2+)与颗粒污泥中古菌菌群结构的关系,利用高通量测序分析IC(Internal Circulation)反应器(以废纸造纸废水为处理对象)内不同高度处颗粒污泥中古菌菌群组成,并利用SEM(Scanning Electron Microscope)和EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)分析颗粒污泥的形态结构和元素组成,同时借助红外光谱和XRD(X-ray diffraction)分析不同高度处颗粒污泥化学结构中各官能团的分布情况和无机成分.结果表明,随着反应器高度的增加,颗粒污泥中的无机成分CaCO_3也随着增加,而种泥中钙含量只有1.81%.种泥和ICR反应器内的颗粒污泥中古菌在门分类水平上主要包括Euryarchaeota和Bathyarchaeota,两者之和占90%以上.在属分类水平上,主要包括Methanosaeta、Methanoregula、Methanobacterium、Methanosarcina、Methanolinea、Methanospirillum等.种泥中古菌的物种多样性要明显高于IC反应器中,在IC反应器中不同高度处古菌生物多样性由高到低的顺序是5 m2 m7 m,5 m处的古菌物种更加丰富.随着反应器高度的增加,乙酸营养型甲烷菌的相对丰度呈现递增趋势,氢营养型甲烷菌则呈现递减趋势,而种泥中氢营养型甲烷菌相对丰度较大.这表明颗粒污泥在高钙废水的长期作用下,氢营养型甲烷菌的相对丰度减少,乙酸营养型甲烷菌的相对丰度增多,系统中古菌物种的相对丰度和多样性有所下降.CaCO_3沉淀使颗粒污泥的产甲烷活性降低,主要表现为其对氢营养型甲烷菌具有较大的抑制作用.     

喀斯特地区供水水库营养演化历史重建

利用²¹⁰Pb-¹³⁷Cs年代学方法,结合洪水事件沉积层,综合建立了红枫湖沉积岩芯准确的年代学模型.在此基础上,通过测定沉积物多种地球化学指标（LOI、TOC、TN、C/N比、δ¹³C_org、BSi）,结合历史文献记录和已有的水质监测数据,重建了1960~2016年红枫湖营养状态变化历史.结果表明,建库以来红枫湖水体经历了多次营养状态的显著转换.其中,1991年开始水体逐渐从中营养转向富营养化状态,主要是人类活动引起的内、外源营养物质输入显著增加所致,特别是网箱养鱼活动可能起到重要作用;2000年开始,水体逐渐转向中营养化,主要是一系列保护和治理措施的实施;2004年开始,水体再次逐渐恶化,转向富营养化状态,主要是外源污染物输入增加,加上内源底泥营养物质的重新释放;2009年以来,水质逐渐改善,处于中营养化状态,主要是外源污染得到有效控制,但表层营养物质含量较高,现阶段在减少外源污染物输入的同时,应重点加强底泥污染物的治理工作.     

海相沉积岩铁同位素体系及其古环境指示

铁(Fe)作为主要造岩元素及生命必需元素,广泛参与地球表层圈层所涉及的物理、化学和生物作用,在调节海洋初级生产力和驱动海洋生物地球化学循环过程扮演重要角色.Fe同位素作为较早开发的非传统稳定同位素体系,目前已成为示踪生物地球化学循环过程及古海洋环境演变的有效手段.本文在对全球海洋Fe循环和表生地质过程Fe同位素分馏机理进行系统总结的基础上,统计了地质历史时期不同类型海相沉积岩的Fe同位素组成,并通过实例探讨了海相沉积岩Fe同位素体系在研究重大地质事件环境演变的潜力,最后对海相沉积岩Fe同位素体系的未来发展方向进行了展望.     

山宗水源

正这是一块石头,一块拥有一亿年或者更长时间的化石。它采自中国西部地区,记录着青藏高原的地质沧桑。假如我们从空中遥望地球,中国西部那被称为世界屋脊的连绵的高原傲然迤逦、超凡脱俗,人们说这是造山运动留给地球的英雄勋章。在这地球的巅峰之上,分布着一条条蓝色的、温柔的、流动的、曲曲折折的线条,那是河流,那是我们的长江、黄河、澜沧江以及它们的分支水系。青藏     

千岛湖的另一路游法

正皖南游黄山,夜宿屯溪。见一带江水穿城而过,让黄山的市区一下变得格外俏丽。问当地人,说这是新安江!便突然一下记起,中学学地理时,那个后来声名鹊起的千岛湖,那时就似乎是被叫作新安江水库的。原以为黄山和千岛湖,一个在安徽,一个在浙江,相去甚远。没想一条新安江将它们连接得如此之近。再仔细一打听,     

防震减灾基础知识问答

什么是地震火灾?地震火灾起因主要有:(1)火炉翻倒,引燃可燃物。(2)燃气管道破损,泄漏的气体遇到明火。(3)房屋倒塌或破坏造成电线短路,发热一定时间后引燃物品。(4)地震停电后复电,而破坏房屋未经清理,造成电气短路。(5)油罐、输油管或加油站破坏漏油,遇到明火等。地震火灾蔓延的条件是房屋易燃,因此木结构房屋是地震火灾的常发场所。地震后供水系统破坏,消防水源短缺,是控制地震火灾的最大障碍。地震火灾的另一个特点是     

石油厌氧降解促进CO2的CH4转化

CO2是主要的温室气体,利用油藏进行CO2封存,并结合原油厌氧生物降解产生的H2对其进行CH4转化,将提高原油采收率,减少封存CO2长久潜在的危害.本研究以高矿化度的青海油田油井采出液为研究对象,添加碳酸氢盐进行厌氧培养,以研究其中CO2进行CH4转化的可能性.结果显示,厌氧培养体系中检测到CH4产生.且在培养过程中,碳酸氢盐添加体系内CO2相对含量降低,甲烷相对产量升高,沥青质和芳香烃组分的相对含量降低,表明青海油田油藏中存在产甲烷菌及与产甲烷过程相关的菌群,同时CO2封存利于增强原油的流动性、提高采收率.定量PCR分析表明,碳酸氢盐的添加抑制了部分微生物的生长但古菌在整个体系生命活动中的作用并未减弱,且产甲烷古菌占古菌的相对丰度明显升高.因此,在青海油田利用油藏微生物进行CO2封存并产生新甲烷能源,同时提高原油采收率具有可能性.     

沉积有机质分子地球化学应用于古气候古环境研究

自从上世纪八十年代以来,沉积有机质分子地球化学在古气候古环境研究中发挥了其它学科不可替代的作用。与传统的第四纪地质地球化学研究方法相比,分子有机地球化学在古生态系统恢复与古生产率评估、古大气二氧化碳分压与古温度确定等领域提供了更为精细的信息。文章主要总结与评述了沉积有机质分子及其碳／氢同位素地球化学技术近三十年来在上述领域的主要进展。