本文關(guān)鍵詞：南海北部天然氣水合物潛在區(qū)微生物群落結(jié)構(gòu)特征及對(duì)天然氣水合物的指示意義

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【摘要】：天然氣水合物是二十一世紀(jì)新能源,它具有分布廣、資源量大等特點(diǎn),備受各國政府和科學(xué)界的熱切關(guān)注,但關(guān)于天然氣水合物成因機(jī)制方面的研究還處于探索階段,尤其是對(duì)微生物控制下天然氣水合物的形成機(jī)制方面的研究較為薄弱。針對(duì)此問題,本研究通過T-RFLP、DGGE、克隆等分子生物學(xué)方法,結(jié)合沉積物粒度、總有機(jī)碳含量、碳氧同位素特征等沉積有機(jī)地球化學(xué)參數(shù),對(duì)南海北部陸坡存在甲烷滲漏的九龍甲烷礁及海洋四號(hào)滑塌體附近區(qū)域的天然氣水合物潛在區(qū)微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究,分析不同柱狀樣細(xì)菌和古菌的多樣性及微生物群落結(jié)構(gòu)變化特征,闡明微生物與天然氣水合物形成或分解之間的相互作用。通過研究主要得到以下認(rèn)識(shí)： (1)3個(gè)巖芯沉積物樣中氧化甲烷的細(xì)菌類群主要為ProteobacteRIa,其中包括α-、β-、γ-Proteobacteria,主要的硫酸鹽還原菌為δ-Proteobacteria。 (2)微生物群落隨深度變化有較明顯的變化,973-4柱狀樣20cm-382cm細(xì)菌以δ-Proteobacteria為主,主導(dǎo)硫酸鹽還原反應(yīng)；552cm-796cm以α-Proteobacteria、 δ-Proteobacteria為主,微生物控制發(fā)生硫酸鹽還原及甲烷氧化作用,862cm-1162cm以α-Proteobacteria及未培養(yǎng)微生物為主,以甲烷氧化為主,表明在973-4區(qū)域海底沉積物的物質(zhì)和能量循環(huán)中,微生物主要控制完成甲烷代謝及硫代謝；973-5巖芯主要以α-、β-Proteobacteria為主,表明該巖芯主要發(fā)生甲烷氧化反應(yīng),280cm-870cm深度δ-Proteobacteria占很大比重,硫酸鹽還原反應(yīng)明顯；973-3區(qū)域細(xì)菌以α-、β-Proteobacteria為主,甲烷氧化反應(yīng)是該柱狀樣中主要的反應(yīng),γ-Proteobacertia主要分布于243cm深度以上,說明甲烷含量主要分布于243cm以下,而δ-Proteobacteria主要分布在147cm-630cm,說明硫酸鹽還原主要發(fā)生在該深度范圍。 (3)三根柱狀樣中與甲烷產(chǎn)生和分解相關(guān)的古菌主要為Methanosarcinales、 Methanomicrobiales、Methanosaeta。973-3柱狀樣以乙酸甲基利用型甲烷產(chǎn)生菌Methanosaeta為主,973-4、973-5柱狀樣以CO2型甲烷產(chǎn)生菌Methanomicrobiales為主,甲烷氧化古菌主要為ANME-2,表明雖然產(chǎn)生甲烷時(shí)利用底物不同,但都存在甲烷產(chǎn)生及甲烷氧化。 (4)通過細(xì)菌及古菌群落結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)973-4及973-5站位底部存在大規(guī)模的甲烷釋放,推測(cè)由天然氣水合物分解產(chǎn)生,973-3柱樣存在少量甲烷氣體。 (5)結(jié)合973-4、973-5巖芯細(xì)菌與古菌不同深度的種類及甲烷含量變化,推測(cè)973-4站位硫酸鹽-甲烷轉(zhuǎn)化界面(SMTZ)位于500-800cm深度；973-5站位570cm-870cm為SMTZ區(qū)域,3個(gè)巖芯SMTZ均較淺,表明下伏水合物含量較豐富。 (6)973-3、4、5三個(gè)站位的平均沉積速率均大于3cm/ka,滿足天然氣水合物形成的沉積速率條件；沉積物粒徑一般為以粉砂為主,分布較平均,因此對(duì)微生物群落的影響較�。挥袡C(jī)碳含量為0.39-1.26%,可為CO2還原產(chǎn)生甲烷提供充足的有機(jī)質(zhì),并且有機(jī)碳含量變化會(huì)影響微生物群落變化,有機(jī)碳含量豐富的層位,微生物豐度及多樣性相對(duì)較高；沉積物中甲烷含量高,微生物豐度相對(duì)較高,微生物多樣性較豐富,包含與甲烷氧化相關(guān)的微生物如type II methanotroph,與其他層位相比有一定的獨(dú)特性。 (7)本研究結(jié)合DGGE回收測(cè)序及T-RFLP熒光原位末端片段對(duì)微生物群落進(jìn)行研究,結(jié)果相互印證,數(shù)據(jù)可靠。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S917.1;P744.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1304230