【摘要】：水體中氮素循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)能量循環(huán)的重要環(huán)節(jié)之一,氮素的形態(tài)轉(zhuǎn)化是水體中氮素循環(huán)的關(guān)鍵,也是評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo)。環(huán)境因素同硝化與反硝化作用有著密切的聯(lián)系。溶解性有機(jī)物是自然水生生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)物的主要來(lái)源,是水體中為生物所利用的主要物質(zhì),浮游細(xì)菌存在于淡水生態(tài)系統(tǒng)中,是自然淡水生化系統(tǒng)中參與生物地球化學(xué)反應(yīng)的重要組成部分。二者與水體中溶解性有機(jī)碳(DOC)、化學(xué)需氧量(COD_(Mn))、葉綠素a(Chl-a)、pH、溶解氧(DO)、溫度(T)等理化指標(biāo)的變化影響著水生生態(tài)系統(tǒng)中氮元素的循環(huán)。興凱湖位于黑龍江東南部,每年汛期,當(dāng)上游小興凱湖水量超過(guò)警戒線時(shí),會(huì)通過(guò)開(kāi)閘形式將小興凱湖水引入興凱湖。泄洪是湖泊發(fā)展的主要防洪手段,然而泄洪與汛期氮轉(zhuǎn)化之間的研究鮮有報(bào)道,因此,本研究選取汛期泄洪前后(7、8、9月份)來(lái)自興凱湖流域6個(gè)采樣點(diǎn)的水樣。其中,7月份是泄洪前,8、9月份是泄洪后。采用二維熒光光譜和三維熒光光譜變化來(lái)表征泄洪對(duì)興凱湖溶解性有機(jī)物造成的影響,利用變性梯度凝膠電泳對(duì)汛期水體浮游細(xì)菌群落組成和多樣性進(jìn)行分析,并結(jié)合平行因子分析、冗余分析和結(jié)構(gòu)方程模型等方法探究了汛期興凱湖中各理化因子、溶解性有機(jī)物與浮游細(xì)菌群落組成對(duì)氮轉(zhuǎn)化的影響。主要的研究結(jié)果如下:(1)溶解性有機(jī)碳(DOC)在閘門(mén)開(kāi)啟后明顯升高,這表明,閘門(mén)開(kāi)啟后興凱湖中的DOM來(lái)自于小興凱湖的引入;溶解氧(DO)在閘門(mén)開(kāi)啟后降低,又在9月份再次升高,說(shuō)明,DO參與了泄洪過(guò)程中的氮轉(zhuǎn)化。(2)通過(guò)平行因子分析(PARAFAC分析)對(duì)汛期興凱湖DOM進(jìn)行分組,得到三個(gè)組分:C1、C2、C3,其中組分C1的相對(duì)含量在閘門(mén)開(kāi)啟后增加,組分C2和C3呈現(xiàn)正相關(guān)性,這說(shuō)明閘門(mén)開(kāi)啟對(duì)興凱湖DOM的熒光組分產(chǎn)生了不同的影響。(3)變性梯度凝膠電泳(DGGE)結(jié)果表明汛期興凱湖浮游細(xì)菌群落多樣性很高,群落組成隨著閘門(mén)開(kāi)啟變化顯著,16S rDNA測(cè)序結(jié)果表明汛期興凱湖優(yōu)勢(shì)種群為放線菌門(mén),α-變形桿菌門(mén),酸桿菌門(mén)和綠彎菌門(mén)。(4)汛期興凱湖中總氮(TN)、銨態(tài)氮(NH_4~+-N)、硝態(tài)氮(NO_3~--N)以及亞硝態(tài)氮(NO_2~--N)濃度受泄洪影響明顯,其中,TN和NO_3~--N濃度呈先下降后上升的趨勢(shì),NH_4~+-N濃度略有下降,而NO_2~--N濃度下降趨勢(shì)顯著。結(jié)果表明,泄洪對(duì)興凱湖中氮轉(zhuǎn)化造成很大影響。(5)結(jié)構(gòu)方程模型和冗余分析結(jié)果表明:T、pH、COD_(Mn)、DO、Chl-a彼此相關(guān),泄洪前后發(fā)生變化并影響著水體中微生物群落的組成;NMDS Axis 1通過(guò)影響NH_4~+間接負(fù)面影響NO_2~-,NMDS Axis3(以酸桿菌為例)對(duì)NO_3~-具有非常顯著的負(fù)面影響,DO對(duì)NO_3~-和NO_2~-含量有顯著的正面影響,DOC對(duì)NH_4~+的含量有負(fù)面影響。組分C1與各細(xì)菌條帶之間呈現(xiàn)正相關(guān)性,而C2、NH_4~+和NO_2~-也呈現(xiàn)正相關(guān)性,C3組分對(duì)浮游細(xì)菌群落組成影響不大,表明C1、C2容易被浮游細(xì)菌利用從而在氮轉(zhuǎn)化過(guò)程中起重要作用。綜上所述,在泄洪前評(píng)估閘門(mén)開(kāi)啟對(duì)下游水生生態(tài)系統(tǒng)的影響非常重要。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X52
【圖文】：

技術(shù)路線

黃線以下屬于俄羅斯圖 2-1 興凱湖六個(gè)采樣點(diǎn)分布圖Fig. 2-1 Map of Lake Xingkai watershed with six sampling locations.驗(yàn)主要儀器

注：a 表示 7 月份，b 表示 8 月份，c 表示 9 月份。圖 3-4 汛期六個(gè)采樣點(diǎn)（B，L，M，X，Y 和 E）DOM 同步熒光光譜特性Fig. 3-4 Dimensional synchronization spectrum of DOM during the flood season3.2.2 DOM 三維熒光組分的識(shí)別

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2768829