發(fā)布時間：2020-07-24 12:17

【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,也是評價水體富營養(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警戒線時,會通過開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道,因此,本研究選取汛期泄洪前后(7、8、9月份)來自興凱湖流域6個采樣點的水樣。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表征泄洪對興凱湖溶解性有機(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)在閘門開啟后明顯升高,這表明,閘門開啟后興凱湖中的DOM來自于小興凱湖的引入;溶解氧(DO)在閘門開啟后降低,又在9月份再次升高,說明,DO參與了泄洪過程中的氮轉(zhuǎn)化。(2)通過平行因子分析(PARAFAC分析)對汛期興凱湖DOM進(jìn)行分組,得到三個組分:C1、C2、C3,其中組分C1的相對含量在閘門開啟后增加,組分C2和C3呈現(xiàn)正相關(guān)性,這說明閘門開啟對興凱湖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,群落組成隨著閘門開啟變化顯著,16S rDNA測序結(jié)果表明汛期興凱湖優(yōu)勢種群為放線菌門,α-變形桿菌門,酸桿菌門和綠彎菌門。(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,NH_4~+-N濃度略有下降,而NO_2~--N濃度下降趨勢顯著。結(jié)果表明,泄洪對興凱湖中氮轉(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通過影響NH_4~+間接負(fù)面影響NO_2~-,NMDS Axis3(以酸桿菌為例)對NO_3~-具有非常顯著的負(fù)面影響,DO對NO_3~-和NO_2~-含量有顯著的正面影響,DOC對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)化過程中起重要作用。綜上所述,在泄洪前評估閘門開啟對下游水生生態(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X52
【圖文】：

技術(shù)路線

黃線以下屬于俄羅斯圖 2-1 興凱湖六個采樣點分布圖Fig. 2-1 Map of Lake Xingkai watershed with six sampling locations.驗主要儀器

注：a 表示 7 月份，b 表示 8 月份，c 表示 9 月份。圖 3-4 汛期六個采樣點（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 三維熒光組分的識別

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2768829