濕地系統(tǒng)氮循環(huán)微生物的分布與活性
本文關(guān)鍵詞:濕地系統(tǒng)氮循環(huán)微生物的分布與活性,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:濕地作為自然生態(tài)重要的組成部分,為氮元素地球化學(xué)循環(huán)的熱區(qū)。本論文以白洋淀自然濕地垂向土壤樣品以及嘉興市石臼漾人工濕地開(kāi)闊水體和岸邊帶沉積物樣品為研究對(duì)象,利用定量PCR、PCR克隆文庫(kù)等分子生物學(xué)技術(shù)與15N同位素示蹤技術(shù)相結(jié)合,研究濕地系統(tǒng)中厭氧氨氧化細(xì)菌的分布規(guī)律與活性,同時(shí)對(duì)與厭氧氨氧化反應(yīng)相關(guān)的氮循環(huán)微生物進(jìn)行定量分析。白洋淀自然濕地土壤垂向樣品研究結(jié)果表明,厭氧氨氧化細(xì)菌豐度在地下水位附近明顯提高,說(shuō)明陸地深層土壤與地下水交界面為厭氧氨氧化細(xì)菌高豐度區(qū)域。在厭氧氨氧化細(xì)菌高豐度區(qū)域均能檢測(cè)到厭氧氨氧化反應(yīng)活性,但并不是厭氧氨氧化細(xì)菌越高的區(qū)域厭氧氨氧化反應(yīng)速率就越快。石臼漾人工濕地沉積物中廣泛的存在厭氧氨氧化細(xì)菌,其豐度為4.59×105-7.78×107 copies g-1(以干土計(jì)),且岸邊帶沉積物厭氧氨氧化細(xì)菌豐度高于開(kāi)闊水體沉積物。15N同位素示蹤結(jié)果表明,濕地中岸邊帶沉積物厭氧氨氧化細(xì)菌活性和對(duì)氮損失的貢獻(xiàn)均顯著高于開(kāi)闊水體沉積物,這與厭氧氨氧化細(xì)菌豐度分布規(guī)律是一致的。厭氧氨氧化細(xì)菌hzsB基因構(gòu)建克隆文庫(kù)表明,石臼漾濕地系統(tǒng)厭氧氨氧化細(xì)菌大多數(shù)屬于Brocadia菌屬,少數(shù)屬于Jettenia屬。由AOA與AOB的定量結(jié)果可知石臼漾濕地氨氧化過(guò)程由AOB而非AOA主導(dǎo)。此外,石臼漾濕地中全細(xì)菌與反硝化細(xì)菌豐度均為岸邊帶沉積物高于開(kāi)闊水體沉積物,進(jìn)一步說(shuō)明濕地岸邊帶是生物地球化學(xué)循環(huán)的熱區(qū)。以上研究結(jié)果將修正和完善氮循環(huán)過(guò)程理論體系,為地表水和地下水中氮的去除提供借鑒。將利用人工濕地進(jìn)行氨氮微污染原水生態(tài)脫氮推廣至我國(guó)南方其他以河網(wǎng)為水源的水質(zhì)型缺水城市,乃至污水廠利用人工濕地進(jìn)行污水生態(tài)脫氮工程具有重大的意義。
【關(guān)鍵詞】:人工濕地 厭氧氨氧化 豐度 活性 群落結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】:長(zhǎng)春工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X172;X703
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-7
- 主要符號(hào)表7-8
- 第1章 緒論8-22
- 1.1 濕地8-11
- 1.2 氮循環(huán)主要過(guò)程及相關(guān)微生物11-12
- 1.3 傳統(tǒng)氮循環(huán)途徑12-15
- 1.3.1 固氮作用(Nitrogen fixation)12-13
- 1.3.2 細(xì)菌好氧氨氧化(Nitrogen fixation)13-14
- 1.3.3 好氧亞硝酸鹽氧化(Aerobic nitrite oxidation)14
- 1.3.4 反硝化(Denitrification)14-15
- 1.4 新型氮循環(huán)途徑15-19
- 1.4.1 古菌好氧氨氧化(AOA)15-16
- 1.4.2 厭氧氨氧化(Anammox)16-19
- 1.5 研究目標(biāo)、內(nèi)容與意義19-22
- 1.5.1 研究目標(biāo)19-20
- 1.5.2 研究?jī)?nèi)容20
- 1.5.3 研究意義20-22
- 第2章 研究區(qū)域概況與研究方法22-31
- 2.1 研究區(qū)域概況22-25
- 2.1.1 白洋淀區(qū)域概況22
- 2.1.2 石臼漾人工濕地概況22-25
- 2.2 研究方法25-31
- 2.2.1 樣品的采集與保存25
- 2.2.2 樣品理化指標(biāo)分析25
- 2.2.3 分子生物學(xué)方法25-28
- 2.2.4 15N同位素測(cè)定厭氧氨氧化細(xì)菌活性及其造成的氮損失量28-29
- 2.2.5 硝化速率的測(cè)定29-31
- 第3章 自然濕地中厭氧氨氧化反應(yīng)速率分析31-38
- 3.1 研究地點(diǎn)31-32
- 3.2 研究結(jié)果32-36
- 3.2.1 白洋淀典型岸邊帶土壤柱厭氧氨氧化反應(yīng)速率32-34
- 3.2.2 白洋淀湖區(qū)沿程土壤柱厭氧氨氧化反應(yīng)速率34-36
- 3.3 本章小結(jié)36-38
- 第4章 人工濕地中厭氧氨氧化細(xì)菌的分布規(guī)律38-49
- 4.1 采樣點(diǎn)的設(shè)置39
- 4.2 研究結(jié)果39-48
- 4.2.1 理化性質(zhì)39-43
- 4.2.2 石臼漾濕地系統(tǒng)厭氧氨氧化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析43-44
- 4.2.3 石臼漾濕地沉積物中厭氧氨氧化細(xì)菌豐度與反應(yīng)活性分布44-48
- 4.3 本章小結(jié)48-49
- 第5章 人工濕地中氮循環(huán)相關(guān)微生物的分布規(guī)律49-54
- 5.1 石臼漾濕地中全細(xì)菌豐度的分布規(guī)律49-50
- 5.2 石臼漾濕地中反硝化細(xì)菌和反硝化速率的空間分布50-51
- 5.3 石臼漾濕地中氨氧化古菌、氨氧化細(xì)菌和硝化速率的空間分布51-53
- 5.4 本章小結(jié)53-54
- 第6章 結(jié)論與展望54-56
- 6.1 結(jié)論54-55
- 6.2 展望55-56
- 參考文獻(xiàn)56-68
- 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果68-69
- 在學(xué)期間參加專業(yè)實(shí)踐及工程項(xiàng)目研究工作69-70
- 致謝70-71
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本文關(guān)鍵詞:濕地系統(tǒng)氮循環(huán)微生物的分布與活性,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):381430
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