蒙古高原湖泊沉积物氮循环与内源硫、铁行为耦合作用研究
批准号:
42067037
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
武琳慧
依托单位:
学科分类:
环境生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
武琳慧
中文摘要
沉积物是富营养化水体中氮污染物的总汇和次生来源,内源硫、铁的环境行为对底泥氮元素的有效控释产生不容忽视的影响。本课题以蒙古高原典型富营养化湖泊—乌梁素海为研究对象,结合空间异质性分析,通过现场检测与室内模拟实验分析,研究富营养化湖泊泥水界面氮与内源硫、铁的环境行为;结合分子生物学手段,研究硫、铁与氮转化主要功能菌群的生态分布特征,以及在沉积物氮转化过程中的作用和种间生态关系,揭示沉积物内源硫、铁介入厌氧氨氧化过程的微生物机制,初步阐明富营养化湖泊泥水界面氮循环与内源硫、铁环境行为的耦合作用机理。研究成果可完善蒙古高原富营养化湖泊水体氮循环机制的内容,丰富人们对湖泊富营养化形成机理的认识,为富营养化湖泊治理奠定理论基础。
英文摘要
Sediment is the aggregate and secondary source of nitrogen pollutants in eutrophic waterbody. The environmental behavior of endogenous sulfur and iron has an important influence on the effective controlled release of nitrogen in sediment.The most typical eutrophic lake, Wuliangsuhai, was referred as a case study combined with landscape spatial heterogeneity focusing on the behavior of endogenous sulfur, iron and nitrogen at the sediment-water interface. By modern molecular techniques, the ecological distribution of the main functional microorganisms for the transformation of sulfur, iron and nitrogen and their interspecific relationships will be studied. The microbial mechanism of the intervention of endogenous sulfur and iron in the anaerobic ammonia oxidation process of sediments will be revealed. Research can improve the understanding of nitrogen cycle mechanism and provide basal data on the distribution, diversity and functions of sulphur and iron cycle bacteria from Mongolian plateau eutrophic lakes, and also provide the scientific basis to explore solutions to environmental issues by the eutrophication of lakes in Northern China.
本课题以蒙古高原典型富营养化湖泊-乌梁素海为研究对象,结合空间异质性分析,通过现场检测与室内模拟实验分析,研究湖泊泥水界面内源硫、铁与氮循环的环境行为;采用15N标记的同位素示踪技术对不同脱氮过程的活性进行了测定,探讨了三种脱氮过程对环境因子的响应机制;采用荧光定量PCR和宏基因组测序技术从定量和定性的角度厘清沉积物中氮、硫、铁代谢相关功能微生物的生态分布特征,以及在沉积物氮转化过程中的作用和种间生态关系,重点分析铁氨氧化过程、反硝化、厌氧氨氧化过程、硝酸盐异化还原过程的微生物脱氮机制,并通过室内模拟实验,分析硫化物对氮转化过程的影响。阐明了富营养化湖泊泥水界面硫、铁环境行为与内源氮循环的耦合作用机理,为完善蒙古高原富营养化湖泊水体氮循环机制的认识奠定基础。主要研究结果如下:(1)在三种脱氮过程中,Anammox的脱氮贡献最大,其次是Denifitrication,Feammox、硝酸盐异化还原过程在乌梁素海湖滨湿地脱氮过程中也发挥着一定作用。土壤中相关基因绝对丰度是影响脱氮速率的关键因素。(2)湿地中铁还原菌的优势类群放线菌门与土壤Fe(Ⅲ)含量呈显著正相关关系;反硝化细菌和厌氧氨氧化菌的群落结构与土壤含水率、pH、TOC以及氮素含量呈显著正相关关系。(3)在湖泊沉积物中存在较高丰度的硝酸盐还原和硫氧化相关的功能群,硝态氮、氨氮和硫离子是影响各反应过程的主要环境因子。(4)低浓度的硫化物对硝态氮去除和硝酸盐还原功能群的富集起促进作用,高浓度硫化物则产生抑制作用。
耐冷菌TY1适冷分子机制多组学解析与环境脱氮效能调控研究
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批准号:52560006
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:32.00万元
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批准年份:2025
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负责人:武琳慧
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依托单位:
富营养化湖泊湿地厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化菌群落结构和功能研究
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批准号:41701281
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2017
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负责人:武琳慧
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依托单位:
国内基金
海外基金