沙塵對中國近海不同海域異養(yǎng)細菌生物活性和群落結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、海洋異養(yǎng)細菌是海洋生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的重要組成部分,在海洋環(huán)境中占有重要地位。由于海洋異養(yǎng)細菌數(shù)量大、繁殖速度快、轉(zhuǎn)換效率高、生物量循環(huán)迅速,海水中的氮、磷等營養(yǎng)鹽常常成為影響異養(yǎng)細菌生長的重要限制因子。沙塵沉降作為陸源營養(yǎng)物質(zhì)和污染物質(zhì)向海洋輸送的重要途徑,是海洋中營養(yǎng)元素的重要來源之一,因此沙塵沉降對于海洋異養(yǎng)細菌的意義十分重要。
　　研究發(fā)現(xiàn),沙塵沉降在不同海域營養(yǎng)輸入上的地位不同,沙塵沉降對不同海域生態(tài)系統(tǒng)的影響

2、也會有一定差異。本文于2013年3月和2013年7月分別在南海東北部S1站位(20.50°N,120.50°E)和黃海中部H1(37.00°N,124.25°E)、H2(36.00°N,123.50°E)兩個站位進行了沙塵氣溶膠添加的圍隔培養(yǎng)實驗,探討了沙塵對不同營養(yǎng)水平海域異養(yǎng)細菌生物活性的影響過程和機制。結(jié)果表明:在南海S1站,沙塵氣溶膠的添加組在異養(yǎng)細菌生物量最大時為對照組的1.65倍,可使異養(yǎng)細菌呼吸速率在最大時達到對照組的2.

3、74倍;在黃海的H1、H2站位,沙塵氣溶膠的添加組在異養(yǎng)細菌生物量最大時分別為對照組的1.78倍和2.42倍,使異養(yǎng)細菌呼吸速率在最大時分別為對照組的1.78倍和2.14倍。沙塵氣溶膠的添加在營養(yǎng)水平低的海域?qū)Ξ愷B(yǎng)細菌的生長和代謝的促進作用比在營養(yǎng)水平高的海域大。沙塵氣溶膠的添加能夠顯著促進異養(yǎng)細菌的物質(zhì)轉(zhuǎn)化速率,提高了其在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)效率和生態(tài)功能。
　　因為沙塵在遠距離輸運過程中會與大氣污染物中的重金屬和有毒有機物結(jié)合

4、,因此為了單純考慮沙塵中營養(yǎng)物質(zhì)對海洋異養(yǎng)細菌生長的作用,本文在南海S1、S2兩個站位進行了源地沙塵對貧營養(yǎng)海區(qū)異養(yǎng)細菌生物活性的研究。結(jié)果表明:在S1、S2站位培養(yǎng)前3天,兩種源地沙塵的單獨添加均可極大地促進異養(yǎng)細菌的生物量和呼吸速率,而能夠形成沙塵暴的小粒徑沙塵對異養(yǎng)細菌生長和代謝的影響尤為明顯。在S1站位培養(yǎng)第7天,小粒徑沙塵和大粒徑沙塵對異養(yǎng)細菌生長和呼吸代謝的影響差別不大;而在添加氮和磷基礎(chǔ)上,添加小粒徑或大粒徑沙塵都會抑制異

5、養(yǎng)細菌生長和呼吸代謝,而且它們對異養(yǎng)細菌生物量的長期影響差別不大。
　　通過運用PCR-DGGE的分子生物學方法,對南海東北部S1站位、黃海中部H1、H2站位的沙塵氣溶膠添加組在培養(yǎng)前后,以及S1站位源地沙塵添加前后的細菌群落結(jié)構(gòu)進行對比分析,探討了不同沙塵對不同海域細菌群落結(jié)構(gòu)的影響。得到結(jié)論如下:在沙塵氣溶膠添加培養(yǎng)中,營養(yǎng)水平較高的黃海H1、H2站位細菌群落結(jié)構(gòu)和群落多樣性沒有營養(yǎng)水平低的南海S1站位變化明顯。在源地沙塵添加

6、培養(yǎng)中,小粒徑沙塵使得細菌群落結(jié)構(gòu)和群落多樣性的降低程度比大粒徑沙塵明顯。在南海S1站位的沙塵氣溶膠和源地沙塵添加培養(yǎng)結(jié)束后,能夠利用外源營養(yǎng)的α-變形菌綱( Alphaproteobacteria)和γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)成為培養(yǎng)結(jié)束后的優(yōu)勢菌群,而葉綠體(chloroplast)等自養(yǎng)菌在培養(yǎng)結(jié)束后的優(yōu)勢度消失,細菌群落偏向于異養(yǎng)。然而,在黃海H1、H2兩個站位的沙塵氣溶膠添加培養(yǎng)中,葉綠體(chlo