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《中国科学:地球科学》2016,(1)
厌氧铵氧化(anaerobic ammonium oxidation;anammox)是20世纪末被发现的氮循环新途径,这一重大发现不仅改变了生物代谢与物质循环的经典理论,而且深刻影响了对生物能量来源的认识,无光深海这个巨大的空间又多了一个可以进行化能自养"固碳"的微生物新成员.如果说海底热泉自养生物的发现是对"万物生长靠太阳"这一古训的挑战,广布于各种缺氧环境的anammox细菌的发现则可以说是对这一古训的完胜.anammox细菌以NO2?为最终电子受体氧化NH4+,生成N2,与反硝化微生物相似,在环境中行使着无机氮去除这一生物地球化学作用.然而,与异养的反硝化细菌不同,anammox细菌为无机化能自养细菌,从铵的厌氧氧化中获得代谢能形成跨膜质子驱动力(proton motive force;pmf)并合成细胞储能分子—三磷酸腺苷(ATP),进而进行无机碳固定.虽然anammox细菌与随后发现的另一极其重要的海洋氮素转化微生物—氨氧化古菌(AOA)—皆为化能自养微生物,但是,AOA以氨(而非铵根离子)为电子供体并以O2为最终电子受体进行能量代谢.因此,AOA生态过程主要发生在含氧的海水和沉积物中,而anammox细菌在缺氧的海水和沉积物中分布广泛,并在一些典型海洋极端环境中(如深海热液和海底冷泉)也有存在.一些研究显示,海洋中30%~70%氮气的产生可能源于anammox过程.在含氮污水处理工程领域,anammox构成了一种崭新的低能耗、低成本、高效率和节能减排技术.然而,这一科学发现来之不易,早在20世纪60年代就有科学家根据海洋地球化学观测数据提出了anammox这一生物地球化学过程存在的可能性,在20世纪70年代,有科学家根据化学反应热动力学原理,预测anammox细菌的存在,但在随后的十几年时间,该类微生物却一直没有被发现.作为低氧和缺氧环境中广泛分布的一类重要的氮循环细菌,是什么因素阻碍了其发现?又是什么因素最终促成了它的发现?对这些问题的分析给科学研究带来怎样的启示?本文从海洋anammox细菌生理生态学基础和科学研究规律出发,对上述问题进行了分析阐释. 相似文献
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正海洋覆盖了地球表面的2/3;为地球制造50%的氧气;为30多亿人提供食物;吸收了30%被释放到大气中的二氧化碳。然而,人类活动却威胁着这一独特的生态环境,我们也并不熟悉海洋中的许多奇妙且神秘的物种。我们对海洋世界进行着无止境的剥削,使得海洋生态每况愈下。今年3月3日的世界野生动植物日首次聚焦海洋物种,主题是"水下的生命:为了人类和地球",旨在让人们了 相似文献
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引言根据新修订的印度地球科学部2012—2013年度战略目标实施框架文件,2012—2013年印度地球科学部设定了12项主体战略目标,其中优先性最高的目标4项,分别涉及气象预测与应用服务、海洋科考和海洋信息咨询、极地科学研究以及海洋资源开发。1总体目标及任务1.1总体目标面向南亚次大陆及印度洋地区经济社会发展,推动地球系统科学领域的知识及技术进步。总体任务 相似文献
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最新资料表明,最早的人类出现作600多万年前,这似乎是一个巨大的数字,但如果把它与我们赖以生存的地球的年龄做比较,就会发现人类的幼小。地球已经拥有46亿年的发展历史,而地球上最早的生命也早在38亿年前就诞生了。 相似文献
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正海洋是生命的摇篮、资源的宝库、风雨的故乡。回顾人类经济社会的发展历程,我们不难发现,"面向海洋"开启了人类近现代文明的新篇章,从"地理大发现"到经济全球化,从"耕海牧渔"到"海洋资源勘探开发",从"舟楫之便"到"极地、深海科学考察",近500年来人类经济社会的快速发展,很大程度上得益于对海洋的认识和利用。时至今日,海洋对各国的影响越来越深远,各国对海洋的需求和依赖也越来越强。 相似文献
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地球上有三大生态系统,森林、海洋和湿地。根据千年生态系统评估报告,湿地生态系统不仅为人类提供各种产品,而且在维系生命支持系统和自然系统的动态平衡方面起着不可替代的重要作用。我国湿地资源十分丰富,总面积为3848．55万平方公里,居亚洲第一,世界第四。作为《湿地公约》的缔约国,我国政府在湿地保护管理方面开展了大量的工作,取得了一定的成就,得到了国际社会的认可。 相似文献
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正21世纪是发展海洋经济的时代,浩瀚的海洋是资源的宝库,也是人类实现可持续性发展的重要基地。当今世界人类正面临着日趋严峻的陆地资源危机威胁,世界各国都把经济进一步发展的希望寄托在占地球表面积71%的海洋上,越来越多的国家都把合理有序地开发利用海洋资源以及保护海洋环境作为求生存、求发展的基本国策。20世纪以来,各国科学家的积极努力使人类极大地增长了对海洋资源的认识,使全球 相似文献
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正自工业革命以来,人类的发展突飞猛进、日新月异,所取得的成就令人惊叹,然而过度消耗资源和环境污染不但给地球,也给人类自身带来了深重的灾难。如果地球的生态系统发生崩溃,届时人类自身的生存将何以为继?从这个意义上讲,地球日是人类对地球的忏悔日,但更是拯救日。只有人人厉行节约、减少污染、绿色消费、保护自然,才能救地球于危难,保人 相似文献
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《中国科学:地球科学》2015,(12)
寒武纪早期及以前的地球海洋(520 Ma;以下简称为"早期地球海洋")具有广泛缺氧分层和有限氧化剂供应等特点,其化学特征可与现代海洋陆架区沉积物孔隙水类比.依据相似的地球化学原理和对于早期地球海洋化学形成机制的理解,本文提出早期地球海洋在陆架-斜坡浅水-中等水深区域在理想化条件下可能存在多个由不同氧化还原过程控制的动态化学分带,从近岸浅水到远洋深水依次发育:氧化带、NO3?-NO2?富集带、Mn2+-Fe2+富集带、硫化带、CH4富集带和深水Fe2+区.它们是大气自由氧对表层海水的氧化、化学跃变层之下反硝化作用、近岸区域锰铁氧化物还原作用、硫酸盐还原作用、产甲烷作用和深水热液Fe2+输入动态平衡后的结果.该化学分带模型细化了目前已有的古海洋水化学状态分类,对现有的古海洋"硫化楔"模型进行了扩展和补充,并较好解释了早期地球海洋不寻常的Mo-S-C同位素地球化学记录.该化学分带模型对未来早期地球海洋化学演化及元素生物地球化学循环研究具有指导意义. 相似文献