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高寒地区湖泊浮游病毒时空分布特征 总被引：1，自引：1，他引：0
湖泊中浮游病毒的丰度在105~108 mL-1,是浮游微生物中丰度较高的组分,在湖泊水生态系统中扮演着重要角色。病毒对宿主的侵染和裂解可以调节微生物群落的丰度、生产力、组成和种群多样性,同时还可以将宿主细胞的大量物质释放到湖泊中,改变碳循环和营养物质流通,进而影响生物地球化学循环。高寒地区湖泊水生态系统结构简单,主要以微生物为主,浮游病毒对微生物具有重要的调节作用,但目前研究较少。综述了近几年国内外对高寒地区湖泊病毒生态学的相关研究进展,主要包括病毒的时空分布以及与生物和非生物因子的关系、病毒与宿主的相互作用关系以及病毒对湖泊碳循环和微生物食物环的作用,发现高寒湖泊浮游病毒分布较广、多样性较高以及溶原性是病毒重要的生活策略,同时也得出由病毒裂解作用释放的有机碳对微生物活性和微生物食物环具有重要的作用。在此基础上,对今后我国青藏高原湖泊浮游病毒的研究提出了展望。 相似文献
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浮游细菌群落对高原湖泊变化具有高度响应性,并且会影响高原湖泊生境的地球化学平衡。因此,了解高原湖泊中浮游细菌群落的分布特征,阐明其在高原湖泊生态系统中的生态功能具有重要科学意义。2021年5月对纳木错沿岸浮游细菌群落分布特征进行了调查研究,并采用16S rDNA高通量测序技术对样品进行分析,通过α-多样性指数分析浮游细菌群落的差异性,通过共现网络分析浮游细菌群落之间的相互作用,利用Pearson相关系数衡量理化因子与α-多样性指数的相关性,采用冗余分析(RDA)探讨水体理化因子对浮游细菌群落结构的影响,并基于PICRUSTt2对纳木错浮游细菌进行功能预测。结果表明:浮游细菌群落主要由变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)组成,其中变形菌门相对丰度最高,主要包括γ-变形菌纲(Gamma-proteobacteria)和α-变形菌纲(Alpha-proteobacteria);噬氢菌属(Hydrogenophaga)和嗜冷菌属(Algoriphagus)为相对优势菌属。α-多样性指数表明,纳木错浮游细菌群落比较丰富。共现网络节点间关系以正相关为主;总溶解固体量(TDS)和盐度(Sal)是影响纳木错浮游细菌群落结构的关键因子。功能预测结果显示,纳木错浮游细菌群落功能主要涉及代谢、遗传信息处理、环境信息处理等6类生物代谢通路,以及膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢等46个子功能。综上所述,纳木错浮游细菌群落结构在各样点间存在一定差异,浮游细菌在门级水平上类群间相互作用主要为协同作用,其群落结构是多个因子共同作用的结果。研究阐明了纳木错浮游细菌群落组成和功能及其与环境因子的相互联系,可为当地生态环境保护提供科学依据。 相似文献
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边缘海浮游生态系统对生物泵的调控作用 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋生物泵及其与碳循环关键生物地球化学研究是当今全球变化研究的前沿课题。边缘海是全球海洋的重要组分,在生态系统的物质循环、能量流动和气候调节中起着十分重要的调控作用,同时也是海洋生态系统和生物地球化学过程相互作用研究的热点和难点区域。针对"边缘海浮游生物群落结构如何调控生物泵效率"这一科学命题,归纳分析了浮游生态系统主要生物组分及其在碳循环和生物泵(颗粒有机碳输出)过程中的作用,总结了当前国内外相关研究进展和存在的问题。目前大多数的研究思路是将整个浮游生态系统看成黑箱模式,关注该生态系统某些方面的动态与生物泵效率的关系。最新研究表明,浮游生态系统对生物泵的调控并不是简单的线性关系,该系统内不同营养级间的碳流与颗粒有机碳输出的相关过程非常复杂。简单地利用浮游生物不同类群(含营养级)生物量和生产力等指标来阐明浮游生态系统结构和生物泵效率的耦合机制非常困难。针对当今存在的问题,提出从整个浮游生态系统入手,在研究生态系统群落组成和生物量(即各类群颗粒有机碳储库)的基础上,更加关注有机碳在不同营养级之间的转换过程及其速率,期望阐明影响生物泵效率的关键生物地球化学过程和机制,同时构建不同浮游生态系统的碳流传递过程和颗粒有机碳的输出模式,从而最终揭示浮游生物群落结构调控生物泵效率的问题。 相似文献
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海洋蓝细菌生物固氮的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋生物固氮是海洋中氮循环的重要过程，其对海洋吸收CO2有着重要的影响。海洋固氮蓝细菌的种类和数量也有待进一步探明。现今的研究已表明，蓝细菌对海洋的氮平衡和生物生产有着重要的贡献。从海洋生物固氮的研究现状和研究方法着手，阐述了海洋生物固氮的意义，并重点对影响海洋生物固氮的因素、海洋蓝细菌生物固氮的生物化学和分子生物学机制等研究方面做了细致的综述，在此基础上提出了海洋生物固氮方面有待深入研究的科学问题，旨在为海洋生物固氮及氮的生物地球化学研究提供基础资料。 相似文献
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海洋沉积物中色素生物标志物研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋沉积物中的光合色素包含着水体、沉积物中浮游和底栖植物以及微生物群落的丰富信息,能表征特定生物来源,在埋藏到沉积物甚至发生某些改变之后仍然保留其源信息,是一类重要的化学生物标志物.结合总有机碳、总氮等其他海洋地球化学参数,沉积色素可用来研究海洋浮游植物和光合细菌的群落组成和丰度,反演海洋初级生产、水体富营养化水平及其历史趋势,指示水体和沉积物氧化还原条件,揭示海域气候条件等现状及其历史变化.沉积色素的研究,对于掌握海洋中碳的生物地球化学循环过程,回溯古环境、古海洋、古生态以及古气候记录,制定合理的海洋管理政策具有十分重要的意义.阐述了沉积物中色素的分类、来源、性质和分析方法,分析了色素在沉积物中的保存和变化规律,探讨总结了沉积色素作为化学生物标志物在海洋学研究中的应用. 相似文献
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硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程记录的海洋氮循环研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
海洋生态系统中的氮素生物地球化学循环主要是由微生物的代谢过程来驱动的,包括氮固定、氮同化、硝化以及反硝化和厌氧氨氧化过程,这些过程都伴随着不同程度的氮氧同位素的分馏,直接影响着海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素组成.因此,通过检测海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素信号,就可以捕捉到海洋中发生的具体氮素循环过程.细菌反硝化法是这一研究最有力的手段,通过细菌的作用把硝酸盐中记录的氮氧稳定同位素信号转化到N2O中,再通过痕量N2O的同位素质谱测定和分析,准确地反映海洋中发生的氮素转化过程.硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程为深入理解海洋氮循环提供了一个重要的工具,有力推动了海洋氮素生物地球化学的研究,在近10年来取得了重要进展. 相似文献
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大洋钻探对洋底以下生命的探索 总被引：4，自引：0，他引：4
StevenD’Hondt 《地球科学进展》2003,18(5):759-763
对ODP采集的沉积物样品的地球化学研究揭示，在全世界所有的大洋底以下都发现了细菌活动，洋底沉积物中的生物圈可能构成了地球生物数量的 1／3，该生物圈通过调节海洋沉积物的成岩作用和大洋玄武岩的风化，影响到长期的全球生物地球化学循环。
DSDP最早提出了海洋沉积物中细菌活动性的证据，ODP的一系列航次提供了各种不同环境下深部生物圈细菌群落以及细菌参与的地球化学过程纪录。ODP201是第一个专门致力于研究洋底以下生命的大洋钻探航次，它记录了从富有机质的边缘沉积到贫有机质的开阔海沉积环境的洋底以下细菌活动性和细菌群落的连续性，201航次还揭示，古海洋环境对现在正活跃于深海沉积物中的原核生物群落造成了影响。 相似文献
DSDP最早提出了海洋沉积物中细菌活动性的证据，ODP的一系列航次提供了各种不同环境下深部生物圈细菌群落以及细菌参与的地球化学过程纪录。ODP201是第一个专门致力于研究洋底以下生命的大洋钻探航次，它记录了从富有机质的边缘沉积到贫有机质的开阔海沉积环境的洋底以下细菌活动性和细菌群落的连续性，201航次还揭示，古海洋环境对现在正活跃于深海沉积物中的原核生物群落造成了影响。 相似文献
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海洋硅循环是海洋生物地球化学循环的关键过程之一,对调控全球二氧化碳浓度、海洋酸碱度和多种元素(氮、磷、铁、铝等)的循环具有重要作用。在当今气候变化和人类活动影响日益增强的背景下,硅循环与“生物泵”及碳循环的紧密联系,是其成为地球科学领域研究热点的主要原因。海洋中硅的外部来源主要为河流、地下水、大气沉降、海底玄武岩风化作用和海底热液输送5个途径,在全球气温变暖趋势的影响下,极地冰川融化成为高纬度海域不可忽视的硅源。生物硅在沉积物中的埋藏、硅质海绵和生物硅的反风化作用是重要的海洋硅移除过程。海洋硅循环过程复杂,受生物(生物吸收、降解)、物理(吸附、溶解)和化学(矿化分解和反风化作用)多重因素的影响,针对海洋硅循环关键过程的研究有助于综合评估海洋硅的“源-汇”和收支。本文总结了海洋硅循环的主要过程及海洋硅的收支,根据国际和国内研究现状讨论了当前海洋硅循环研究中面临的主要问题和挑战。现有研究成果显示,海洋硅的外源输入和输出通量比以往的评估分别增加了2.4和2.2倍。在短时间尺度内(<8 ka),全球海洋中硅的收支大致平衡,海洋硅循环基本处于稳定状态。气候变化和人类活动导致河流输送至陆架边缘海的硅通量发生变化,可能影响硅藻等海洋浮游植物种群结构,是未来海洋硅循环研究需要关注的问题之一。陆架边缘海较高沉积速率和强烈的反风化作用提高了该区域生物硅的埋藏效率,准确评估该区域生物硅的埋藏通量仍是亟须解决的难题。目前的研究评估了全球海洋浮游硅藻、硅质海绵以及放射虫生产力,而海洋底栖硅藻生产力的贡献受到忽视,未来需要关注底栖硅藻对生物硅的贡献及其在海洋硅的生物地球化学过程中的作用。 相似文献
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地球系统科学中海洋研究：未来10年海洋全球变化研究前景
———IGBP与 SCOR提出建立新的“海洋计划” 总被引：4，自引：1，他引：3
覆盖地球表面积72％的海洋是我们赖以生存的全球生态系统的重要组成部分,也是地球系统的关键功能环节。叙述了以"地球系统科学"思想为指导,针对"全球可持续性"需求的目标,研究与地球系统和全球变化紧密联系的海洋生物地球化学循环和海洋食物网的相互作用,探索候和人文驱动的海洋生物地球化学过程,是新世纪海洋生态系统深入研究的重要方向,是认识可持续生态系统服务与产出的重要途径。 相似文献
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磷是生命体的必需元素,也是粮食生产的重要限制因素。磷的生物地球化学循环不仅调控着海洋的初级生产力,而且影响着全球气候系统,并决定着磷矿资源的形成和分布,与地球上生命的生存繁衍息息相关。当前“地球系统科学”理论将大气圈、水圈、岩石圈（地壳和上地幔）和生物圈等子系统有机整合,为研究磷的生物地球化学循环提供了更加广阔的视野。基于已有研究,结合“地球系统科学”理论观点,针对磷的生物化学循环获得了以下重要认识： 磷在地质历史时期的演化决定了现今磷在全球范围内（陆地生态系统与海洋生态系统）的循环模式;人类的工业和农业活动作为重要的地质营力,改变了磷的生物地球化学循环过程,造成了磷矿枯竭的资源危机及水体富营养化的环境问题;解决磷短缺的资源危机问题和磷过剩的环境污染问题的关键在于调控引起这些问题的生物地球化学循环过程。 相似文献
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好氧不产氧光合细菌反馈作用下的五里峡水库坝前水体化学特征研究 总被引：8，自引：1，他引：7
微生物是水体生物地球化学循环的主要驱动者,也是能量代谢的主要参与者,在水体生态系统多样性与稳定性方面发挥着举足轻重的作用。好氧不产氧光合细菌(AAPB)是水体中一类分布广泛的重要功能类群,它们可利用光能补充自身能量代谢,并影响水体化学组分,其重要性被人们广泛认可并深入研究。为探讨岩溶区AAPB反馈作用下的五里峡水库坝前水体化学特征,本文对坝前不同层位水体进行实地监测,在获得不同层位水体溶解有机碳和颗粒有机碳稳定碳同位素特征的基础上,采用荧光定量PCR技术检测、研究了坝前水体不同层位AAPB分布规律。结果表明:取样期五里峡水库坝前水体为HCO_3~--Ca~(2+)-Mg~(2+)贫-中营养型;通过水体溶解氧、δ~(13)CPOC、δ~(13)CDOC和碳氮比综合分析得出,坝前水体有机碳主要由微型生物产生;AAPB占总浮游细菌的相对丰度范围在1.33%~1.60%,且AAPB在不同层位的丰度变化强度要高于总浮游细菌的丰度变化强度,表明相较于总浮游细菌,AAPB对水化学特征的反馈作用更加敏感;使用典范对应分析可揭示水体理化性质与AAPB的内在联系,结果显示AAPB和总浮游细菌均受浊度的影响较大,故基于颗粒沉降的海洋微生物泵作用也适用于陆地岩溶水库。因而,AAPB反馈作用下的水化学特征对揭示CO_2-水-碳酸盐岩-微生物代谢体系具有重要的启示意义。 相似文献
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海洋生物地球化学模式研究进展 总被引：4，自引：1，他引：3
海洋生物地球化学模式是定量认识物质的海洋生物地球化学循环、理解其控制机制以及预测体系变动的重要手段。20世纪90年代以来,该研究领域的进展主要体现在海洋生物地球化学循环的物理输送和生态动力学过程以及年际、年代际变动的模拟3个方面。物理过程模拟方面的进展,集中在寡营养海区上层海水营养盐的供应机制问题上,在经典的上升流、垂直扩散之外,提出涡旋可能构成一种重要的物理输入过程。而生态动力学过程的模拟方面,90年代前期考虑食物网基本结构,由浮游植物、浮游动物和细菌三大类群构成生物状态变量,氮和磷营养盐以及颗粒碎屑构成其他状态变量;90年代后期,开始引入铁和硅的限制问题,考虑不同浮游植物和浮游动物群落结构的影响,特别是浮游植物粒级结构变化的预测可能是未来该领域力图解决的一个技术问题。年际变化的模拟,多围绕ENSO事件对初级生产的影响及其机制问题展开;年代际和地质年代尺度的体系变动问题仍存在争论,相对缺乏有效的数值模拟研究。该研究领域未来应加强生物—化学过程的函数表达、物理模式、中尺度过程、边界交换以及资料获取技术等方面的研究,以应对目前面临的诸多问题与挑战。 相似文献
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海洋浮游细菌的生态学研究 总被引：23，自引：2，他引：23
海洋浮游细菌在海洋生态系统中的重要作用随着对其生物量和生产力的深入研究而得到了充分肯定。以浮游细菌为核心的微食物环研究的开展，也显示出微食物环在海洋生态系统动力学过程中有不可替代的作用，是主食物链的重要补充，特别是在贫营养的大洋生态系统中。在不同水 层和特殊环境中对海洋浮游细菌的研究结果表明其研究潜力巨大。就国内在这方面的研究现状和需进一步研究的内容进行了阐述。 相似文献
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海洋沉积物中现存微生物化学标志物完整极性膜脂研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
完整极性膜脂作为活的微生物细胞的化学标志物,能够反映海洋沉积物中现存微生物群落结构和生物量等信息.与生物学方法相比,完整极性膜脂分析技术具有无需培养、快速和普适性等特点.综述了海洋沉积物中细菌和古菌的细胞膜完整极性膜脂的组成特点及其在生物地球化学和微生物生态学等研究中的应用,重点评述了在生物地球化学循环中有特殊作用的微生物,如厌氧氨氧化细菌、甲烷氧化古菌、氨氧化古菌、具有四醚膜脂结构的海洋泉古菌等,或者是一些特殊生态系统,如冷泉、海底深部生物圈等研究中完整极性膜脂应用的进展.还简要介绍了完整极性膜脂的分析方法,并对其应用前景进行了展望. 相似文献
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理论分析表明,海水磷浓度控制了海洋自生磷沉积和热液磷沉积通量,并以此调节长尺度海洋磷循环的动态平衡.运用质量平衡原理,研究恢复了控制晚新生代海洋磷循环的各种通量,并据此模拟出海水磷浓度的演化.海水磷浓度演化与碳同位素分馏记录的浮游光合生物生长速度的变化一致,揭示在长时间尺度上,浮游光合生物的生长受海水磷含量控制.1500万年以来,大陆风化磷通量急剧增加,致使海洋磷浓度和磷沉积通量增加.海洋磷浓度增加促进了海洋生物生产力,导致海洋大气中生物气溶胶浓度升高,最终通过气溶胶的直接和间接辐射效应驱动晚新生代全球变冷. 相似文献
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铁在地壳中的含量位列第四,在海洋中常以微量元素的身份出现。铁拥有多变的价态和多样的功能,是调节海洋初级生产力和驱动海洋生物地球化学循环的重要力量。以往的研究表明,铁在维持初级生产力、耦合物质循环以及调节生源要素转化中具有重要作用。近年来微生物生态学的发展将铁的研究推向了新的高度,包括微生物驱动的铁氧化-还原行为、代谢过程以及与主要元素(C/N/P)的交互关系等。以近15年发表的文献为重点,尝试综述铁的最新进展。首先梳理了海洋中铁的来源和赋存状态(溶解态、胶体态、颗粒态和有机态);其次阐释了微生物介导的铁氧化还原类型和过程机制(如硝酸盐氧化、生物还原等);最后总结了铁与C/N/P循环的耦合关系以及在特定生态事件中的生态效应。此外,对海洋铁研究的“化学-生物-物理”理论框架也进行了展望,旨在为更好地认识铁循环及其在海洋微生态过程的作用提供资料借鉴。 相似文献