Mineral-microbe interactions: a review   总被引：2，自引：0，他引：2  

Hailiang DONG 《Frontiers of Earth Science》2010,4(2):127-147

The studies of mineral-microbe interactions lie at the heart of the emerging field of Geomicrobiology, as minerals and rocks are the most fundamental earth materials with which microbes interact at all scales. Microbes have been found in a number of the Earth’s extreme environments and beyond. In spite of the diverse geological environments in which microbes are found and diverse approaches taken to study them, a common thread, mineral-microbe interactions, connects all these environments and experimental approaches under the same umbrella, i.e., Geomicrobiology. Minerals and rocks provide microbes with nutrients and living habitats, and microbes impact rock and mineral weathering and diagenesis rates through their effects on mineral solubility and speciation. Given a rapid growth of research in this area in the last two decades, it is not possible to provide a comprehensive review on the topic. This review paper focuses on three area, i.e., microbial dissolution of minerals, microbial formation of minerals, and certain techniques to study mineral-microbe interactions. Under the first area, three subjects are reviewed; they include siderophores as important agents in promoting mineral dissolution, microbial oxidation of reduced minerals (acid mine drainage and microbial leaching of ores), and microbial reduction of oxidized minerals. Under the second topic, both biologically controlled and induced mineralizations are reviewed with a special focus on microbially induced mineralization (microbial surface mediated mineral precipitation and microbial precipitation of carbonates). Under the topic of characterization, the focus is on transmission electron microscopy (TEM) and electron energy loss spectroscopy. It is the author’s hope that this review will promote more focused research on mineral-microbe interactions and encourage more collaboration between microbiologists and mineralogists.  相似文献   

Reclamation-oriented spatiotemporal evolution of coastal wetland along Bohai Rim,China     

Fan Wei  Mei Han  Guangxuan Han  Min Wang  Lixin Tian  Jiqian Zhu  Xianglun Kong 《海洋学报(英文版)》2022,41(9):192-204

Coastal wetlands are located in the ecotone of interaction between the land surface and sea, and anthropogenic activities extensively interfere with these wetlands through the reclamation of large tidal wetlands and destruction of the function of the ecosystems. In this study, we investigated the dynamic evolutionary characteristics of the Bohai Rim coastal area over the past 40 years using the Modified Normalized Difference Water Index, the fractal dimension, object-oriented classification, the land-use transfer trajectory, and regression analysis. Additionally, we quantified and monitored the evolution of reclamation and analyzed the correlation between reclamation and coastal wetlands based on 99 Landsat-2, -5, and -8 images (at 60 m and 30 m spatial resolution) over the period 1980–2019. The results are as follows. (1) The coastline of the Bohai Rim increased by 1 631.2 km from 1980 to 2019 with a zigzag variation. The artificial coastline increased by 2 946.1 km, whereas the natural coastline decreased by 90%. (2) The area of man-made wetlands increased by 3 736.9 km2, the area of construction land increased by 1 008.4 km2, and the natural wetland area decreased by 66%. The decrease of tidal flats is the main contributor to the decrease of natural wetland area (takes account for 91.1%). Coastal areas are affected by intense human disturbance, which was taken place across a large area of tidal flats and caused the landscape to fragment and be more heterogeneous. The coastal zone development activities were primarily concentrated in the southern Laizhou Bay, the Yellow River Delta, the Bohai Bay, the northern Liaodong Bay, and the Pulandian Bay. The solidified shorelines and increase in sea level have resulted in intertidal wetlands decreasing and impaired wetland ecology. (3) There is a good agreement between reclamation and the size of the coastal wetlands. Both land reclamation and the reduction in coastal wetland areas are significantly related to the population size, fishery output value, and urbanization rate. In summary, human activities, such as the construction of aquaculture ponds and salt pans, industrialization, and urbanization, are the primary forces that influence the environmental changes in the coastal region. This study is beneficial for establishing and improving the systems for the rational development and utilization of natural resources, and provides theoretical references for restoring wetland ecology and managing future reclamation activities in other coastal zone-related areas.  相似文献   

獐子岛海域和胶州湾表层微微型浮游植物丰度和生物量的季节变化比较     

李苏恒  董逸  赵苑  孙晓霞  张光涛  赵丽  张武昌  肖天 《海洋与湖沼》2022,53(6):1405-1414

为全面了解黄海典型海区微微型浮游植物的季节变化特征,于2009年7月至2010年6月在北黄海獐子岛海域和2010年1~12月在南黄海胶州湾进行逐月调查采样,利用流式细胞仪检测了表层海水中微微型浮游植物(picophytoplankton)的丰度,包括聚球藻(Synechococcus,SYN)和微微型真核浮游植物(picoeukaryotes,PEUK),并分析了其与环境因子的关系。獐子岛海域和胶州湾SYN和PEUK全年广泛分布,獐子岛海域SYN丰度范围在0.05×10³~120.00×10³cells/mL之间,丰度在秋季最高;胶州湾SYN丰度范围在0.02×10³~61.80×10³cells/mL之间,丰度在夏季最高。獐子岛海域PEUK丰度范围在0.01×10³~18.76×10³cells/mL之间,丰度在秋季最高;胶州湾PEUK丰度范围在0.25×10³~95.57×10³ cells/mL之间,丰度在春季最高。獐子岛海域微微型浮游植物丰度组成以SYN为主;而胶州湾以PEUK为主。PEUK是两海区微微型浮游植物生物量的主要贡献者。相关性分析结果表明,温度是影响两海区SYN丰度季节变化的最主要因素;影响PEUK季节分布的因素不完全一致,獐子岛海域PEUK丰度主要受温度调控;胶州湾PEUK丰度主要受温度和营养盐浓度影响。与已有研究比较,这两个海区的微微型浮游植物生物量对浮游植物生物量的贡献明显高于其他温带沿岸海域,预示微微型浮游植物在獐子岛海域和胶州湾生态系统中的重要作用,值得进一步深入研究。  相似文献   

五种双壳贝类贝壳微观结构观察与成分分析     

莫天宝  徐洪强  何京  董迎辉  林志华 《海洋科学》2022,46(12):41-49

利用扫描电镜技术、X-射线粉末衍射技术和弱酸去钙法, 对菲律宾蛤仔、文蛤、厚壳贻贝、泥蚶、缢蛏5种习见海洋经济贝类贝壳的断面微观结构、物相组成、有机基质和蛋白质含量等进行了观察和分析。电镜观察结果显示, 5种贝壳的微观结构主要包含棱柱层和珍珠层; 棱柱层晶体结构有斜棱柱层、球棱柱层、棱柱层、均质层和交错板状层5种类型, 其中缢蛏只有斜棱柱层, 而泥蚶除球棱柱层外, 其他4种晶体类型均存在, 此复杂结构可能与其贝壳强度大有关; 珍珠层晶体结构有珍珠层和肌棱柱层2种类型, 其中厚壳贻贝的珍珠层呈典型的“砖-泥”结构, 具有明显的层状结构, 其余4种贝壳珍珠层均由不规则块状结构组成。X-射线衍射结果显示, 菲律宾蛤仔、文蛤、缢蛏和泥蚶4种贝壳都属于文石质壳体, 无机相几乎由文石组成, 而厚壳贻贝属于混合质壳体, 无机相由文石和方解石组成; 贝壳化学成分分析显示, 5种贝壳有机质含量均为3%左右, 而总蛋白含量占有机质的2.98%~7.21%, 其中可溶性蛋白是不可溶蛋白含量的5.55~20.31倍。上述结果为贝壳形成机理的研究积累了基础资料。  相似文献   

海洋牧场背景下的休闲渔业旅游发展模式研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

宋昱瑾  田涛  杨军  刘敏  吴忠鑫  高东奎  尹增强  李晓钰 《海洋开发与管理》2022,39(1):110-116

近年来随着产业融合的发展趋势显著,第一产业和第二产业开始向第三产业转型,海洋牧场建设发展过程中渔业与旅游业逐渐融合发展形成休闲渔业等渔业旅游形式。许多地区因地制宜形成了不同的休闲渔业发展模式,休闲渔业旅游发展多元化的趋势也在逐渐形成。文章对休闲渔业的概念进行了阐述,介绍了休闲渔业的产生与发展,并对我国休闲渔业的旅游模式进行归纳,提出当前休闲渔业发展存在的问题。如:发展观念滞后,缺乏长远规划;海洋休闲渔业产业结构单一;缺乏高素质的从业人员;科技、资金投入不足等。最后总结了海洋牧场背景下休闲渔业的未来发展趋势并对发展方向提出建议。  相似文献   

万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆流场数值模拟     

陈锋华  赵敏 《海洋工程》2022,40(2):143-153,176

耐压结构是深海潜器的重要组成部分,但在深海的高压环境中却存在内爆的风险。为研究陶瓷耐压结构水下内爆的流场特性,使用针对可压缩多相流问题开发的开源代码,采用直接数值模拟,应用自适应直角网格,对两种压力条件下的耐压结构水下内爆进行了数值模拟。通过低压模拟结果与理论解和试验值比较,验证了模拟方法的有效性,进而开展万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆模拟。分析发现：陶瓷耐压结构发生内爆后,其内部气腔存在多次压缩—反弹现象,深海环境压力越大则反弹越不明显;气腔反弹阶段,在结构外部将产生数倍于深海环境压力的冲击波,且传播速度接近声速;冲击波压力峰值与到球心距离呈负指数幂函数关系;在相同深海环境压力下,耐压结构外部监测点的冲击波压力与球体半径呈正比例关系。  相似文献   

缢蛏耐高盐性能及其与生长性状的相关性分析     

陈义华  牛东红  董志国  李家乐 《海洋科学》2022,46(10):51-58

缢蛏(Sinonovacula constricta)是我国重要的水产经济贝类,开展耐高盐新品种选育对平衡不同地区缢蛏良种养殖意义重大。本研究对不同家系缢蛏幼贝进行高盐胁迫,运用统计学方法和相关性分析探究了缢蛏耐高盐性能及其与生长性状的相关性。结果显示,缢蛏家系间壳长、壳高、壳宽和体质量表型值差异较大,体质量变异系数达15.53%。不同家系对高盐耐受性差异较大,家系间死亡率范围在0~100%。胁迫实验共持续9d,各家系缢蛏首粒死亡时间在第1~9d之间,而且死亡率较高的家系内缢蛏死亡时间离散程度较大,说明不同个体间高盐耐受性差异也较大。缢蛏开始出现大量死亡的时间主要在胁迫后第8d,第9d部分家系死亡率高于80%,说明缢蛏对高盐耐受存在一个阈值,超过该阈值会开始或大量死亡。皮尔逊和斯皮尔曼相关性分析显示,缢蛏存活时间和生长性状为正相关,其中存活时间与缢蛏壳长、体质量相关性均达到显著水平(P<0.05)。缢蛏存活率与体质量、生长速度均显著正相关(P<0.05)。整体而言,壳长较长和体质量较重的缢蛏个体耐高盐性能较强,在高盐环境中具有生长优势。本研究揭示了缢蛏的高盐耐受性及其与生长性状的相关性,为缢蛏耐高盐选育工作提供了重要的参考依据。  相似文献   

科技创新、技术推广与海水养殖业全要素生产率          下载免费PDF全文

纪建悦  董鸿潇  尹兴民 《海洋开发与管理》2022,39(6):3-9

为促进我国海水养殖业的高质量可持续发展,文章根据科技创新、技术推广与海水养殖业全要素生产率之间的影响机理构建理论模型,选取2006-2018年我国从事海水养殖业的沿海地区相关数据和相关变量,实证检验科技创新对海水养殖业全要素生产率的影响以及技术推广在该影响机制中发挥的作用,并提出发展建议。研究结果表明：科技创新对提高海水养殖业全要素生产率和技术推广均具有显著的促进作用;技术推广对提高海水养殖业全要素生产率具有显著的促进作用,且在科技创新提高海水养殖业全要素生产率的影响机制中发挥中介效应;经替换变量法和补充变量法检验,实证检验结果具有稳健性;未来我国发展海水养殖业应进一步增强科技创新和技术推广能力。  相似文献   

滨海蓝碳碳汇项目开发现状及推动我国蓝碳碳汇项目开发的建议          下载免费PDF全文

陈光程  王静  许方宏  杨袁筱月  范敏  黄山枫  王振阳  杨彪  聂曦  陈顺洋  张晶  陈彬 《应用海洋学学报》2022,41(2):177-184

市场机制是实现蓝碳及蓝碳生态系统价值的有效途径,对于发挥蓝碳生态系统在应对气候变化方面的作用具有积极意义。本文梳理了当前碳市场中蓝碳碳汇项目的发展机遇和项目开发的现状,并就我国蓝碳碳汇项目开发面临的问题进行分析并提出建议,以期为推进蓝碳碳汇项目开发和市场发展提供科学参考。当前,清洁发展机制（Clean Development Mechanism, CDM）和核证碳标准（Verified Carbon Standard, VCS）都已开发了蓝碳碳汇项目或可用于蓝碳碳汇项目的方法学,并开发了多个CDM、VCS和Plan Vivo Standard认证的红树林碳汇项目。我国已成功开发并交易了首个蓝碳碳汇项目“湛江红树林造林项目”,并且将继续推动蓝碳碳汇项目的开发和交易市场的发展。但我国在碳汇项目开发上存在项目规模小、证明项目额外性时具有一定的不确定性、蓝碳资源管理机构作为碳减排量所有者和交易主体自主支配碳汇收益受到限制等不利因素。对此,建议可通过加强营造蓝碳碳汇项目开发的良好环境,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用以及政府的引导作用,吸引社会资本参与生态保护修复,鼓励社会资金投资或购买项目生产的效益,拓宽蓝碳生态系统保护修复资金渠道等措施,推进我国蓝碳碳汇交易市场的发展。  相似文献   

基于形态学和宏条形码技术的南海西沙群岛浮游动物多样性的比较分析          下载免费PDF全文

王方晗  王雷  孙婷婷  董志军 《应用海洋学学报》2022,41(2):317-327

西沙群岛是我国南海陆地面积最大的群岛,海域广阔,拥有重要的战略地位与丰富的海洋资源。为了解该海域浮游动物组成与分布特征,本研究于2019年5月在西沙群岛14个岛礁站位开展多学科综合调查,并采用形态学方法和基于18S V9测序的宏条形码技术对浮游动物样本组成进行鉴定。结果显示,此次西沙调查站位浮游动物样本的主要种类包括桡足类、软甲纲和箭虫纲,这3个类别的物种在两种鉴定方法中均具有较高的相对丰度。14个站位浮游动物平均密度为707.53±378.34 ind/m³,各站位浮游动物丰度、物种组成及优势种存在差异。形态学方法共鉴定出11门17纲18目共86个物种,18S V9分子方法鉴定出22门46纲85目共233个操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs),分子鉴定的物种覆盖度更高,且代表性类群相对丰度和多样性指数在大部分站位与形态学鉴定结果呈现出显著相关性,表明宏条形码技术鉴定方法与形态学鉴定方法在评价海洋浮游动物多样性方面具有较好的可比性,在我国海洋浮游动物群落监测中具有较高的应用潜力。但由于目前浮游动物的分子鉴定方法仍处于初步发展阶段,相关技术手段仍不完善,仍需多种鉴定方法结合使用,以保证浮游动物多样性鉴定的准确性。  相似文献