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

1、海洋異養(yǎng)細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)菌生物量最大時為對照組的1.65倍,可使異養(yǎng)細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(yuǎn)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)菌生長和呼吸代謝,而且它們對異養(yǎng)細(xì)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(xué)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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