喀斯特地下水DOM的来源、转化及识别手段研究进展

地下水中的溶解有机质(DOM)在生态系统和生物多样性中发挥关键作用,影响全球碳循环。喀斯特地下水作为世界上最大的地下水体,富含溶解无机碳(DIC),在微生物作用下,溶解无机碳被转化成有机碳,在碳循环中起着重要的作用。然而,关于DOM的研究主要集中在地表水环境,而以化能自养为主的地下水生态系统,其DOM的研究相对不足,尤其是占有重要地位的喀斯特地下水。针对以上科学问题,对喀斯特地下水中DOM来源、转化与识别手段研究进展进行了总结,重点突出了喀斯特地下水DOM在全球碳循环中的重要性,并展望了未来在喀斯特地下水DOM研究中高分辨率动态监测的必要性。

喀斯特地区水生光合生物群落结构组成及其对微量元素的影响

微量元素是影响喀斯特地表水体水质的重要因素,水生光合生物在光合代谢过程中能够吸收并去除部分有害元素,然而关于不同水生光合生物群落结构组成对微量元素的吸收效果和去除潜力如何目前则少有研究。基于普定喀斯特生态系统国家野外观测站的野外监测、系统采样和实验测定以及统计分析,构建了由裸岩地、裸土地、耕地、草地和灌丛地5种土地利用组成的植被-土壤-地下水-地表水模拟生态系统,并以其中的地表水生生态系统为研究对象,开展了水生光合生物群落结构组成对微量元素去除潜力及控制机制的研究。结果表明:①地表水水化学和水生光合生物量受季节变化与土地利用类型影响显著;②Cr,Mn,Co,Ni,Fe和Zn 6种微量元素浓度在不同喀斯特水生光合生物系统中存在显著差异,浮游-沉水共存系统对Mn,Co,Ni,Fe和Zn的吸收和去除能力优于单一浮游系统;③喀斯特地区的自然植被恢复(灌丛地和草地)促使地表水体形成的高溶解性无机碳(DIC)环境,有利于沉水植物生长,从而提高了对地表水体中Mn,Co,Ni,Fe和Zn等微量元素的去除潜力。这些认识将有助于岩溶区地表水体水生光合生物群落结构对地表水体微量元素调控机制的研究。

不同土地利用类型下土壤微生物群落结构特征的模拟试验研究

土壤在生态系统和岩溶作用中扮演着重要角色。土壤微生物参与了几乎所有土壤生态过程,在维持生态系统功能和稳定性方面发挥着重要作用。岩溶动力系统是一个脆弱的生态系统,对气候和土地利用变化极其敏感,探讨不同土地利用类型下土壤微生物群落结构差异,有助于揭示微生物在调节岩溶地区土壤碳汇中的重要作用。本研究选取普定喀斯特岩溶水-碳循环模拟试验场中裸土地、耕地、草地及灌丛地的土壤为研究对象,利用高通量测序技术分析不同土地利用类型下土壤微生物群落结构特征,研究土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)及碳氮比值(C/N)与微生物群落结构的关系。结果表明,土地利用类型影响土壤细菌的丰度与多样性,但优势菌门在不同土地利用类型下差异不显著;草地土壤细菌的alpha多样性指数显著高于灌丛地、耕地与裸土地;土壤碳氮比(C/N)对细菌alpha多样性有显著影响,高C/N值抑制土壤细菌丰度及多样性,表明营养元素比值可能是调控不同土地利用类型下土壤细菌多样性的关键因素。