沉积物镉污染下苦草与根际微生物群落响应特征

研究以典型沉水植物苦草(Vallisneria natans)为研究对象,通过在0、1、5、10、20和50 mg/kg沉积物镉(Cd)污染环境下苦草鲜重、株高和叶绿素(Chlorophyll)及丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性测定来分析苦草对镉的耐受效应,并借助生物/底泥富集因子(BSAF)和植物转运因子(TF)来了解苦草的富集能力,同时利用16S rRNA基因扩增子测序技术研究苦草根际细菌的群落结构对沉积物镉污染环境下的响应特征。结果表明:(1)当Cd≥20 mg/kg处理时,苦草植株鲜重、株高、叶绿素含量和抗逆能力下降,SOD和POD活性先上升后下降,MDA含量上升;(2)BSAF均超过1表明苦草能有效地富集污染底泥中的镉,转运系数(TF)均小于1,说明苦草依靠根滤机制来富集镉,建议在收获苦草时需要定期连根去除;(3)测序结果表明苦草根际由放线菌门、厚壁菌门和变形菌门等37个门细菌组成,包含鞘氨醇单胞菌属、黄杆菌属、马赛菌属、芽孢杆菌属和节杆菌属等植物促生细菌,这些细菌可能在促进苦草生长、耐受和富集重金属镉起到重要作用。研究分析了苦草在镉胁迫环境下形态学和生理生化等相关指标的变化和苦草根际细菌群落组成及其对镉胁迫的响应特征,为后续提高苦草修复效果提供了基础。

岩溶地下水补给河流沉积物理化性质及有机碳来源解析

研究以桂林海洋-寨底地下河系统补给的寨底河为研究对象,利用野外调查与室内分析相结合的方法揭示了沉积物的理化性质和有机碳来源,阐明了岩溶水环境和沉水植物对沉积物的影响。结果表明:(1)沉积物具有显著的空间异质性,粒径以0.075—2 mm的砂粒为主,pH介于8.23—8.88,TOC含量为1.2—9.5 g/kg,TN含量为289—1241 mg/kg,TP含量为497—743 mg/kg,NH_(4)^(+)-N含量为7.14—17.10 mg/kg,NO_(3)^(-)-N含量为3.06—7.00 mg/kg,C/N介于4.15—12.47;沉积物pH与粒径呈显著正相关关系,与TOC、TN和NH_(4)^(+)-N呈显著负相关关系;TOC与TN呈显著正相关,说明沉积物碳、氮来源具有一致性。(2)长期处于偏碱性的岩溶水环境使沉积物也呈碱性且沉积物pH越高粒径越大,而粒径的变化影响沉积物中氮、磷的含量和分布。(3)沉积物TOC主要来源于河道中沉水植物光合作用固定的无机碳,且生物量影响着沉积物理化性质尤其是C/N。因此,在岩溶地下水补给的河流中,沉水植物将岩溶作用产生的不稳定无机碳转化为稳定有机碳并将其储存于沉积物碳库的过程提高了岩溶碳汇稳定性。