长江口水体化能自养固碳过程的潮周期变化特征及影响因素

河口水体中硝化微生物的化能自养固碳(DCF)对碳氮循环过程有着重要影响,但目前关于河口水体氨氧化微生物对DCF过程的贡献鲜见报道。以长江口为研究区,利用14C和15N同位素示踪技术,分别测定了大潮和小潮期间水体DCF和硝化速率,并通过实时荧光定量PCR技术量化了相关功能基因丰度。结果表明,长江口水体大小潮期间,DCF和硝化速率分别介于170.72-1007.35nmol·L^(-1)·d^(-1)和1.45-70.75 nmol·L^(-1)·h^(-1),呈现大潮速率相对较高,小潮速率低的变化特征,且底层水体DCF和硝化速率显著高于表层水体。水体中铵盐和可溶性无机碳浓度是影响DCF和硝化速率的关键环境因子。定量PCR结果表明,大潮和小潮时cbbL基因丰度分别为0.40×10^(8)-3.40×10^(8)copies·L^(-1)和0.49×10^(8)-2.27×10^(8)copies·L^(-1),均高于cbbM基因丰度(大潮:0.67×10^(8)-9.84×10^(6) copies·L^(-1),小潮:0.75×10^(8)-5.73×10^(6) copies·L^(-1))。小潮时水体accA基因丰度(0.16×10^(8)-2.65×10^(8) copies·L^(-1))高于大潮时(0.20×10^(8)-3.92×10^(8) copies·L^(-1)),并且底层均高于表层。在整个潮周期中,自养固碳功能基因丰度总体呈现涨潮时增加,落潮时降低的变化趋势。氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)是DCF过程的主要贡献者,AOAamoA和AOBamoA丰度在大潮和小潮之间存在显著差异,大潮时AOAamoA基因丰度(0.22×10^(7)-3.59×10^(7) copies·L^(-1))明显高于AOB amoA基因丰度(0.26×10^(7)-1.61×10^(7) copies·L^(-1)),而小潮时AOB amoA丰度占据优势,为0.92×10^(6)-1.32×10^(6) copies·L^(-1),表明潮汐过程可通过改变水体化能自养微生物群落组成来影响DCF。该研究深化了长江口潮周期水体DCF和硝化过程速率变化特征的认识,揭示了河口水体硝化微生物驱动的DCF过程的重要性,以期为全球变化背景下河口生态系统碳汇功能评估提供一定的科学参考。

西双版纳5种乔木对CO_2摩尔分数倍增的响应

使用LI-6400便携式光合作用测定仪测定了西双版纳地区5种乔木在CO2摩尔分数从360μmol.mol-1倍增加到720μmol.mol-1倍生理生态指标的变化。结果表明:5种植物光合作用都有明显提高趋势,但提高幅度不同,幅度范围25%～118%,耐荫树种(云南玉蕊、大叶白颜树)提高幅度高于喜光树种。表观量子效率均提高,幅度范围7.8%～45.7%。华南石栎、红木荷和大叶白颜树发生光抑制,发生光抑制时的叶温和饱和水汽压差(VDP)较其他热带地区叶温和饱和水汽压差(VDP)小。水分利用效率(WUE)均明显提高,其中红木荷提高幅度最大为367%,千果榄仁最小为77%。气孔导度均降低,其中红木荷降低幅度最大为70%,大叶白颜树降幅最小为25%。暗呼吸作用均下降。要全面认识森林生态系统对CO2摩尔分数升高的响应程度,应在更大空间和时间尺度上进行环境因子与植物生理研究。

化能自养微生物的固碳功能及人工调控策略

生物固碳是地球碳循环过程的重要组成部分,也是控制碳排放的有效方法.在海洋深处、水体沉积物、地表土壤甚至极端环境中,化能自养微生物可通过硫化物、氨、氢气等还原性物质的氧化获取化学能固定无机碳.诸多研究表明化能自养微生物的固碳功能对吸收大气、海洋、湿地、土壤和极端环境中的CO_(2)具有重要作用,特别是对深海、湖泊深层等无光环境以及深海热液区等极端生境中初级生产的重要贡献.然而,目前区域生态系统碳汇核算模型的建立普遍忽视了化能自养微生物类群及固碳潜能,低估自然生态系统实际碳汇能力.本文基于化能自养微生物固碳研究的现状,阐述了化能自养微生物在不同生态系统中的固碳潜能,介绍了参与化能自养固碳过程的主要微生物类群的代谢特征及固碳途径,重点分析了基于固碳途径和能量代谢提升自养微生物固碳效率的人工调控策略及应用进展.最后,本文对区域生态系统化能自养微生物碳汇功能的精准量化、开发人工增汇技术等未来研究方向进行了展望,为认识和调控化能自养微生物驱动的自然碳汇过程,助力实现“双碳”战略目标提供参考.

氮用量对蛟河晒红烟碳氮代谢关键酶活性及品质的影响

为解决蛟河烟区晒红烟氮用量不合理导致的烟叶碳氮代谢失调、烟叶品质下降等问题,以晒红烟品种漂河1号为材料,研究了不同氮用量对蛟河晒红烟碳氮代谢关键酶活性及化学成分的影响。结果表明,增施氮肥能提高烟叶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖转化酶(INV)活性及叶绿素和类胡萝卜素含量。随施氮量的增加,调制后的烟叶烟碱和总氮含量升高,糖含量下降;烟叶钾含量、香气质、香气量以及感官质量分值以施氮量为75.0~97.5kg/hm^2的处理最高。综合两年田间试验结果,在吉林蛟河较高肥力的暗棕壤上种植晒红烟,适宜的氮用量为75.0~97.5kg/hm^2。