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绿弯菌的研究现状及展望 被引量:116
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作者 鲜文东 张潇橦 李文均 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1801-1820,共20页
绿弯菌是一个深度分支的门级别细菌类群,广泛分布于生物圈各种生境。现已生效发表的绿弯菌构成9个纲,但仅包含56个种;基于分子生态学的研究结果表明尚有大量绿弯菌类群仍是未培养状态。绿弯菌形态多样,营养方式和代谢途径十分丰富,参与... 绿弯菌是一个深度分支的门级别细菌类群,广泛分布于生物圈各种生境。现已生效发表的绿弯菌构成9个纲,但仅包含56个种;基于分子生态学的研究结果表明尚有大量绿弯菌类群仍是未培养状态。绿弯菌形态多样,营养方式和代谢途径十分丰富,参与了C、N、S等一系列重要生源元素的生物地球化学循环过程。研究该类群不仅有助于认识环境中微生物的多样性及其代谢特征,从而更好的理解微生物参与的生态学过程,还有助于揭示微生物对环境的适应及其进化。本文主要综述了绿弯菌的发现历史、营养、代谢及其在元素循环中的作用,并总结了其分离培养和潜在应用价值,最后展望了未来的研究方向,旨在为深入探究绿弯菌的进化、培养和驱动地球化学元素循环等研究提供参考。 展开更多
关键词 绿弯菌 分类 营养 生物地球化学循环 培养
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陆地生态系统氮沉降的生态效应:研究进展与展望 被引量:49
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作者 付伟 武慧 +2 位作者 赵爱花 郝志鹏 陈保冬 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期475-493,共19页
随着人类对能源和食物需求的持续增长,化石燃料和化学肥料的消耗急剧增加,导致全球范围内大气氮沉降速率快速升高。目前,我国已成为全球大气氮沉降的热点区域,且氮沉降量可能会在较长一段时间内累积增加,已严重威胁到生态系统结构和功... 随着人类对能源和食物需求的持续增长,化石燃料和化学肥料的消耗急剧增加,导致全球范围内大气氮沉降速率快速升高。目前,我国已成为全球大气氮沉降的热点区域,且氮沉降量可能会在较长一段时间内累积增加,已严重威胁到生态系统结构和功能的稳定。该文梳理了近40年来国内外氮沉降生态效应研究的发展历史和前沿进展,综述了氮沉降对陆地植被系统、土壤微生物群落和生态系统元素(碳、氮、磷)循环的影响及其作用机制。研究表明:氮沉降导致的活性氮在陆地生态系统中的累积,改变了土壤环境、元素平衡和物种共存关系,驱动了生物多样性以及生态系统结构和功能的改变。氮沉降速率、沉降持续时间、氮输入形式、生物系统的生态化学计量内稳性和非生物环境条件共同决定了生态响应的性质和程度。基于对国内外氮沉降研究进展和发展趋势的分析,该文讨论了我国在该研究领域存在的问题与不足,倡议建立更为完善的全国性长期监测研究平台,开展区域尺度甚至全球联网研究。同时,要考虑多因子耦合,从现象特征的描述向机理探究推进,从而全面提升我国氮沉降生态效应基础研究与生态风险管理水平。 展开更多
关键词 氮沉降 生态效应 生物多样性 土壤微生物 生物地球化学循环
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生物炭吸附废水中重金属离子的研究进展 被引量:31
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作者 肖琴 刘有才 +1 位作者 曹占芳 刘世宏 《环境科技》 2019年第1期68-73,共6页
生物炭是一种新型环境功能吸附材料,其原料来源广泛,价格低廉,环境友好,并且具有较大的比表面积和孔隙度,高度的芳香化结构,羧基、羟基、酸酐等表面官能团以及其他表面物理化学特性,对废水中的重金属离子具有良好的吸附能力,因此,近年... 生物炭是一种新型环境功能吸附材料,其原料来源广泛,价格低廉,环境友好,并且具有较大的比表面积和孔隙度,高度的芳香化结构,羧基、羟基、酸酐等表面官能团以及其他表面物理化学特性,对废水中的重金属离子具有良好的吸附能力,因此,近年来成为了环境科学等领域的研究热点。从生物炭吸附废水中重金属离子的影响因素以及机理等方面进行分析。生物炭对重金属离子吸附能力主要受生物炭性质、重金属离子性质以及外界环境的影响;其吸附机理则主要是物理吸附作用、表面带电的生物炭和金属离子之间的静电相互作用、离子交换作用、金属离子与生物炭表面官能团络合作用、沉淀作用。基于此,讨论目前生物炭吸附材料的潜在问题并提出未来的研究方向。 展开更多
关键词 生物炭 吸附 重金属 废水
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海洋浮游生物的生态化学计量学研究进展 被引量:19
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作者 陈蕾 李超伦 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期3047-3055,共9页
生态化学计量学可以简单定义为从分子到生物圈的元素生物学,其跨越了环境和生命的各个层次,是构建从分子到生态系统统一化理论的新思路,是生态科学发展的必然趋势.海洋生物占地球生物圈总生物量的50%,是全球生物地球化学循环的重要组成... 生态化学计量学可以简单定义为从分子到生物圈的元素生物学,其跨越了环境和生命的各个层次,是构建从分子到生态系统统一化理论的新思路,是生态科学发展的必然趋势.海洋生物占地球生物圈总生物量的50%,是全球生物地球化学循环的重要组成部分,而浮游生物作为海洋生态系统物质循环和能量流动的重要环节,在海洋生态系统元素循环过程中起着关键作用.但是目前关于海洋浮游生物生态化学计量学的研究较零散和缺乏.因此,本文从限制元素影响海洋浮游生物的生态现象和机理、生化物质对营养限制的响应、营养限制的食物链传递与反馈4方面,对海洋浮游生物化学计量学研究进行综述,分析了该领域当前存在的问题,并对我国海洋浮游生物生态化学计量学研究的发展重点提出了展望. 展开更多
关键词 生态化学计量学 海洋浮游生物 生物地球化学循环 生长率 食物网
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新地球观 被引量:15
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作者 张昀 《地球科学进展》 CAS CSCD 1992年第1期57-64,共8页
20世纪最重大的科学成就之一是对地球的新认识:地球不同于任何其它已知星体的特殊性在于它具有一个由岩石圈、水圈、大气圈和生命总体构成的极其复杂的、活跃的表层、这个表层乃是一个靠生命捕获、转化和储存太阳能,靠生命过程驱动物质... 20世纪最重大的科学成就之一是对地球的新认识:地球不同于任何其它已知星体的特殊性在于它具有一个由岩石圈、水圈、大气圈和生命总体构成的极其复杂的、活跃的表层、这个表层乃是一个靠生命捕获、转化和储存太阳能,靠生命过程驱动物质和能量循环,靠生命活动实现自我调节和控制,并且靠生命和生命活动来保持其远离天体物理学和热力学的平衡的开放系统。生命是这个地球表层系统的中心。人类文明的发展逐步增大对这个系统的影响。自生命产生以来在漫长的地质历史中形成和发展起来的地球生物圈将不可避免地被人类改造为受人类控制的“理智圈”,从而增大了地球表层系统的不稳定性。从某种意义上说,地球未来的命运取决于人类文明发展的方向。 展开更多
关键词 地球观 地球表层系统
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微生物对冻土生境的适应以及对全球变化和寒区工程扰动的响应:进展与展望 被引量:17
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作者 杨思忠 金会军 +2 位作者 魏智 吉延峻 何瑞霞 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2007年第2期279-285,共7页
多年冻土这一极端的生境中,温度、营养物质、冻融过程等因素深刻影响和限制着冻土中微生物生理、代谢途径和生态结构.低温胁迫下,冻土中微生物从形态、生理和生化水平发展了特殊的耐受机制.冻融过程对细胞产生直接危害,并通过调节水盐... 多年冻土这一极端的生境中,温度、营养物质、冻融过程等因素深刻影响和限制着冻土中微生物生理、代谢途径和生态结构.低温胁迫下,冻土中微生物从形态、生理和生化水平发展了特殊的耐受机制.冻融过程对细胞产生直接危害,并通过调节水盐、营养条件输送而间接地影响微生物活动.寒区工程扰动下垫面和周边一定范围内冻土的水、热、力学平衡,由此也改变了微生物赖以生存的微环境,破坏了地表植被和下伏冻土中微生物的联系.寒区油气管道泄漏后严重地污染土壤,并毒害和抑制冻土中微生物.冻土区微生物数量及生物多样性的波动与冻土的后生冷生作用以及生物地球化学循环密切相关.它们可能记录了冻土的发育、全球变化和生态环境变迁的重要信息.全球变暖背景下,冻土区微生物对有机碳和温室气体的束缚、吸收、运移和最终排放发挥着重要的作用,在全球碳氮循环和对气候系统的反馈中扮演重要角色. 展开更多
关键词 冻土 微生物 寒区工程 生物地球化学 全球变化
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海洋中溶存甲烷研究进展 被引量:11
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作者 张桂玲 张经 《地球科学进展》 CAS CSCD 2001年第6期829-835,共7页
CH4 是大气中的重要微量气体 ,对全球变暖和大气化学有重要作用。海洋是大气甲烷的重要源和汇。开展海洋中溶存甲烷的研究 ,有助于了解海洋对大气甲烷和全球变化的贡献。综述了海洋中溶存甲烷的研究现状 ,着重介绍了海洋中溶存甲烷的分... CH4 是大气中的重要微量气体 ,对全球变暖和大气化学有重要作用。海洋是大气甲烷的重要源和汇。开展海洋中溶存甲烷的研究 ,有助于了解海洋对大气甲烷和全球变化的贡献。综述了海洋中溶存甲烷的研究现状 ,着重介绍了海洋中溶存甲烷的分布特征、海气交换通量的估算及其生物地球化学循环 ,并探讨了该领域研究中存在的问题。 展开更多
关键词 海洋 甲烷 分布特征 海气交换通量 生物地球化学循环 全球变化
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湖泊沉积物中微生物与生物地球化学循环 被引量:14
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作者 徐洁 王红 +1 位作者 李思言 阮爱东 《环境科技》 2019年第1期74-78,共5页
随着全球气候不断上升,湖泊富营养化状态不断加剧,湖泊沉积物中各种元素的循环过程逐渐受到关注。微生物作为生物地球化学循环的主要执行者,影响着全球气候变化和湖泊生态环境。围绕碳、氮、硫要素,综述了湖泊沉积物中微生物介导的生物... 随着全球气候不断上升,湖泊富营养化状态不断加剧,湖泊沉积物中各种元素的循环过程逐渐受到关注。微生物作为生物地球化学循环的主要执行者,影响着全球气候变化和湖泊生态环境。围绕碳、氮、硫要素,综述了湖泊沉积物中微生物介导的生物地球化学循环过程,包括甲烷代谢、脱氮、产氨、硫酸盐还原等过程。最后总结了当前研究中存在及需要解决的一些问题,并展望湖泊沉积物中微生物参与下的生物地球化学循环的研究方向。 展开更多
关键词 湖泊沉积物 微生物 生物地球化学循环 全球变暖 富营养化
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热带地区玄武岩发育土壤中的生物硅及其发生学意义 被引量:13
9
作者 何跃 张甘霖 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期385-392,共8页
运用重液分离法对海南岛北部不同喷发期玄武岩发育的7个土壤剖面生物硅进行了分离和测定,发现生物硅的含量变幅为2.9~54.0 g kg-1,其中最小值出现在发育时间较长的HE11剖面的B2层,最大值出现在发育时间较短的HE09剖面的表层。生物硅的... 运用重液分离法对海南岛北部不同喷发期玄武岩发育的7个土壤剖面生物硅进行了分离和测定,发现生物硅的含量变幅为2.9~54.0 g kg-1,其中最小值出现在发育时间较长的HE11剖面的B2层,最大值出现在发育时间较短的HE09剖面的表层。生物硅的剖面分布特征和有机碳、总氮比较相似,呈现出随土壤深度的增加含量逐渐降低的趋势,在0~40 cm范围之内这种现象更明显。生物硅和总硅之间极显著相关性表明生物硅土壤硅循环中起着主要作用。随着风化强度的提高,黏粒含量的增加,土壤pH逐渐降低,土壤中的生物硅含量有逐渐下降的趋势。初步认为:在土壤发育的初期阶段,来自原生矿物的直接风化释放的溶解硅有利于生物硅在土壤中保存和积聚。而随着土壤的进一步发育,原生矿物的逐渐被分解,土壤的pH下降和黏粒含量进一步增加,土壤中的生物硅也会被溶解、利用,结果是其含量逐渐下降。至发育的高级阶段,土壤中的硅进一步淋失,pH和黏粒含量逐渐趋于稳定。在陆地生物"泵"作用下,生物成因硅会被植物循环利用并维持在一个含量相对稳定的状态。 展开更多
关键词 玄武岩 土壤发生 生物硅 植硅体 生物地球化学循环
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南海北部陆坡973-4柱沉积物中硫酸盐—甲烷转换带(SMTZ)研究及其对水合物的指示意义 被引量:13
10
作者 张劼 雷怀彦 +3 位作者 欧文佳 杨玉峰 龚楚君 史春潇 《天然气地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1811-1820,共10页
天然气水合物分解释放的甲烷向上逸散与孔隙水中硫酸盐发生甲烷厌氧氧化—硫酸盐还原反应。深海沉积物有机质氧化也可驱动硫酸盐还原反应。针对甲烷渗漏背景下硫酸盐还原的不同驱动模式,对沉积物中总有机碳、总硫、酸可挥发性硫(AVS)... 天然气水合物分解释放的甲烷向上逸散与孔隙水中硫酸盐发生甲烷厌氧氧化—硫酸盐还原反应。深海沉积物有机质氧化也可驱动硫酸盐还原反应。针对甲烷渗漏背景下硫酸盐还原的不同驱动模式,对沉积物中总有机碳、总硫、酸可挥发性硫(AVS)、δ^34pyrite及孔隙水中的SO2-4等进行了测试,结果表明:1总硫在390cm、610-890cm处为0.3%-0.7%,此含量高于相邻层位;2AVS含量在表层较低,于610-868cm区间缓增至565μmol/g,898cm处AVS含量激增至9 315μmol/g;3δ^34pyrite值由浅至深逐渐增大,由-44.4‰升至17.9‰,后回落到12.6‰;490-900cm区间的SO2-4含量逐渐下降,大于900cm则SO2-4含量变化不大。研究结果显示:研究区存在分别由有机质氧化和甲烷厌氧氧化驱动的2种硫酸盐还原模式;硫酸盐甲烷转换带以总硫、δ^34pyrite等指标为判定因素可分为上、下2部分;研究区SMI深度约为900cm,这一较浅的SMI预示着研究区深部可能存在天然气藏或天然气水合物藏;结合微生物研究结果发现,研究区地球化学特征和微生物的分布存在耦合现象,这对进一步研究甲烷水合物潜在区的生物地球化学循环具有一定的意义。 展开更多
关键词 硫酸盐—甲烷转换带 硫同位素 酸可挥发性硫 黄铁矿 生物地球化学循环
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变化中的地球所面临的挑战:全球变化的科学理解(英文) 被引量:12
11
作者 BerrienMOOREⅢ 张雪芹 《地学前缘》 EI CAS CSCD 2002年第1期41-47,共7页
简要介绍了变化中的地球所面临的挑战 ,并在描述地球系统科学近年来所取得成就的基础上给出了全球变化的科学理解。同时也简要介绍了世界正在面临的主要环境问题 ;描述了气候系统研究所达成的共识、面临的挑战及所取得的研究进展 ;并从... 简要介绍了变化中的地球所面临的挑战 ,并在描述地球系统科学近年来所取得成就的基础上给出了全球变化的科学理解。同时也简要介绍了世界正在面临的主要环境问题 ;描述了气候系统研究所达成的共识、面临的挑战及所取得的研究进展 ;并从大气、海洋和陆地间的CO2 交换、转换、不确定性等方面阐述了碳循环 ;然后 ,简单描述了全球水循环研究进展 ;最后 ,展望了在变化的地球中生存所要面临的挑战与机遇。 展开更多
关键词 全球环境变化 生物地球化学循环 地球系统 大气 海洋 陆地 气候系统
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病毒生态学研究进展 被引量:10
12
作者 韩丽丽 贺纪正 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第16期4988-4996,共9页
病毒是目前所知的最简单的生命单元,通常由外壳蛋白和包裹在外壳蛋白内的核酸两部分组成。病毒本身缺乏完整的酶系统及能量转化系统,当游离于环境中时,它只是一个有机大分子,只有侵染宿主后才具有生命特征,进行复制。病毒也是地球上最... 病毒是目前所知的最简单的生命单元,通常由外壳蛋白和包裹在外壳蛋白内的核酸两部分组成。病毒本身缺乏完整的酶系统及能量转化系统,当游离于环境中时,它只是一个有机大分子,只有侵染宿主后才具有生命特征,进行复制。病毒也是地球上最丰富的生物实体,是微生物群落和功能的重要影响因素。尽管病毒在生态系统中发挥着重要的作用,但因病毒间缺少通用的标记基因,病毒生态学的研究远远滞后于细菌和真核生物。近年来高通量测序技术的发展应用帮助人们发现和认识了许多未知的新病毒及其基因,极大地丰富了病毒基因数据库,直接推动了病毒生态学的发展。从生态学角度对病毒的结构与分类、病毒生态学研究方法、病毒的生态功能及土壤病毒生态学研究进展作一简要综述,并提出今后土壤病毒生态学研究的重点。 展开更多
关键词 病毒 多样性 基因水平转移 生物地球化学循环 土壤环境
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磷的生物地球化学循环研究进展 被引量:8
13
作者 周强 姜允斌 +2 位作者 郝记华 季峻峰 李伟 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期183-199,共17页
磷是生命体的必需元素,也是粮食生产的重要限制因素。磷的生物地球化学循环不仅调控着海洋的初级生产力,而且影响着全球气候系统,并决定着磷矿资源的形成和分布,与地球上生命的生存繁衍息息相关。当前“地球系统科学”理论将大气圈、水... 磷是生命体的必需元素,也是粮食生产的重要限制因素。磷的生物地球化学循环不仅调控着海洋的初级生产力,而且影响着全球气候系统,并决定着磷矿资源的形成和分布,与地球上生命的生存繁衍息息相关。当前“地球系统科学”理论将大气圈、水圈、岩石圈(地壳和上地幔)和生物圈等子系统有机整合,为研究磷的生物地球化学循环提供了更加广阔的视野。基于已有研究,结合“地球系统科学”理论观点,针对磷的生物化学循环获得了以下重要认识:磷在地质历史时期的演化决定了现今磷在全球范围内(陆地生态系统与海洋生态系统)的循环模式;人类的工业和农业活动作为重要的地质营力,改变了磷的生物地球化学循环过程,造成了磷矿枯竭的资源危机及水体富营养化的环境问题;解决磷短缺的资源危机问题和磷过剩的环境污染问题的关键在于调控引起这些问题的生物地球化学循环过程。 展开更多
关键词 磷灰石 生物地球化学循环 地球系统科学 全球变化 可持续农业
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基于生物地球化学循环视角下我国农业碳达峰、碳中和应对策略 被引量:5
14
作者 杨世琦 颜鑫 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2023年第3期435-443,共9页
生物地球化学循环是物质(元素)在大气圈、水圈、生物圈与岩石圈之间流动的根本理论,对实现国家碳达峰、碳中和目标有重要指导作用。农业作为基础产业对大气温室效应的时空尺度较大,农业碳达峰、碳中和值得关注和重视,以服务于国家碳达... 生物地球化学循环是物质(元素)在大气圈、水圈、生物圈与岩石圈之间流动的根本理论,对实现国家碳达峰、碳中和目标有重要指导作用。农业作为基础产业对大气温室效应的时空尺度较大,农业碳达峰、碳中和值得关注和重视,以服务于国家碳达峰、碳中和发展总体战略。文章基于生物地球化学循环视角和农业碳达峰、碳中和释义,分析了农业碳达峰、碳中和路径,从农业碳达峰面临挑战、农业碳中和面临挑战、农业碳中和潜力分析、农业碳中和误区及生物圈减排的重要性等5个方面进行了深入思考,并从农业碳达峰、农业碳中和与科技创新3个方面提出我国农业碳达峰、碳中和的应对策略。 展开更多
关键词 生物地球化学循环 农业碳达峰 农业碳中和 应对策略
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沉积物电缆细菌研究进展 被引量:5
15
作者 张海涵 王跃 +3 位作者 黄廷林 赫慧艳 王玥 张梦瑶 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期3048-3055,共8页
目前,在沉积物中发现一种丝状多细胞微生物-电缆细菌,该菌属于变形菌门的脱硫球茎菌科(Desulfobulbaceae).电缆细菌通过远距离电子传输将沉积物表面的氧还原与深处缺氧层的硫化物氧化电耦合进行完整的氧化还原反应,调节氧分子和硫化物... 目前,在沉积物中发现一种丝状多细胞微生物-电缆细菌,该菌属于变形菌门的脱硫球茎菌科(Desulfobulbaceae).电缆细菌通过远距离电子传输将沉积物表面的氧还原与深处缺氧层的硫化物氧化电耦合进行完整的氧化还原反应,调节氧分子和硫化物迁移转化.电缆细菌有3种连接方式,表层存在脊段结构进行电子运输,并在富含硫酸盐和季节性周期变化的自然环境中广泛存在.这种新型的多细胞合作方式对沉积物的生物地球化学循环产生显著影响,促进沉积物硫化区铁锰的溶解,并抑制硫和磷等元素的释放.此外,电缆细菌参与硫化物和烃类污染物的降解,为污染沉积物生物修复领域提供新的研究方向.本文对电缆细菌的发现、生理代谢、栖息环境以及生物地球化学循环的影响等研究进行了综述. 展开更多
关键词 电缆细菌 远距离电子传输 氧化还原反应 生物地球化学循环
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趋磁细菌生态学研究进展 被引量:4
16
作者 潘红苗 武洪庆 肖天 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期2107-2114,共8页
趋磁细菌是一类革兰氏阴性的原核生物,广泛分布于淡水和海水环境中的有氧-无氧过渡区。趋磁细菌的分布与其环境中的氧、硫化物及铁等的浓度相关,不同种类分布在不同的物化梯度范围内。趋磁细菌的生长、磁小体的合成及磁小体的成分对环... 趋磁细菌是一类革兰氏阴性的原核生物,广泛分布于淡水和海水环境中的有氧-无氧过渡区。趋磁细菌的分布与其环境中的氧、硫化物及铁等的浓度相关,不同种类分布在不同的物化梯度范围内。趋磁细菌的生长、磁小体的合成及磁小体的成分对环境有一定程度的指示作用。它们在生物地球化学循环中起着重要的作用。主要针对以上研究内容进行回顾,同时结合本实验室的一些研究结果做初步的分析,并对趋磁细菌生态学研究进行展望。 展开更多
关键词 趋磁细菌 生态分布 系统发育 生物地球化学循环 分子生态学
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人类世生物地球化学循环及其科学
17
作者 刘丛强 李思亮 +5 位作者 刘学炎 王宝利 郎赟超 丁虎 郝丽萍 张琼予 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期455-466,共12页
地球已进入新的地质时代——“人类世”,人类已成为全球变化的主要驱动力。人类活动导致的地球生态系统的生物地球化学过程及关键生源要素的生物地球化学循环的改变直接或间接地影响着地球生态系统的关键功能,给人类福祉和可持续发展带... 地球已进入新的地质时代——“人类世”,人类已成为全球变化的主要驱动力。人类活动导致的地球生态系统的生物地球化学过程及关键生源要素的生物地球化学循环的改变直接或间接地影响着地球生态系统的关键功能,给人类福祉和可持续发展带来诸多威胁。本文基于地球系统科学研究的新进展,综述了人类世全球变化特征、生物地球化学循环在地球系统各圈层演化中的作用及其变化规律。特别关注了自然资源开发利用、生产和消费模式改变等人类活动对生物地球化学循环的影响,以及由此产生的气候、生态和环境效应。研究表明,应对人类世全球变化需要系统理解人类活动作为主要驱动力的多要素和多尺度生物地球化学循环过程及其生态和环境效应,基于地球系统科学的理论与方法开展针对人类世社会-生态系统的自然科学和社会科学的交叉融合研究。在文末提出了人类世生物地球化学研究的优先领域和方向,并强调解决受人类活动和气候变化高度影响下人类世生物地球化学循环的各种复杂科学问题的迫切性和重要性。 展开更多
关键词 人类世 生物地球化学循环 全球变化 地球系统科学
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深海冷泉微生物遗传资源研究进展
18
作者 廖静 姜秋云 +2 位作者 韩迎春 肖曦 董西洋 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4537-4560,共24页
深海冷泉由甲烷等烃类化合物渗漏形成,其独特的生态环境孕育了新颖且系统发育多样的原核生物、真核生物和病毒。冷泉微生物通过化能合成作用获得能量和物质,驱动碳、硫、氮等元素的生物地球化学循环,维持着冷泉生态系统的稳定。冷泉生... 深海冷泉由甲烷等烃类化合物渗漏形成,其独特的生态环境孕育了新颖且系统发育多样的原核生物、真核生物和病毒。冷泉微生物通过化能合成作用获得能量和物质,驱动碳、硫、氮等元素的生物地球化学循环,维持着冷泉生态系统的稳定。冷泉生境蕴含丰富的微生物遗传资源,特别是极端环境下产生的酶和次级代谢产物,具有脱卤、固氮和抗菌等作用,在农业、药物开发和环境保护等领域展现出潜在的应用前景。此外,冷泉微生物与天然气水合物开采的环境影响评估紧密相关,并在全球气候变化中扮演重要角色。为了有效开发深海冷泉微生物的遗传资源,未来研究应通过原位采样、测序和培养技术,结合环境参数监测,深入探讨冷泉微生物的生态角色与进化机制,挖掘冷泉微生物的基因资源,研究水合物开采中的微生物响应,从而为全面开发深海冷泉微生物遗传资源及水合物资源提供科学依据。 展开更多
关键词 深海冷泉 微生物遗传资源 生物地球化学循环 天然气水合物 气候变化
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水电水库水力负荷对生源要素同化效率的调控作用
19
作者 岳馨睿 肖晶 +1 位作者 李婉珠 王宝利 《地球与环境》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期596-606,共11页
河流筑坝发电是目前最为显著的人为扰动河流事件,形成的水电水库阻断了河流连续体,改变了其中生源要素的生物地球化学循环过程,但相关的影响机制还不完全清楚。为此,本研究以乌江11座水电水库为研究对象,季节性调查了水库及相应河流的... 河流筑坝发电是目前最为显著的人为扰动河流事件,形成的水电水库阻断了河流连续体,改变了其中生源要素的生物地球化学循环过程,但相关的影响机制还不完全清楚。为此,本研究以乌江11座水电水库为研究对象,季节性调查了水库及相应河流的生源要素(CO_(2)、溶解态无机氮DIN、溶解态无机磷DIP和溶解态硅DSi)浓度及相关的理化因子,以了解河流水库化过程中生源要素浓度的变化过程及水动力条件的变化对其生物地球化学循环的影响机制。结果表明,河流区CO_(2)、DIN、DIP和DSi浓度均高于水库区,水库区内各理化因子间的关联度显著高于河流区。研究水库对各种生源要素的同化效率表现出显著的时空差异;其中对CO_(2)和DSi的同化效率最高,季度均值分别为50%和40%。库区中各生源要素的同化效率和分层强度均与水力负荷显著负相关,表明水电水库的水动力条件是调控其生物地球化学循环强度的关键因素;滞留时间较长和较深的水电水库有利于浮游植物同化生源要素和促进其在剖面上的季节性分层。研究将加深对筑坝河流元素生物地球化学循环过程的认识,有助于水电水库管理措施的制定。 展开更多
关键词 生源要素 水电水库 水力负荷 生物地球化学循环 乌江
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橡胶坝对河流沉积物氮转化功能基因丰度和营养盐的影响 被引量:3
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作者 董彬 李宝 +2 位作者 王立志 宋红丽 刘艳 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期193-201,共9页
沉积物氮转化功能微生物是河流脱氮和水体净化的重要生物因素.为探讨橡胶坝对沉积物氮转化功能基因丰度及氮营养盐的影响,本研究以沂河沂水城区蓄水段为研究对象,从橡胶坝前不同距离采集沉积物,利用实时荧光定量PCR(qPCR)方法研究了沉... 沉积物氮转化功能微生物是河流脱氮和水体净化的重要生物因素.为探讨橡胶坝对沉积物氮转化功能基因丰度及氮营养盐的影响,本研究以沂河沂水城区蓄水段为研究对象,从橡胶坝前不同距离采集沉积物,利用实时荧光定量PCR(qPCR)方法研究了沉积物的反硝化功能基因(nirS、nirK、nosZ)、厌氧氨氧化功能基因(AMX)和反硝化型甲烷厌氧氧化功能基因(pmoA)的丰度及沉积物营养盐特征.结果表明:橡胶坝促进了沉积物中nirK、nirS、nosZ和pmo A基因的聚集,反硝化功能基因nirK、nirS、nosZ丰度在坝前120~330 m范围内较高;橡胶坝促进了沉积物NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)、TN、TP、TOC、有机质(OM)等营养盐的滞留,主要在120~360 m区域聚集,多元线性回归模型拟合度较高.相关分析表明,16S rRNA、nirK、nirS、nosZ、pmoA基因丰度与环境因子NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)、TN、OM、TOC、孔隙度呈正相关;PCA分析结果表明,随着沉积物环境因子主成分的增长,氮转化功能基因丰度主成分呈升高趋势.橡胶坝可促进沂河沉积物氮素等营养盐的滞留和氮转化功能微生物的聚集. 展开更多
关键词 功能基因 氮转化 营养盐滞留 生物地球化学循环 沂河
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