泥灘環(huán)境下蘆葦有機(jī)碳降解的模擬研究.pdf

1、潮間帶泥灘環(huán)境地處海陸接壤帶，水動(dòng)力混合作用強(qiáng)烈，物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換迅速，經(jīng)歷著多種理化因子的共同作用，直接或間接的影響著有機(jī)碳的轉(zhuǎn)換和降解。蘆葦是溫帶濱海濕地植物群落的主要建群種，認(rèn)識(shí)其在潮間帶生產(chǎn)和降解行為，是闡述近海環(huán)境碳循環(huán)問題的主要內(nèi)容。本文通過室內(nèi)模擬培養(yǎng)重點(diǎn)研究泥灘環(huán)境下蘆葦有機(jī)碳的降解特征，模擬培養(yǎng)潮間帶不同的生物和化學(xué)條件，闡述蘆葦有機(jī)碳微生物降解和化學(xué)降解的作用，以期揭示泥灘環(huán)境下蘆葦有機(jī)碳的降解規(guī)律。
　　泥灘沉

2、積環(huán)境微生物活性的最優(yōu)檢測(cè)方法:沉積物以滅菌陳海水為樣品浸提液，加入分散劑Tween-80，混合振蕩后放置，取上層懸濁液，經(jīng)無菌濾膜（孔徑1.2μm，煮沸滅菌）過濾，制備待測(cè)菌液;向待測(cè)菌液中加入適量FDA溶液，于25-30℃溫度下避光反應(yīng)3h，丙酮為終止劑，在終止時(shí)間25min內(nèi)以分子熒光光度法測(cè)定產(chǎn)物熒光強(qiáng)度，激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)分別為488nm和530nm;方法的檢測(cè)范圍為3.0×103～1.1×105(個(gè)/g，干重)，微生物活性用單位

3、質(zhì)量樣品的熒光素含量表征(μg/g，干重)。
　　模擬培養(yǎng)進(jìn)行方式如下。以蘆葦碎屑作為有機(jī)質(zhì)來源，控制培養(yǎng)體系的氧化-還原、可見光照和UV輻射，以及有菌-無菌條件，分別于培養(yǎng)的第0、1、3、5、8、15、26、40和63天取樣，分析檢測(cè)有機(jī)碳、木質(zhì)素、微生物豐度和活性等指標(biāo)。模擬實(shí)驗(yàn)主要結(jié)果如下。
　　氧化/還原條件下蘆葦有機(jī)碳的降解特征如下:培養(yǎng)過程中氧化抑菌和還原抑菌組有機(jī)碳含量均呈下降的變化特征，而后隨著培養(yǎng)的進(jìn)行有機(jī)

4、碳含量變化趨于相對(duì)平穩(wěn)，并且還原環(huán)境蘆葦有機(jī)碳含量的變化顯著于氧化環(huán)境。木質(zhì)素∑8含量在氧化環(huán)境的變化略強(qiáng)于還原環(huán)境。
　　可見和UV光照條件下蘆葦有機(jī)碳的降解特征如下:不同培養(yǎng)時(shí)間下有機(jī)碳含量整體呈先降低后較平穩(wěn)變化的特征;UV輻射組有機(jī)碳含量培養(yǎng)前8天顯著下降后逐漸趨于穩(wěn)定;避光組相比光照組和UV輻射組有機(jī)碳含量基本沒有變化。因此，可見光對(duì)有機(jī)碳的降解有一定的促進(jìn)作用，并且UV輻射作用對(duì)有機(jī)碳的降解程度較強(qiáng)于可見光作用。UV輻

5、射組木質(zhì)素含量降低速率明顯快于光照組和避光組。
　　微生物作用下蘆葦有機(jī)碳的降解特征如下:培養(yǎng)過程中有機(jī)碳含量在氧化和還原條件下總體上呈現(xiàn)先快速降低再升高后平穩(wěn)下降的降解規(guī)律。培養(yǎng)體系微生物活性、總數(shù)及單位細(xì)菌活性在總體上都呈先增長(zhǎng)再降低，然后趨于平穩(wěn)的變化趨勢(shì);還原環(huán)境下微生物指標(biāo)均較高于氧化環(huán)境。木質(zhì)素含量在培養(yǎng)過程中細(xì)菌組總體呈降低的趨勢(shì)，與有機(jī)碳變化規(guī)律相對(duì)應(yīng)。
　　總體看來，不同氧化和還原環(huán)境下蘆葦有機(jī)碳的降解作用

6、不同，運(yùn)用multi-G兩組分動(dòng)力學(xué)模型，氧化條件與還原條件蘆葦有機(jī)碳降解速率常數(shù)之比是0.109，還原環(huán)境更有利于蘆葦有機(jī)碳的降解。還原環(huán)境下木質(zhì)素的去甲基/去甲氧基降解程度稍強(qiáng)于氧化環(huán)境，氧化降解和去甲基/去甲氧基降解是均衡發(fā)生的，即白腐菌和棕腐菌降解是均衡進(jìn)行的，并以白腐菌的氧化降解為主;可見光照的木質(zhì)素處于中度降解，UV輻射和和無光條件的木質(zhì)素處于微降解狀態(tài)，表明可見光相比于紫外光更有利于木質(zhì)素的降解，對(duì)木質(zhì)素的去甲基/去甲氧基

7、降解程度影響作用不明顯。微生物活性、微生物豐度與有機(jī)碳含量呈負(fù)的相關(guān)性，細(xì)菌作用在很大程度上有利于蘆葦有機(jī)碳的降解。細(xì)菌組表征木質(zhì)素氧化降解的酸醛比(Ad/Al)V呈逐漸增大的趨勢(shì)，培養(yǎng)到63天時(shí)(Ad/Al)V＞0.3木質(zhì)素處于中等降解程度，并且氧化環(huán)境對(duì)木質(zhì)素的降解程度相對(duì)較高，無菌時(shí)木質(zhì)素的降解程度低，表明細(xì)菌、真菌等微生物是木質(zhì)素的主要降解者。在受控培養(yǎng)條件下對(duì)有機(jī)碳的降解，還原環(huán)境細(xì)菌降解能力最強(qiáng)，其次為氧化環(huán)境細(xì)菌降解和紫外