河口潮灘濕地厭氧氨氧化及其環境調控機理研究

《河口潮灘濕地厭氧氨氧化及其環境調控機理研究》是依託華東師範大學，由侯立軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：河口潮灘濕地厭氧氨氧化及其環境調控機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：侯立軍
• 依託單位：華東師範大學

項目摘要

河口近岸環境中的厭氧氨氧化（ANAMMOX）研究是目前廣為關注的熱點科學問題。但是，在這一複雜環境系統內有關ANAMMOX反應過程、影響機制及其在區域氮循環中的貢獻至今尚未被清楚地認識和了解。鑒於此，本項目以長江口潮灘作為典型研究區，運用穩定同位素示蹤和現代分子生物學技術，系統研究河口潮灘濕地生態系統內ANAMMOX過程的時空變異，分析ANAMMOX菌在潮灘濕地內的種群結構、豐度、多樣性及其分布特徵，定量剖析ANAMMOX菌的種群動態變化與ANAMMOX反應速率之間的耦合關係，揭示控制河口潮灘ANAMMOX過程的關鍵環境因子及其影響機制，並探討ANAMMOX過程在河口潮灘氮素生物地球化學循環中的重要性。通過本項目的開展，不僅可深化對河口近岸氮素生物地球循環過程和作用機制的理論認識，而且可為長江口和我國其它河口近岸帶濕地生態環境的保護與管理、以及氮污染控制提供重要的理論支撐。

結題摘要

長期以來，反硝化作用被認為是活性氮脫離水生生態系統的唯一生物途徑，但是，在20世紀90年代初期，厭氧氨氧化過程的發現打破了這一傳統觀念，從而對氮素的生物地球化學循環過程有了更為深入的認識。厭氧氨氧化過程是指在厭氧條件下，微生物直接以氨氮作為電子供體，以亞硝態氮或硝態氮作為電子受體，將其中的氮轉變成氮氣的過程。可見，與反硝化相似，厭氧氨氧化也是將活性氮永久地脫離水生生態系統的有效途徑，對消減水環境中活性氮的含量水平和緩解水體富營養化具有重要的環境效應。因此，開展河口近岸區域內厭氧氨氧化過程及其影響機制研究，是當今自然地理學、環境科學以及微生物生態學等相關研究領域內的熱點科學問題。本項目以長江口潮灘作為典型研究區，研究了河口潮灘厭氧氨氧化過程的沿程分布和季節變化特徵，分析了河口潮灘厭氧氨氧化菌的菌群結構、豐度、多樣性，闡明了河口潮灘厭氧氨氧化菌的菌群動態與活性之間的耦合關係，揭示了控制河口潮灘濕地中厭氧氨氧化反應過程的關鍵環境因子與影響機制，並定量估算了厭氧氨氧化過程在河口潮灘濕地脫氮過程的貢獻。相關研究成果已在《Environmental Science and Technology》、《Journal of Geophysical Research》、《Applied and Environmental Microbiology》、《Applied Microbiology and Biotechnology》、《中國環境科學》、以及《環境科學》等國內外重要學術期刊上發表學術論文25篇。上述研究成果不僅深化了河口潮灘氮循環過程和作用機制的理論認識，而且還可為長江河口的環境管理、濕地保護和流域氮污染控制提供重要的科學決策依據。