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缺氧环境如何有利于沿海生态系统中的有机碳储存

开心的月饼 2023-04-28 08:30:55 生活常识

近日,《科学》杂志发表了一篇关于缺氧/缺氧条件下微生物转化有机质的论文。随着水体富营养化加剧和全球变暖,近岸海域缺氧现象频发。在这项研究中,研究人员进行了一项实验,以研究缺氧条件下微生物群落的变化和溶解有机物(DOM)的分子特征。

缺氧环境如何有利于沿海生态系统中的有机碳储存

在不同介质(天然和人工海水,有和没有海多糖)中,以不同的溶解氧水平(7,5和2mg L)比较微生物介导的DOM转化−1).他们还使用光谱分析和超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)研究了组间DOM组成的差异。这些实验揭示了微生物与DOM之间的相互作用,以及缺氧沿海生态系统中DOM保存的过程和机制。

研究人员发现,DOM的微生物群落结构和分子特征在缺氧基团(O2<2毫克升−1)和其他两个实验组(O2=5 或 7 毫克 L−1).缺氧条件下微生物对总有机碳(TOC)的利用率降低了36.9%~46.7%。

抑制了假单胞菌和鞘单胞菌等严格需氧细菌群的生长,杜鹃杆菌科可以彻底降解可用的有机物并保持相对较高的丰度,直到实验结束。酪氨酸和色氨酸等蛋白质样荧光DOM组分得以保留,而低氧条件下DOM腐殖化显著降低。

缺氧组含S的DOM分子百分比显著高于其他氧浓度组。在缺氧条件下,DOM的分子芳香指数(代表耐火度)显著降低。实验结果表明,在缺氧条件下,微生物活性和群落演替的降低导致不稳定有机质得以保存。

研究人员预测,当缺氧区域因全球变暖和富营养化而扩大时,更多的不稳定有机物将储存在沿海水域或埋藏在沉积物中。微生物群落对低氧浓度的响应和缺氧对DOM组成的影响可能为海洋碳循环和全球气候变化提供重要的负反馈调控。


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