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北京师范大学夏星辉团队开展水-悬浮泥沙界面厌氧氨氧化细菌研究,相关成果发表在《Biogeochemistry》

近日,“黄河长江源区河水含氮化合物的来源及水-沙界面过程”项目负责人夏星辉及其研究团队在Biogeochemistry 期刊上发表论文《Potential roles of anaerobic ammonium oxidation (anammox) in overlying water of rivers with suspended sediments》,报道了水-悬浮泥沙界面厌氧氨氧化细菌的丰度、群落结构及其活性。厌氧氨氧化过程是水陆生态系统中氮素流失的重要途径,以往的研究多集中于诸如水陆交错带等大尺度的好氧-厌氧界面环境。本研究首次以黄河(源区、中下游地区)为例探究了自然环境中厌氧氨氧化细菌在水-悬浮泥沙这一好氧-微氧(厌氧)微界面的丰度、群落结构及活性,并模拟验证好氧水体中悬浮泥沙上厌氧氨氧化过程能否发生。结果表明,黄河上覆水体中厌氧氨氧化细菌几乎全部以泥沙结合态的形式存在,且悬浮泥沙上厌氧氨氧化细菌的丰度(copies g-1)与悬浮泥沙的含量(g L-1)呈显著地正相关(R=0.622, P<0.01)。源区采样点悬浮泥沙上厌氧氨氧化细菌的丰度值(2.17×10to 1.46×104 copies g-1)与黄河中下游地区采样点(9.5×10to 1.5×104 copies g-1)基本相当。所有采样点的上覆水体中厌氧氨氧化细菌丰度的对数值随悬浮泥沙含量增加呈幂函数增加。对河水样品添加15NH4+进行厌氧培养,结果显示其潜在厌氧氨氧化速率为0.076 nmol-N L-1 d-1。室内模拟实验测定结果显示,非灭菌组的顶空气体中29N2 to 28N2平均比率要高于灭菌组,且在第20天这种差异在0.1的水平上显著(P=0.077) (图3),表明厌氧氨氧化过程在黄河上覆水体的悬浮泥沙相可以发生。该研究进一步证明水-悬浮泥沙界面的存在对于河流氮素流失具有重要影响,并可为综合评估世界范围内河流水体氮素流失总量提供参考。

上述科研成果详见https://link.springer.com/article/10.1007/s10533-017-0297-x