湖泊生态系统中营养盐的生物地球化学循环.....ppt

湖泊生态系统中营养盐的生物地球化学循环  ——以太湖为例;报告提纲;1. 湖泊水生态系统; ;湖泊水体物质循环;3. 湖泊碳循环;蓝细菌比绿藻、铁杆藻和角鼓藻及比大型植物对CO2都有更高的亲和力，更容易吸收CO2。 富营养化湖泊中，溶解性无机碳（DIC）成为限制因素时，CO2浓度低，HCO3-大量存在，而能吸收利用HCO3-的物种很少，蓝藻优势种铜绿微囊藻能吸收HCO3-，且对CO2有更高的亲和力，因此铜绿微囊藻成为优势种。;湖泊水体物质循环;4. 湖泊氮循环;微生物在湖泊氮循环中的作用;富含氨氮，浮游藻类 占优势地 位，大型水 生植物以及鱼虾类遭 到破坏 ;4.1 氮素在沉积物-水界面的交换 ;4.2 氮素在湖泊生态系统中迁移转化 ;草型湖泊 大型水生植物吸收利用NO3-但易受高浓度NH4+的毒害. NO3-被吸收转化为Org-N，这个过程需要光能 大型水生植物是反硝化、亚硝化及氨化细菌的重要载体，对微生物的分布影响较大 多种水生植物镶嵌组合的人工复合生态系统对富营养化湖水进行治理，使水质得到改善 ;4.3 湖泊氮素循环的重要过程 ;硝化作用;反硝化作用 是缺氧反应，只有当氧气浓度足够低时才会发生，但并不是氧的分压越低越好，而应保持一定的含氧量 反硝化速率依赖于上覆水中NO3-的浓度；有机质含量和温度都对反硝化有很大的影响 固氮作用 在不受人为干扰的自然界中，生物固氮是补偿反硝化导致氮素输出的途径 在湖泊生态系统中，蓝细菌是重要的固氮浮游生物；沉积物中的部分异养细菌是重要的固氮菌;厌氧氨氧化 目前厌氧氨氧化是海洋环境中研究的热点，湖泊中厌氧氨氧化方面的研究还很少. Schubert等首先在湖泊生态系统中发现了该过程. 目前对于影响厌氧氨氧化的环境因素的了解还很少, 沉积物矿化速率是最重要的因素, 其次是NO3-浓度、有机质含量、厌氧氨氧化菌的生长状况等;4. 4 太湖不同湖区DIN转化潜力的比较;;4.4.2 梅梁湾水体微宇宙中各种DIN短期变化趋势;自东太湖的沉积物和水样组成的微宇宙体系，体系中NH4+-N浓度变化趋势大致相同，水体中NH4+-N都很快转变成为NO3--N，表明太湖藻型和草型湖区水体中均存在硝化作用. NO3--N在不添加沉积物的微宇宙中一直存在累积现象，可见沉积物是进行反硝化的重要场所. 所有微宇宙体系中，在NH4+-N浓度急剧下降的时段内，NO2--N浓度出现累积. ;4.4.4 加入NH4+（或NO3-）的微宇宙中氮素浓度的变化;4.4.5 微宇宙总氮含量变化;4. 5 铜绿微囊藻生长对湖泊氮转化影响;铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa） MA培养基中氮源分别为： 硝酸盐、铵盐、有机氮（Bicine, N,N-双（2- 羟乙基）甘氨酸）和混合氮源（硝酸盐和Bicine）。 分析指标： pH值、Eh、微囊藻培养液的光密度OD460nm 、 TN、 NO3--N、NH4+-N、 NO2--N;A初始密度为3×106 cell/mL; B初始密度为1.5×107 cell/mL ;C 初始密度为6×107 cell/mL；D初始密度为1×108 cell/mL ;4.5.3 光暗比12h/12h不同初始pH值条件下，铜绿微囊藻对氮转化作用;4.5.4 光暗比12h/12h不同初始pH值条件下，铜绿微囊藻对氮转化作用;体系中总氮减少量分别占初始量的25.97%、27.52%和28.16%;4.5.5 不同氮源黑暗培养条件下铜绿微囊藻对氮转化作用;小结;湖泊水体物质循环;5. 湖泊磷循环;不同磷浓度对铜绿微囊藻的磷代谢;开始时水体中溶解性磷浓度有一个大幅下降，表明藻在对数生长初期，有一个从水中快速吸磷的过程，这与藻中磷含量在初期的上升是相一致的。 藻处于??数生长期时，水中溶解性磷的浓度保持相当稳定，仅有小幅波动。因此，在批式培养过程中铜绿微囊藻首先从外界吸收大量的磷贮存在体内，在后来的生长过程中主要利用藻体内的磷来满足其生长代谢的需要，而与外界磷浓度的高低无关。 在铜绿微囊藻的生长过程中，对磷的利用具有特殊性，在藻对数生长初期，可以从水体中大量吸收磷，贮存在体内，从而导致其细胞内磷含量不断下降。;湖泊沉积物中解磷细菌作用;湖泊沉积物中解磷细菌作用;湖泊沉积物中解磷细菌作用;湖泊沉积物中解磷细菌;湖泊沉积物中解磷细菌;不同季节解磷菌的菌株数;太湖沉积物中碱性磷酸酶活性垂直分布;太湖沉积物中碱性磷酸酶活性垂直分布 ;太湖沉积物中碱性磷酸酶活性垂直分布;太湖沉积物中碱性磷酸酶活性垂直分布;小结;湖泊水体物质循环;6. 展望;本课题组