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實驗室觀察文石在海底溶解的緩沖效應(yīng)
該研究通過實驗室實驗和模型模擬,探究了文石(aragonite)在海底溶解時對方解石(calcite)溶解的緩沖效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)文石溶解于方解石沉積物中時,其釋放的堿性物質(zhì)會提高局部pH值和碳酸鹽濃度,從而減緩甚至抑制方解石的溶解。這一現(xiàn)象被稱為“深海的碳酸鹽電偶保護效應(yīng)”(galvanization)。研究結(jié)合pH微剖面測量和成巖模型,揭示了文石溶解對海底碳酸鹽循環(huán)的關(guān)鍵作用。
寡營養(yǎng)大陸架沉積物中的反硝化、厭氧氨氧化和DNRA
該研究聚焦新西蘭東北部寡營養(yǎng)大陸架沉積物的氮循環(huán)過程,發(fā)現(xiàn)反硝化是主要氮去除途徑(65–284 μmol N m?2 d?1),厭氧氨氧化貢獻較小(2–19%),DNRA幾乎可忽略。研究結(jié)合微生物群落分析,發(fā)現(xiàn)變形菌門(Proteobacteria)和浮霉菌門(Planctomycetota)是驅(qū)動反硝化的關(guān)鍵類群,反硝化速率與氧滲透深度負相關(guān),與宏體動物豐度正相關(guān)。全球數(shù)據(jù)對比顯示,傳統(tǒng)高估了大陸架脫氮作用(原估20%海洋脫氮,修正為53.5±8.1 Tg N yr?1),主因采樣偏向北半球富營養(yǎng)化區(qū)域。
維斯瓦河羽流區(qū)(格但斯克灣)沿岸沉積物中微生物硝酸鹽還原的空間和季節(jié)模式
研究在波羅的海南部格但斯克灣的維斯瓦河羽流區(qū),通過春季(低溫高硝酸鹽)和夏季(高溫低硝酸鹽)的原位沉積物培養(yǎng)實驗,揭示了微生物硝酸鹽還原過程(反硝化和異化硝酸鹽還原為銨DNRA)的時空變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn): 反硝化速率隨深度增加,夏季顯著高于春季,主要依賴沉積物內(nèi)部硝化作用產(chǎn)生的硝酸鹽(Dn占比>80%)
在受干擾較小的紅樹林中,非典型非反硝化菌N2O還原酶的高豐度和表達水平驅(qū)動強烈的微生物N2O消耗速率
摘要研究了伯爾慕達紅樹林沉積物中微生物對N2O的消耗能力及其在短期營養(yǎng)富集下的穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)紅樹林沉積物在自然和適度富營養(yǎng)條件下均為N2O的凈吸收區(qū)(-0.22至-0.30 μmol N2O m?2 d?1),表明其N2O消耗能力超過硝化和反硝化產(chǎn)生的潛力。分子數(shù)據(jù)顯示,紅樹林中非典型反硝化菌的nosZII基因豐度和表達水平顯著高于產(chǎn)生N2O的NESAP(東北亞北極太平洋)大陸邊緣沉積物。NESAP沉積物的N2O凈排放與典型反硝化菌nosZI基因的高表達相關(guān),而紅樹林中nosZII主導(dǎo)的微生物群落作為低氮系統(tǒng)的N2O清除者發(fā)揮關(guān)鍵作用。
底棲無脊椎動物群落與水體及沉積物非生物條件的關(guān)系
該研究探討了水體(如鹽度、溫度)和沉積物(如粒度、碳酸鹽化學(xué)參數(shù))的非生物條件對潮間帶底棲無脊椎動物群落及雙殼類幼體豐度的影響。研究區(qū)域位于加拿大新不倫瑞克省的兩個海洋環(huán)境差異顯著的區(qū)域——芬迪灣(高潮差)和圣勞倫斯灣南部(低潮差)。通過2020-2021年的數(shù)據(jù),采用多變量和單變量統(tǒng)計模型分析發(fā)現(xiàn),碳酸鹽化學(xué)參數(shù)(沉積物pH、水體/沉積物堿度)是解釋底棲群落組成和生物指標(物種豐富度、總豐度、雙殼類豐度)的重要驅(qū)動因素。在芬迪灣,沉積物pH解釋了16.9%的群落變異,而在圣勞倫斯灣南部,鹽度是主要驅(qū)動因素(9.8%)。研究指出,未來海洋酸化可能通過改變碳酸鹽化學(xué)條件(如pH和堿度)顯著影響底棲生物群落。
電纜細菌通過水柱擴散在新生沉積環(huán)境中定殖
該論文研究了海洋電纜細菌在氧化水柱中的有效擴散機制及其在新沉積環(huán)境中的定殖能力。電纜細菌具有獨特的遠距離電子傳遞代謝方式,但其活性受氧氣抑制。通過分隔微宇宙實驗發(fā)現(xiàn),電纜細菌以片段形式(約15個細胞的中位尺寸)從源沉積物釋放到上覆水體中,約30%的片段附著在沉積顆粒上。這些片段通過氧化水層運輸并成功定殖于滅菌的"目標"沉積物中,每個目標核心僅含單一菌株。現(xiàn)場鹽沼溪流觀測驗證了片段釋放現(xiàn)象,提出了電纜細菌通過附著顆粒保護實現(xiàn)氧化水層擴散的模型。
從藻類到水生植物的生境變化下湖泊沉積物中鎢的遷移和轉(zhuǎn)化特征
該研究探討了不同生境(藻類主導(dǎo)區(qū)與水生植物主導(dǎo)區(qū))下湖泊沉積物中鎢(W)的遷移特性。發(fā)現(xiàn)藻類主導(dǎo)區(qū)的孔隙水中溶解態(tài)鎢的濃度和釋放通量顯著高于水生植物區(qū),原因是藻源溶解有機質(zhì)(DOM)與鎢競爭吸附位點,同時DOM促進鐵(Fe)/錳(Mn)氧化物的還原溶解,導(dǎo)致鎢釋放。水生植物通過吸收鎢和原位形成Fe(III)/Mn(IV)氧化物抑制鎢釋放。結(jié)論指出,水生植物能有效控制沉積物中鎢的釋放。
沉積物氧吸收與缺氧:河口及近岸海洋的簡易質(zhì)量平衡模型
摘要指出沿海缺氧現(xiàn)象因富營養(yǎng)化加劇和分層導(dǎo)致的底部氧氣補給減少而惡化。研究以珠江口(PRE)為例,結(jié)合觀測數(shù)據(jù)和模型分析,量化了生物地球化學(xué)(如沉積物耗氧)和物理驅(qū)動因素(如分層)對缺氧的影響。結(jié)果顯示:珠江口沉積物消耗了水柱中60%以上的有機質(zhì),平均氧吸收速率為41.1±16.3 mmol m?2 d?1;底部邊界層(BBL)越薄,沉積物對缺氧的貢獻越顯著。研究構(gòu)建了一個通用質(zhì)量平衡模型,可用于跨系統(tǒng)比較缺氧形成時間和條件。
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