閩江河口潮灘濕地鐵異化還原及其對(duì)有機(jī)質(zhì)厭氧氧化的影響
發(fā)布時(shí)間:2022-01-16 20:45
鐵異化還原對(duì)河口潮灘濕地有機(jī)質(zhì)代謝有著深遠(yuǎn)的影響。為了深入研究河口潮灘濕地鐵異化還原的過(guò)程,本文以我國(guó)東南沿海閩江河口鱔魚(yú)灘短葉茳芏(Cyperus malaccensis)潮灘濕地作為研究對(duì)象,以潮灘橫剖面作為空間研究區(qū)域,通過(guò)野外樣品采集和室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),開(kāi)展鐵的形態(tài)與含量分布、鐵還原的動(dòng)力學(xué)過(guò)程以及鐵異化還原對(duì)有機(jī)質(zhì)厭氧氧化的貢獻(xiàn)三個(gè)科學(xué)問(wèn)題的研究;钚澡F在河口潮灘濕地沉積物中存在著多種不同的形態(tài),其中非硫Fe(Ⅱ)的含量>Fe(Ⅲ)的含量>鐵硫化物的含量。這些不同形態(tài)的鐵受到pH、Eh、鹽分、SO42-和有機(jī)質(zhì)等環(huán)境因子的影響,在潮灘剖面上呈現(xiàn)出獨(dú)特的地球化學(xué)分帶。鐵的氧化物主要分布在高潮灘的表層,鐵的硫化物主要集中在鹽分含量較高的低潮灘,非硫Fe(Ⅱ)分布在整個(gè)潮灘剖面上,但在高潮灘的深層沉積物中才出現(xiàn)富集。鐵還原的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鐵的還原過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程。鐵還原的初始速率受到Fe(Ⅲ)礦物含量的影響,速率變化則受到Fe(Ⅲ)礦物異質(zhì)性的控制。由于Fe(Ⅲ)礦物的異質(zhì)性,真正能被微生物利用的Fe(Ⅲ)礦物的含量只占傳統(tǒng)化學(xué)浸提方法測(cè)得的高活性鐵礦物含量的...
【文章來(lái)源】:福建師范大學(xué)福建省
【文章頁(yè)數(shù)】:177 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
中文文摘
緒論
1 選題背景
2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
2.1 鐵異化還原過(guò)程與電子傳遞的機(jī)理
2.2 河口潮灘濕地
2.3 鐵異化還原對(duì)有機(jī)質(zhì)厭氧氧化的貢獻(xiàn)
2.4 鐵異化還原過(guò)程的控制因子
2.5 動(dòng)植物對(duì)鐵異化還原的影響
2.6 鐵與硫酸根異化還原的競(jìng)爭(zhēng)
2.7 河口潮灘濕地鐵異化還原的時(shí)空變化特征
2.8 尚存的不足與問(wèn)題
3 研究?jī)?nèi)容、意義與技術(shù)路線
3.1 研究?jī)?nèi)容
3.2 研究意義
3.3 技術(shù)路線
第一章 研究區(qū)域與研究方法
1.1 研究區(qū)域概況
1.1.1 閩江河口
1.1.2 采樣區(qū)
1.2 研究方法
1.2.1 地形與水文測(cè)量
1.2.2 樣品的野外采集
1.2.3 樣品的室內(nèi)處理
1.2.4 沉積物、孔隙水與潮水特征分析
1.2.5 礦物相分析
1.3 實(shí)驗(yàn)方案
1.3.1 鐵的形態(tài)與含量分布研究實(shí)驗(yàn)
1.3.2 鐵還原動(dòng)力學(xué)研究實(shí)驗(yàn)
1.3.3 鐵異化還原速率研究實(shí)驗(yàn)
1.4 計(jì)算與分析
1.4.1 一般數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析
1.4.2 不同形態(tài)鐵與環(huán)境因子空間分布驅(qū)動(dòng)力分析
1.4.3 潮灘剖面地學(xué)統(tǒng)計(jì)分析與剖面圖繪制
1.4.4 熱力學(xué)分析
第二章 閩江河口潮灘濕地沉積物中鐵的形態(tài)與含量分布
2.1 潮汐水文與地形
2.2 沉積物與孔隙水的物理與地球化學(xué)特征
2.2.1 空間相關(guān)性分析
2.2.2 沉積物密度與含水量
2.2.3 孔隙水pH與Eh
2.2.4 鹽分
2.2.5 硫酸根與Cl~-:SO_4~(2-)摩爾比
2.2.6 有機(jī)質(zhì)
2.3 不同形態(tài)鐵的含量與分布
2.3.1 空間相關(guān)性分析
2.3.2 固相Fe(Ⅲ)
2.3.3 孔隙水Fe~(2+)與固相非硫Fe(Ⅱ)
2.3.4 鐵的硫化物
2.3.5 殘?jiān)鼞B(tài)鐵與總鐵
2.3.6 指標(biāo)DOS、DOFe(Ⅱ)與DOFe(Ⅲ)
2.3.7 礦物相特征
2.4 不同形態(tài)鐵分布的驅(qū)動(dòng)力
2.4.1 不同形態(tài)鐵與高程的關(guān)系
2.4.2 不同形態(tài)鐵與環(huán)境因子的關(guān)系
2.5 漲退潮期間元素交換
2.6 鐵的地球化學(xué)分帶
2.7 本章小結(jié)
第三章 閩江河口潮灘濕地鐵還原動(dòng)力學(xué)過(guò)程
3.1 潮汐浸沒(méi)頻率
3.2 表層沉積物與孔隙水特征
3.3 表層沉積物活性鐵的含量與分布
3.4 鐵還原的動(dòng)力學(xué)過(guò)程
3.4.1 初始Fe(Ⅲ)含量(M_0)
3.4.2 礦物異質(zhì)性(γ)
3.4.3 初始速率常數(shù)(k')
3.4.4 還原速率(J)
3.4.5 可還原性Fe(Ⅲ)(M_0—M_(240))
3.5 對(duì)照實(shí)驗(yàn)
3.6 鐵還原動(dòng)力學(xué)參數(shù)沿潮灘浸沒(méi)梯度的變化
3.7 本章小結(jié)
第四章 閩江河口潮灘濕地鐵異化還原對(duì)有機(jī)質(zhì)厭氧氧化的貢獻(xiàn)
4.1 潮汐浸沒(méi)頻率
4.2 生物地球化學(xué)分帶
4.2.1 酸堿性、氧化還原性和鹽分
4.2.2 沉積物物理特征
4.2.3 植物與動(dòng)物
4.3 元素C、N、Fe和S的特征值分布特征
4.3.1 元素C與N分布特征
4.3.2 元素Fe與S分布特征
4.4 有機(jī)質(zhì)厭氧氧化和異化還原速率
4.4.1 有機(jī)碳與有機(jī)氮厭氧氧化速率
4.4.2 鐵與硫酸根異化還原速率
4.5 鐵還原途徑
4.6 有機(jī)質(zhì)厭氧氧化與異化還原的速率控制
4.7 有機(jī)質(zhì)厭氧氧化途徑
4.8 鐵異化還原對(duì)有機(jī)質(zhì)厭氧氧化貢獻(xiàn)率的估算
4.9 本章小結(jié)
第五章 研究結(jié)論
5.1 主要結(jié)論
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 不足和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]貴陽(yáng)市湖泊沉積物中鐵還原菌的季節(jié)分布[J]. 羅光俊,何天容,尹德良,李婷,安艷玲. 生態(tài)學(xué)雜志. 2014(08)
[2]有機(jī)碳源對(duì)水稻土中微生物鐵還原特征的影響[J]. 宋建瀟,吳超,曲東. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[3]不同碳源對(duì)水稻土泥漿中鐵還原特征的影響[J]. 吳超,宋建瀟,曲東. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2012(10)
[4]厭氧富集培養(yǎng)對(duì)水稻土中鐵還原菌種群結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉湛,拓曉驊,王保莉,曲東. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2011(08)
[5]東海陸架泥質(zhì)沉積物中固相Fe形態(tài)及其對(duì)有機(jī)質(zhì)、Fe、S成巖路徑的制約意義[J]. 呂仁燕,朱茂旭,李鐵,楊桂朋,鄧霏霏. 地球化學(xué). 2011(04)
[6]閩江口塔礁洲濕地重金屬的分布特征[J]. 蔡海洋,曾六福,方妙真,葛宏力,葉藝貞,曾從盛. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(03)
[7]海洋沉積物中有機(jī)質(zhì)早期成巖礦化路徑及其相對(duì)貢獻(xiàn)[J]. 朱茂旭,史曉寧,楊桂朋,李鐵,呂仁燕. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2011(04)
[8]碳源和淹水時(shí)間對(duì)水稻土微生物Fe(Ⅲ)還原能力的影響[J]. 易維潔,曲東,王慶. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(12)
[9]潮汐鹽濕地甲烷產(chǎn)生及其對(duì)硫酸鹽響應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 王維奇,曾從盛,仝川. 地理科學(xué). 2010(01)
[10]閩江河口短葉茳芏潮汐濕地甲烷排放通量[J]. 曾從盛,王維奇,張林海,林璐瑩,艾金泉,章文龍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(02)
博士論文
[1]閩江河口濕地碳氮循環(huán)關(guān)鍵過(guò)程對(duì)氮輸入的響應(yīng)[D]. 牟曉杰.中國(guó)科學(xué)院研究生院(東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所) 2013
[2]閩江口濕地沉積物重金屬及其評(píng)價(jià)[D]. 蔡海洋.福建師范大學(xué) 2011
本文編號(hào):3593390
【文章來(lái)源】:福建師范大學(xué)福建省
【文章頁(yè)數(shù)】:177 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
中文文摘
緒論
1 選題背景
2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
2.1 鐵異化還原過(guò)程與電子傳遞的機(jī)理
2.2 河口潮灘濕地
2.3 鐵異化還原對(duì)有機(jī)質(zhì)厭氧氧化的貢獻(xiàn)
2.4 鐵異化還原過(guò)程的控制因子
2.5 動(dòng)植物對(duì)鐵異化還原的影響
2.6 鐵與硫酸根異化還原的競(jìng)爭(zhēng)
2.7 河口潮灘濕地鐵異化還原的時(shí)空變化特征
2.8 尚存的不足與問(wèn)題
3 研究?jī)?nèi)容、意義與技術(shù)路線
3.1 研究?jī)?nèi)容
3.2 研究意義
3.3 技術(shù)路線
第一章 研究區(qū)域與研究方法
1.1 研究區(qū)域概況
1.1.1 閩江河口
1.1.2 采樣區(qū)
1.2 研究方法
1.2.1 地形與水文測(cè)量
1.2.2 樣品的野外采集
1.2.3 樣品的室內(nèi)處理
1.2.4 沉積物、孔隙水與潮水特征分析
1.2.5 礦物相分析
1.3 實(shí)驗(yàn)方案
1.3.1 鐵的形態(tài)與含量分布研究實(shí)驗(yàn)
1.3.2 鐵還原動(dòng)力學(xué)研究實(shí)驗(yàn)
1.3.3 鐵異化還原速率研究實(shí)驗(yàn)
1.4 計(jì)算與分析
1.4.1 一般數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析
1.4.2 不同形態(tài)鐵與環(huán)境因子空間分布驅(qū)動(dòng)力分析
1.4.3 潮灘剖面地學(xué)統(tǒng)計(jì)分析與剖面圖繪制
1.4.4 熱力學(xué)分析
第二章 閩江河口潮灘濕地沉積物中鐵的形態(tài)與含量分布
2.1 潮汐水文與地形
2.2 沉積物與孔隙水的物理與地球化學(xué)特征
2.2.1 空間相關(guān)性分析
2.2.2 沉積物密度與含水量
2.2.3 孔隙水pH與Eh
2.2.4 鹽分
2.2.5 硫酸根與Cl~-:SO_4~(2-)摩爾比
2.2.6 有機(jī)質(zhì)
2.3 不同形態(tài)鐵的含量與分布
2.3.1 空間相關(guān)性分析
2.3.2 固相Fe(Ⅲ)
2.3.3 孔隙水Fe~(2+)與固相非硫Fe(Ⅱ)
2.3.4 鐵的硫化物
2.3.5 殘?jiān)鼞B(tài)鐵與總鐵
2.3.6 指標(biāo)DOS、DOFe(Ⅱ)與DOFe(Ⅲ)
2.3.7 礦物相特征
2.4 不同形態(tài)鐵分布的驅(qū)動(dòng)力
2.4.1 不同形態(tài)鐵與高程的關(guān)系
2.4.2 不同形態(tài)鐵與環(huán)境因子的關(guān)系
2.5 漲退潮期間元素交換
2.6 鐵的地球化學(xué)分帶
2.7 本章小結(jié)
第三章 閩江河口潮灘濕地鐵還原動(dòng)力學(xué)過(guò)程
3.1 潮汐浸沒(méi)頻率
3.2 表層沉積物與孔隙水特征
3.3 表層沉積物活性鐵的含量與分布
3.4 鐵還原的動(dòng)力學(xué)過(guò)程
3.4.1 初始Fe(Ⅲ)含量(M_0)
3.4.2 礦物異質(zhì)性(γ)
3.4.3 初始速率常數(shù)(k')
3.4.4 還原速率(J)
3.4.5 可還原性Fe(Ⅲ)(M_0—M_(240))
3.5 對(duì)照實(shí)驗(yàn)
3.6 鐵還原動(dòng)力學(xué)參數(shù)沿潮灘浸沒(méi)梯度的變化
3.7 本章小結(jié)
第四章 閩江河口潮灘濕地鐵異化還原對(duì)有機(jī)質(zhì)厭氧氧化的貢獻(xiàn)
4.1 潮汐浸沒(méi)頻率
4.2 生物地球化學(xué)分帶
4.2.1 酸堿性、氧化還原性和鹽分
4.2.2 沉積物物理特征
4.2.3 植物與動(dòng)物
4.3 元素C、N、Fe和S的特征值分布特征
4.3.1 元素C與N分布特征
4.3.2 元素Fe與S分布特征
4.4 有機(jī)質(zhì)厭氧氧化和異化還原速率
4.4.1 有機(jī)碳與有機(jī)氮厭氧氧化速率
4.4.2 鐵與硫酸根異化還原速率
4.5 鐵還原途徑
4.6 有機(jī)質(zhì)厭氧氧化與異化還原的速率控制
4.7 有機(jī)質(zhì)厭氧氧化途徑
4.8 鐵異化還原對(duì)有機(jī)質(zhì)厭氧氧化貢獻(xiàn)率的估算
4.9 本章小結(jié)
第五章 研究結(jié)論
5.1 主要結(jié)論
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 不足和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]貴陽(yáng)市湖泊沉積物中鐵還原菌的季節(jié)分布[J]. 羅光俊,何天容,尹德良,李婷,安艷玲. 生態(tài)學(xué)雜志. 2014(08)
[2]有機(jī)碳源對(duì)水稻土中微生物鐵還原特征的影響[J]. 宋建瀟,吳超,曲東. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[3]不同碳源對(duì)水稻土泥漿中鐵還原特征的影響[J]. 吳超,宋建瀟,曲東. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2012(10)
[4]厭氧富集培養(yǎng)對(duì)水稻土中鐵還原菌種群結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉湛,拓曉驊,王保莉,曲東. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2011(08)
[5]東海陸架泥質(zhì)沉積物中固相Fe形態(tài)及其對(duì)有機(jī)質(zhì)、Fe、S成巖路徑的制約意義[J]. 呂仁燕,朱茂旭,李鐵,楊桂朋,鄧霏霏. 地球化學(xué). 2011(04)
[6]閩江口塔礁洲濕地重金屬的分布特征[J]. 蔡海洋,曾六福,方妙真,葛宏力,葉藝貞,曾從盛. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(03)
[7]海洋沉積物中有機(jī)質(zhì)早期成巖礦化路徑及其相對(duì)貢獻(xiàn)[J]. 朱茂旭,史曉寧,楊桂朋,李鐵,呂仁燕. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2011(04)
[8]碳源和淹水時(shí)間對(duì)水稻土微生物Fe(Ⅲ)還原能力的影響[J]. 易維潔,曲東,王慶. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(12)
[9]潮汐鹽濕地甲烷產(chǎn)生及其對(duì)硫酸鹽響應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 王維奇,曾從盛,仝川. 地理科學(xué). 2010(01)
[10]閩江河口短葉茳芏潮汐濕地甲烷排放通量[J]. 曾從盛,王維奇,張林海,林璐瑩,艾金泉,章文龍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(02)
博士論文
[1]閩江河口濕地碳氮循環(huán)關(guān)鍵過(guò)程對(duì)氮輸入的響應(yīng)[D]. 牟曉杰.中國(guó)科學(xué)院研究生院(東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所) 2013
[2]閩江口濕地沉積物重金屬及其評(píng)價(jià)[D]. 蔡海洋.福建師范大學(xué) 2011
本文編號(hào):3593390
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