發(fā)布時間：2020-10-25 18:10

　　 紅樹林濕地位于陸海交錯帶,為陸源重金屬污染物進(jìn)入海洋的重要緩沖帶。在中國紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中,紅樹植物根系擾動,互花米草入侵以及底棲蟹類擾動是紅樹林生態(tài)系統(tǒng)典型的生物擾動行為,對紅樹林濕地重金屬遷移轉(zhuǎn)化及生物有效性產(chǎn)生深刻的影響。本研究選取入侵植物互花米草、底棲動物蟹類和三種紅樹植物(白骨壤、秋茄、桐花樹)為研究對象,以土壤-植物根系-微生物-土壤動物相互作用的關(guān)鍵區(qū)域--植物根際區(qū)域和蟹類生存繁殖的場所--蟹類洞為切入點,以紅樹林濕地典型重金屬Cd,Cu,Pb為目標(biāo)重金屬,系統(tǒng)研究擾動界面沉積物中重金屬的結(jié)合與分布以及生物有效性對生物擾動的響應(yīng)特征,闡明生物擾動對沉積物中重金屬遷移的重要載體溶解性有機(jī)質(zhì)(dissovled organic matters,DOM),微生物群落多樣性及酶活性的影響,論文的主要研究結(jié)論如下:1.生物擾動顯著影響了紅樹林沉積物中的重金屬形態(tài)。受紅樹根系擾動的根際沉積物中Cd和Pb形態(tài)分布特征為:殘渣態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)可交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)有機(jī)物及硫化物結(jié)合態(tài),而Cu分布特征為:殘渣態(tài)有機(jī)物及硫化物結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)可交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)。底棲蟹類擾動和米草根系擾動提高了 Cd和Cu的生物可利用性。與未擾動沉積物相比,底棲蟹類掘穴擾動沉積物和互花米草的入侵根系擾動沉積物中可交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)的Cd和Cu含量分別提高184.9%、106.5%和32.5%、33.9%。2.生物擾動改變了沉積物中DOM的特征。采用平行因子分析法(PARAFAC)對沉積物DOM的三維熒光光譜(EEMs)進(jìn)行分析。濕地沉積物樣品中DOM主要含有四個熒光組分:可見類腐殖質(zhì)C1、C3和C4,紫外類腐殖質(zhì)和海洋類腐殖質(zhì)C2,其熒光強(qiáng)度的順序都為C1C2C4C3。對DOM熒光指數(shù)(FI)、生物源指數(shù)(BIX)、腐殖化指數(shù)(HIX)的分析結(jié)果表明,紅樹定植后,FI指數(shù)和BIX指數(shù)分別提高6.9%和51.2%,HIX指數(shù)降低49.8%,沉積物中微生物活動是有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要驅(qū)動力,增加新近產(chǎn)生腐殖質(zhì)成分和降低沉積物中DOM的腐殖質(zhì)程度。蟹類擾動行為提高DOM的腐殖質(zhì)程度,而互花米草的入侵活動降低沉積物中DOM的腐殖質(zhì)程度。分析常見UV-vis吸收光譜特性指標(biāo)(A260、A250/A365、A240/A420、A465/A665、SUVA254 和 SUVA280)可得,紅樹植物定植作用促進(jìn)沉積物中DOM疏水組分比例增大、腐殖化程度和極性增強(qiáng)。蟹類洞穴和互花米草林窗沉積物中DOM疏水組分比例、紫外光和可見光吸收能力、腐殖化程度和極性減弱及芳香化程度分別降低83.0%、27.95%、79.95、75.0%、75.1%和 60.2%、64.3%、59.7%、55.6%、62.9%。3.紅樹植物的根系擾動和林外蟹類擾動增加了根際沉積物微生物群落的物種多樣性,互花米草擾動未有顯著改變。生物擾動顯著提高革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌、細(xì)菌、AM真菌和放線菌特征PLFA含量(p0.05)。紅樹植物林內(nèi)、林外蟹洞和互花米草林內(nèi)沉積物由營養(yǎng)不足的狀態(tài)向營養(yǎng)豐富的狀態(tài)轉(zhuǎn)變,G+/G-分別減小16.5%、23.4%和14.2%。這顯示生物擾動有利于紅樹林沉積物的養(yǎng)分循環(huán)。紅樹植物定植后根際沉積物面臨較強(qiáng)的沉積物環(huán)境脅迫,C/N值升高34.1%,而蟹洞內(nèi)和互花米草根際沉積物面臨的環(huán)境脅迫程度較低,養(yǎng)分有效性分別提高22.8%和44.0%。植物定植、蟹類擾動和互花米草根系擾動提高熒光素二乙酸脂水解酶(FDA)、脲酶和蔗糖酶的酶活性,而植物的根際重金屬富集則抑制過氧化氫酶的活性。4.生物擾動改變了紅樹林沉積物的物理化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì),對重金屬的富集和轉(zhuǎn)化具有重要的驅(qū)動作用。擾動沉積物中微生物群落結(jié)構(gòu)與酶的活性受到重金屬污染和土壤理化性質(zhì)的共同作用,影響重金屬的遷移和轉(zhuǎn)化。DOC的含量與微生物各種群呈顯著相關(guān)(p0.05),協(xié)同影響重金屬的生物有效性。沉積物中FI值與微生物群落呈極顯著相關(guān)(p0.01),即微生物活動是沉積物中有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要驅(qū)動力,而芳香族化合物貢獻(xiàn)很小。沉積物中重金屬的可利用性與DOM的組分和熒光特性顯著相關(guān)(p0.05)。綜上所述,在紅樹林沉積物中,生物擾動行為改變重金屬Cu、Cd和Pb的可利用態(tài),影響重金屬與DOM中的腐殖質(zhì)組分結(jié)合,改變了 DOM的光譜特征,影響金屬的生物有效性;微生物群落多樣性的變化對生物擾動做出積極響應(yīng),與DOM協(xié)同改變重金屬的生物有效性。研究結(jié)果為紅樹林沉積物中重金屬遷移轉(zhuǎn)化及生物有效性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并對進(jìn)一步認(rèn)識紅樹林區(qū)域典型重金屬源-匯轉(zhuǎn)化、區(qū)域污染修復(fù)提供提供科學(xué)參考。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S714
【部分圖文】：

重金屬的匯集地，常見的重金屬污染包括：鐵（Ｆｅ）、錳（Ｍｎ）、鋅（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、??鎘（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、汞（Ｈｇ）、鉻（Ｃｒ）、鎳（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）等［４］。Ｓａｎｄｉｌｙａｎ??等［４］研宄了紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中累積的重金屬進(jìn)入人體內(nèi)可能的途徑（圖１．１）。???＾?ｆ樹ｆ中的ｆ金屬???１?底棲動物??紅樹葉片１?｜草藥和蜂蜜??丨｜」奶和肉，丨雜丨卜?鳥??ｉ類￣水一養(yǎng)殖?１?／?？??Ｊ海草、海藤??■／－????家禽飼料?＾??－卜??農(nóng)產(chǎn)品（水稻、小麥）Ｉ￣￣？??人類??圖１．１紅樹林中重金屬進(jìn)入人體的途１４１??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｈｅａｖｙ?ｍｅｔａｌ?ｆｒｏｍ?ｍａｎｇｒｏｖｅ?ｔｏ?ｈｕｍａｎ１４１??人類食用的生物體可將重金屬通過食物鏈進(jìn)入到人體，紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中主??１??

重金屬的匯集地，常見的重金屬污染包括：鐵（Ｆｅ）、錳（Ｍｎ）、鋅（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、??鎘（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、汞（Ｈｇ）、鉻（Ｃｒ）、鎳（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）等［４］。Ｓａｎｄｉｌｙａｎ??等［４］研宄了紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中累積的重金屬進(jìn)入人體內(nèi)可能的途徑（圖１．１）。???＾?ｆ樹ｆ中的ｆ金屬???１?底棲動物??紅樹葉片１?｜草藥和蜂蜜??丨｜」奶和肉，丨雜丨卜?鳥??ｉ類￣水一養(yǎng)殖?１?／?？??Ｊ海草、海藤??■／－????家禽飼料?＾??－卜??農(nóng)產(chǎn)品（水稻、小麥）Ｉ￣￣？??人類??圖１．１紅樹林中重金屬進(jìn)入人體的途１４１??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｈｅａｖｙ?ｍｅｔａｌ?ｆｒｏｍ?ｍａｎｇｒｏｖｅ?ｔｏ?ｈｕｍａｎ１４１??人類食用的生物體可將重金屬通過食物鏈進(jìn)入到人體，紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中主??１??

明濕地生態(tài)系統(tǒng)中重金屬的生物有效性對生物擾動的響應(yīng)機(jī)制，進(jìn)一步揭示生物??擾動對生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，為河口紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)提供理論支??撐，本研究的學(xué)術(shù)思路和技術(shù)路線如圖１．５所示。??１６??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王安安;孫雪;蔡景波;柴雪良;劉健;商栩;;互花米草入侵對紅樹林濕地潮灘大型底棲動物群落的影響[J];浙江農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年04期

2 劉針鈴;李取生;李慧;李賢;羅進(jìn)群;;氧化還原電位交替變化-淋洗去除灘涂中重金屬[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2014年03期

3 雷秋霜;楊秀虹;方志文;王詩忠;趙云;仇榮亮;;森林新近凋落葉溶出DOM的性質(zhì)及其對菲增溶作用的影響[J];生態(tài)環(huán)境學(xué)報;2014年01期

4 覃雪波;孫紅文;彭士濤;戴明新;;生物擾動對沉積物中污染物環(huán)境行為的影響研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報;2014年01期

5 王卿;;互花米草在上海崇明東灘的入侵歷史、分布現(xiàn)狀和擴(kuò)張趨勢的預(yù)測[J];長江流域資源與環(huán)境;2011年06期

6 趙金秀;胡恭任;于瑞蓮;林永亮;;河口濕地招潮蟹重金屬ICP-AES法測定及風(fēng)險評價[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2010年S2期

7 韓桂琪;王彬;徐衛(wèi)紅;陳貴青;王慧先;張海波;張曉璟;熊治庭;;重金屬Cd、Zn、Cu、Pb復(fù)合污染對土壤微生物和酶活性的影響[J];水土保持學(xué)報;2010年05期

8 吳海明;張建;李偉江;張波;;人工濕地植物泌氧與污染物降解耗氧關(guān)系研究[J];環(huán)境工程學(xué)報;2010年09期

9 張妍;崔驍勇;羅維;;重金屬污染對土壤微生物生態(tài)功能的影響[J];生態(tài)毒理學(xué)報;2010年03期

10 田家怡;李甲亮;陳印平;李建慶;于祥;;黃河三角洲外來入侵物種米草對底泥微生物群落的影響[J];海洋湖沼通報;2009年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王君;互花米草危害福建的風(fēng)險分析與生態(tài)經(jīng)濟(jì)損失評估[D];福建農(nóng)林大學(xué);2010年

本文編號：2855776