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石油生物修复过程中细菌群落结构的变化

石油生物修复过程中细菌群落结构的变化

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中国海洋湖沼学会第十次全国会员代表大会暨学术研讨会

作者：王慧王彩霞胡晓珂中国科学院烟台海岸带研究所

本研究瞄准海洋溢油事件这一前沿科学问题,以2011年发生于渤海湾的蓬莱19-3油田溢油事件为研究对象,借助环境微生物学经典研究手段——变性梯度凝胶电泳（denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE）、克隆文库,研究渤海底泥细菌...

本研究瞄准海洋溢油事件这一前沿科学问题,以2011年发生于渤海湾的蓬莱19-3油田溢油事件为研究对象,借助环境微生物学经典研究手段——变性梯度凝胶电泳（denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE）、克隆文库,研究渤海底泥细菌群落结构在石油胁迫条件下的响应与变化;并通过气相气象色谱技术研究石油烃的降解。结果表明,石油烃胁迫14d后,底泥中细菌群落结构发生明显变化;石油烃中脂肪烃（C1-C25）被明显降解,尤其在添加分散剂（吐温-20）样品中,细菌的降解效果更为突出。本研究揭示了细菌在石油污染修复中的重要作用及其在污染胁迫下群落结构的变化和响应,为溢油事故后海洋生态环境安全的评估及生物修复提供了理论依据。

关键词：

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微藻对316L不锈钢在f/2培养液中电化学腐蚀行为影响研究

微藻对316L不锈钢在f/2培养液中电化学腐蚀行为影响研究

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中国海洋湖沼学会第十次会员代表大会暨2012海洋腐蚀与生物污损学术研讨会

作者：刘淑霞张盾中国科学院海洋研究所青岛266071

微生物腐蚀是海洋腐蚀的一个重要方面，对该过程的深入了解并实现合理防治对于开发利用海洋具有重要意义。水体中的细菌和微藻是引起微生物腐蚀的主体，但由于微生物学家对细菌引起的金属腐蚀行为的认识明显高于微藻等原因，在过去很长... 详细信息

微生物腐蚀是海洋腐蚀的一个重要方面，对该过程的深入了解并实现合理防治对于开发利用海洋具有重要意义。水体中的细菌和微藻是引起微生物腐蚀的主体，但由于微生物学家对细菌引起的金属腐蚀行为的认识明显高于微藻等原因，在过去很长一段时间的微生物腐蚀研究史中，研究者主要以细菌作为研究对象，对微藻引起的腐蚀研究较少。近些年来现场调查结果表明微藻其实在微生物腐蚀方面起着很关键的作用。本研究以316L不锈钢(316L SS)作为海洋工程材料代表，通过测定开路电位、交流阻抗以及极化曲线等电化学手段研究小球藻和新月菱形藻对该材料在f/2培养液中电化学腐蚀行为影响。本研究的目的是揭示典型近海污损微藻在无菌情况下对金属材料电化学腐蚀影响及其影响机制。

关键词：不锈钢电化学腐蚀微藻培养液海洋环境

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污水生物处理系统中VBNC菌群的分离研究

污水生物处理系统中VBNC菌群的分离研究

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第十五次全国环境微生物学学术研讨会

作者：丁林贤张萍华洪华嫦王方园林红军金杨申秀英苏晓梅金夷王晓晔刘兴唐一平吴冬梅张慧芳横田明浙江师范大学地理与环境科学学院浙江师范大学化学与生命科学学院浙江科技学院生物与化学工程学院浙江大学环境与资源学院浙江师范大学地理与环境科学学院日本东京大学分子细胞生物学研究所

环境中可培养的微生物只有0.01-4％,绝大部分处于活的但非可培养(VBNC)状态.因此不仅限制了人们对微生物多样性的认识,导致大量的微生物资源不能被开发利用,而且对于多种环境中微生物的存在形式及其功能尚未能真正把握.复苏促进因子(Rpf... 详细信息

环境中可培养的微生物只有0.01-4％,绝大部分处于活的但非可培养(VBNC)状态.因此不仅限制了人们对微生物多样性的认识,导致大量的微生物资源不能被开发利用,而且对于多种环境中微生物的存在形式及其功能尚未能真正把握.复苏促进因子(Rpf)是世界上首次发表的由藤黄微球菌分泌的信号蛋白分子,过去十数年的研究主要集中在医学流行病学方面,Rpf能使自身处于VBNC状态类似于休眠的细胞复活,调控细胞的繁殖过程,同时表明对近缘结核分枝杆菌属的部分处于VBNC状态菌种的复苏并刺激其正常的生长.笔者在利用Rpf针对土壤细菌应答的研究基础之上,扩大其在其他污水生物深度处理系统中的应答反应,旨在验证多种环境中VBNC菌群的存在,解析对Rpf应答种群的组成,期望为探索Rpf对研究获取微生物资源的方法及其应用研究提供科学依据.

关键词：污水处理微生物生物多样性分离鉴定

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海洋微生物腐蚀研究进展

海洋微生物腐蚀研究进展

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中国海洋湖沼学会第十次会员代表大会暨2012海洋腐蚀与生物污损学术研讨会

作者：段继周侯保荣中国科学院海洋研究所海洋腐蚀与防护研究发展中心青岛 266071

海洋环境下，材料在海水中腐蚀过程的主要特征之一是海水的生物活性所引起的微生物腐蚀。海洋工程材料的微生物腐蚀及其随后的生物污损是一个极其严重的经济与环境问题，是影响海洋工程设施安全和性能的关键因素。海洋微生物腐蚀机理、... 详细信息

海洋环境下，材料在海水中腐蚀过程的主要特征之一是海水的生物活性所引起的微生物腐蚀。海洋工程材料的微生物腐蚀及其随后的生物污损是一个极其严重的经济与环境问题，是影响海洋工程设施安全和性能的关键因素。海洋微生物腐蚀机理、生物污损机理及其相关控制技术是国际海洋腐蚀领域、生物污损领域尚未完全充分认识和解决的重大科学和技术问题。本文在综述国内外有关研究进展的基础上，对海洋微生物腐蚀的部分研究结果进行了介绍，并对今后海洋生物腐蚀与污损研究做了展望。
　　提出海洋腐蚀的典型特征之一是微生物活动所引起的微生物腐蚀现象。国内外包括笔者的实验证实了金属材料在天然海水和灭菌海水中腐蚀规律的不同，可以广义的分为微生物腐蚀加速和微生物腐蚀抑制现象。
　　对钢铁等表面的天然微生物群落开展了微生物生态、微生物学和分子生物学分析研究，富集并纯化培养出若干种腐蚀微生物，如硫酸盐还原细菌、铁氧化细菌和铁还原细菌等。对钢铁锈层、不锈钢和防污涂层等表而的微生物群落开展了初步的微生物群落分析。
　　对分离自钢铁锈层中的一株硫酸盐还原细菌的腐蚀行为和腐蚀机理开展了深入研究。
　　对硫酸盐还原细菌的微生物腐蚀控制技术开展了研究，对硝酸盐生物竞争控制技术、绿色杀菌剂和抗微生物腐蚀材料的研究做了简要介绍。

关键词：金属材料海洋环境微生物腐蚀硫酸盐还原细菌

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渤黄海微生物氮循环过程及其对漏油的响应

渤黄海微生物氮循环过程及其对漏油的响应

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中国海洋湖沼学会第十次全国会员代表大会暨学术研讨会

作者：龚骏张晓黎中国科学院烟台海岸带研究所

渤海是我国唯一的内海,接受了全国约50%的陆源污染物,水体交换慢,致生态环境严重恶化,有成为"死海"的可能;近几年渤海油田漏油事件更使渤海生态环境雪上加霜,其生态效应很可能影响其邻近的北黄海。2011年6月渤海油田发生大量... 详细信息

渤海是我国唯一的内海,接受了全国约50%的陆源污染物,水体交换慢,致生态环境严重恶化,有成为"死海"的可能;近几年渤海油田漏油事件更使渤海生态环境雪上加霜,其生态效应很可能影响其邻近的北黄海。2011年6月渤海油田发生大量原油泄漏事件,部分原油被海流带动、扩散、沉到海底。在当年6月、11月,我们在渤海及北黄海的20个站点的表层沉积物进行了取样,通过qPCR及15N稳定同位素追踪法,分析了沉积物中N循环功能类群的丰度及硝化、反硝化、厌氧氨氧化过程速率的空间变化。主要结果概括如下:对沉积物中功能基因amoA、nirS、nirK、nosZ、anammox16S基因的空间分布进行了测定。硝化速率在近渤海湾处最高;N2产生总速率（反硝化与厌氧氨氧化速率之和）在渤海近中心区最高,渤海比北黄海高;反硝化速率的分布规律与总脱氮速率基本一致;而厌氧氨氧化速率在近渤海湾处最高,最低点则出现在总脱氮速率最高的漏油区站点;厌氧氨氧化对N2产生的贡献率为0-29.4%,在渤海湾和莱州湾口处最高,最低点也在漏油区站点;相关分析表明,氨氧化古菌（AOA）对硝化过程具有重要贡献。厌氧氨氧化细菌丰度与厌氧氨氧化速率和贡献率密切相关。本工作揭示了漏油污染对渤黄海底栖微生物过程对营养盐循环的影响;作为基期研究,也为渤黄海海底生态功能与环境质量的长期监测提供重要参考。

关键词：微生物氮循环功能基因稳定同位素过程速率

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渤海漏油事件对真核微生物多样性的影响

渤海漏油事件对真核微生物多样性的影响

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中国海洋湖沼学会第十次全国会员代表大会暨学术研讨会

作者：龚骏施斐中国科学院烟台海岸带研究所

2011年6月渤海油田发生重大漏油事故,更使渤海生态环境雪上加霜,其生态效应很可能影响其邻近的北黄海。微生物是生物地球化学循环的主要驱动者,其中真核微生物（微藻、原生动物、真菌）是近海初级生产、微食物环、物质降解的重要贡献者... 详细信息

2011年6月渤海油田发生重大漏油事故,更使渤海生态环境雪上加霜,其生态效应很可能影响其邻近的北黄海。微生物是生物地球化学循环的主要驱动者,其中真核微生物（微藻、原生动物、真菌）是近海初级生产、微食物环、物质降解的重要贡献者,也可能导致赤潮的产生,对沉积物中微生物群落结构与活动的研究是评价近海生态系统功能与服务的重要内容。2011年6月渤海油田发生大量原油泄漏事件,部分原油被海流带动、扩散、沉到海底。此事件对渤黄海沉积物中真核生物多样性产生怎样的影响是我们关心的问题。在当年6月、11月,我们在渤海及北黄海的20个站点的表层沉积物进行了取样,通过DNA提取及454高通量测序,分析了沉积物中真核微生物类群的多样性、群落结构及其时空分布特征,结果如下:测序共得到近50万条原始序列真核生物,其中高质量数据有29万条左右,共得到22288个分类操作单元（OUT）。通过所获得的序列信息可以了解沉积物中各大类群（如甲藻、鞭毛虫、纤毛虫、肉足虫、有孔虫、真菌、小型后生动物等）的种类组成、相对丰度与多样性。分析发现,从序列条数的比例来看,囊泡类＞后生动物＞鞭毛类,其他原生生物和真菌类群所占比例较低。各站点的生物多样性指数的时空分布明显,主要受区域的影响,且在漏油区较近站点群落结构发生巨大变化,多样性指数也明显降低。本工作揭示了漏油污染对渤黄海底栖微生物多样性、赤潮风险的影响;作为基期研究,也为渤黄海海底生态功能与环境质量的长期监测提供重要参考。

关键词：渤海漏油底栖微型生物原生生物群落结构时空分布

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LGM热带西太平洋的高生产力和亚氧化底层水:对大气pCO2冰期旋回机制的启示

LGM热带西太平洋的高生产力和亚氧化底层水:对大气pCO2冰期旋回机...

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中国海洋湖沼学会第十次全国会员代表大会暨学术研讨会

作者：熊志方李铁刚 Algeo Thomas 常凤鸣南青云中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室 Department of Geology University of Cincinnati

大气CO2分压（pCO2）冰期旋回的成因机制一直悬而未决,其中南大洋深部环流流通状况变化对CO2的封存或去气被认为扮演重要角色。然而,最近的研究表明末次盛冰期（LGM）赤道太平洋深部存在加深的呼吸CO2库,可以解释末次冰期减少的80ppmv... 详细信息

大气CO2分压（pCO2）冰期旋回的成因机制一直悬而未决,其中南大洋深部环流流通状况变化对CO2的封存或去气被认为扮演重要角色。然而,最近的研究表明末次盛冰期（LGM）赤道太平洋深部存在加深的呼吸CO2库,可以解释末次冰期减少的80ppmv的大气pCO2。疑问是这一重要发现能否存在于赤道向南、北扩展的低纬热带太平洋。利用东菲律宾海帕里西维拉海盆含LGM沉积的Ethmodiscus rex纹层硅藻席（LDM）岩芯WPD-03孔中的元素和（硫）同位素地球化学重建了LGM热带西太平洋的生产力状况和氧化还原沉积环境。研究表明,LDM沉积期古生产力维持在高稳定状态,估计的初级生产力、有机碳雨率（Rainrates）和埋藏生产力平均分别为248.42g/m2yr、61.93g/m2yr和5.27g/m2yr,其初级生产力与现代高生产力的上涌海区可比。LDM沉积期,沉积环境处于还原条件,细菌硫酸盐还原（BSR）发生于硫酸盐不受限的开放系统,且还原态硫经过了中间硫相微生物歧化反应的再循环;硫铁矿形成受限于有机质而非活性铁的可利用度。这些特征综合表明LDM沉积于硫化缺氧环境,但底层水为亚氧化条件。LDM沉积期的还原沉积环境并不是大洋侧向环流减弱引起的水体滞流造成,而主要是***勃发导致的大规模有机质输出到海底而耗尽溶解O2所致。LGM增强的初级生产力状况和亚氧化的底层水条件联合表明巨大的呼吸CO2库也存在于低纬东菲律宾海深部,支持冰期太平洋深部可能存在盆地尺度的巨大呼吸CO2库,从而调控大气pCO2的冰期-间冰期变化。

关键词： Ethmodiscus rex 硅藻席古生产力氧化还原条件东菲律宾海末次盛冰期

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改性粘土治理有害藻华东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)对水体营养环境的影响

改性粘土治理有害藻华东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)对水...

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中国海洋湖沼学会第十次全国会员代表大会暨学术研讨会

作者：卢光远宋秀贤俞志明中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室中国科学院研究生院

改性粘土作为经济、高效、环境友好型材料在治理有害藻华方面应用广泛,并在我国近岸开放水域得到成功实施。考虑到改性泥土用量和非自然添加的影响,有必要进行改性粘土治理有害藻华后期生态环境效应的研究,尤其是对于水产养殖区、体育... 详细信息

改性粘土作为经济、高效、环境友好型材料在治理有害藻华方面应用广泛,并在我国近岸开放水域得到成功实施。考虑到改性泥土用量和非自然添加的影响,有必要进行改性粘土治理有害藻华后期生态环境效应的研究,尤其是对于水产养殖区、体育赛事区和旅游区等敏感水域。本研究在月尺度上开展了有害藻华东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)衰亡期及0.4g/L改性高岭土治理藻华两对比体系的藻生长状态、pH、活体荧光值和营养盐变化特点研究。通过测定TN、TP、TIN、TIP、TDN、TDP浓度,了解对比体系中颗粒态与溶解态间形态转化特征;测量NO3-N、NO2-N、NH4-N和PO4-P浓度获得水体中溶解无机营养元素变化规律。分析结果表明,改性粘土能够有效去除东海原甲藻并影响其后期生长,改性粘土添加3.5h后去除率达到55.56%,并且能够遏制留存藻体的二次藻华爆发;改性高岭土能够在沉降藻体的同时高效吸附有机磷和无机磷组分,在月尺度上不会出现磷的解析或再释放,最终水体中磷酸盐降低了85%;改性高岭土对水体三氮NO3-N、NO2-N、NH4-N均有不同程度的吸附,铵盐吸附最为明显,亚硝酸盐次之,硝酸盐较少降低了约14%,这些组分间也发生着相互转化过程;在低氧密闭条件下,改性高岭土在月尺度上对有机组分有一定保护作用,通过金属-有机物螯合作用、协同作用以及电荷中和作用降低了有机物与水体的接触面和有机物表面的氧化接触位点,同时改性高岭土沉降过程中吸附去除游离细菌,有效阻止藻源有机物的微生物降解过程。该研究系统阐述了改性粘土治理有害藻华(***)对水体营养环境的影响变化,以期为野外治理提供理论支持。

关键词：改性粘土高岭土有害藻华(HABs) 氮磷东海原甲藻

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真核藻类群落特异性PCR引物的设计与评估

真核藻类群落特异性PCR引物的设计与评估

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中国海洋湖沼学会第十次全国会员代表大会暨学术研讨会

作者：董声俞志明宋秀贤中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室中国科学院研究生院

由于真核藻类形态学上的复杂性,分子系统学分类法凭借其准确的分辨能力日益受到分类学界的重视,基于rDNA定种的群落多样性分析逐渐成为评估环境微生物多样性的主要方法。18SrDNA长期以来被用于真核藻类群落多样性分析;色素体16S rDNA作... 详细信息

由于真核藻类形态学上的复杂性,分子系统学分类法凭借其准确的分辨能力日益受到分类学界的重视,基于rDNA定种的群落多样性分析逐渐成为评估环境微生物多样性的主要方法。18SrDNA长期以来被用于真核藻类群落多样性分析;色素体16S rDNA作为光合生物特有的基因,近年来逐步开始用于真核藻类群落多样性分析。然而,随着18S rDNA数据库的不断扩增,早期报道的PCR引物很难覆盖大部分的真核生物类群;另一方面,已报道的色素体16S rDNA PCR引物很难排除蓝细菌DNA的干扰。因此,为了更好地评估真核藻类群落多样性,需要对已报道的18S与色素体16S rDNA PCR引物进行评估,并试图设计扩增效果更好的PCR引物。为此,本研究利用18S rDNA数据库（Silva111）、16S rDNA数据库（RDP-Ⅱ）组建DNA子数据库,应用Primrose软件生成PCR备选引物,并结合Taxman软件与Oligo软件对引物扩增效果进行理论性评估,并通过长江口沉积物柱状样DNA真核藻类群落多样性分析对新引物进行扩增效果的实际评估。结果表明,PCR引物设计环节,通过运行Primrose共产生引物简并碱基数≦1的18SrDNA、色素体16SrDNA备选引物106条、123条。PCR引物理论扩增能力评估环节,Taxman与Oligo分析结果显示,18SrDNA已报道的1-516引物真核藻类的总扩增比例为19.8%,新设计的1143-1637引物相应值为66.8%;16SrDNA已报道的491-1313引物真核藻类的总扩增比例为24.3%,新设计的1050-1346引物相应值为63.2%。分别使用新设计18S、色素体16SrDNA引物1143-1637与1050-1346对沉积物DNA进行PCR扩增,均获得单一目的条带。对色素体16SrDNA引物1050-1346扩增产物进行DGGE-切胶-DNA测序分析,发现了伪矮海链藻（Thalassiosira pseudonana）、三眼小盘藻（Minidiscus triocutatus）、小球藻（Chlorella spp.）等藻类DNA的存在,且未检测到蓝细菌rDNA的扩增。根据以上结果可以初步确定,基于数据库与软件分析对类群特异性PCR引物的设计与评估具有一定的可行性,应用该方法得到的PCR引物适用于真核藻类群落多样性的初步分析。

关键词：真核藻类类群特异性PCR引物 DGGE 沉积物

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滨海湿地沉积物的有机碳来源

滨海湿地沉积物的有机碳来源

引用

中国海洋湖沼学会第十次全国会员代表大会暨学术研讨会

作者：王启栋宋金明李学刚袁华茂李宁段丽琴中国科学院海洋研究所生态与环境科学重点实验室中国科学院大学

滨海湿地处于陆地和海洋的交接地带,受海、陆过程的双重影响,物质的交汇转化复杂多变。大量的研究表明,滨海湿地因其特殊的环境条件而具有较高的碳沉积速率,很有可能是被忽视的一个重要的碳的汇区。一个地区是碳汇还是碳源取决于该地区... 详细信息

滨海湿地处于陆地和海洋的交接地带,受海、陆过程的双重影响,物质的交汇转化复杂多变。大量的研究表明,滨海湿地因其特殊的环境条件而具有较高的碳沉积速率,很有可能是被忽视的一个重要的碳的汇区。一个地区是碳汇还是碳源取决于该地区碳的输入和输出之间的平衡,输入大于输出,则碳在该地区累积,反之碳从该地区的储库中释放。研究某一地区有机碳的埋藏速率,可以直观的指示该区域碳汇能力的大小。滨海湿地的有机碳埋藏受多种因素的影响,整个过程十分复杂,既包括光合作用、呼吸作用、细菌分解等生化过程,也包括土壤颗粒吸附、生物扰动、水动力和土地利用变化等物理过程。碳的输入是整个过程的开始,清楚认识滨海湿地的碳来源对了解有机碳埋藏的完整机理十分重要。滨海湿地的地表植被是沉积物中有机碳的主要来源。通过比较有植被覆盖的区域和光滩沉积物的有机碳含量,可以明显看出植被来源有机碳对沉积物的贡献。不同的植被类型向土壤输入有机碳的能力也不同,这取决于植物初级生产力的大小,尤其是地下生产力的大小或者根系的发达程度。除了直接向沉积物中输入有机碳以外,植被的存在还能改变湿地的水动力以及土壤的粒度,从而影响有机碳的保存。除了大型植被外,滨海湿地沉积物中有机碳的其他来源还包括水体中的悬浮物质（SPM）、藻类等浮游生物和微生物等,根据不同的环境条件,这些来源的贡献有大有小。在水文发达的区域,SPM对沉积物有机碳的贡献甚至会超过地表植被,SPM的来源既可以是陆源输入,也可能是潮汐带来的海洋中的悬浮物质。在缺少植被覆盖的、靠近海洋的光滩,沉积物有机碳的主要来自于海源的藻类和悬浮物质。不同来源的有机物输入到沉积物中,发生的变化也不一样,因此最后保存在沉积物中的有机碳组成和开始输入进来的也会有较大差异。例如输入到土壤中的植被地上部分的枯落物,一段时间之后大部分被分解,而根部生产力却能被更多的保存。因此,在追踪不同有机碳来源的贡献时,还要注意原始输入和最终保存的区别。研究湿地沉积物碳来源的方法主要是稳定碳同位素法,即用稳定碳同位素比值δ13C来表示碳同位素的丰度。植物的光合作用会优先利用环境中更轻的碳,所制造的有机物δ13C值要低于周围大气环境,产生了碳同位素的分馏现象。不同植物制造有机物的能力不同,碳同位素分馏作用的大小也不同,因此最终形成的δ13C也不同。不同来源的有机物其δ13C会处在不同的范围,如C3植物为-34‰～-23‰,C4植物为-17‰～-9‰,而藻类则落在-23‰～-12‰之间。根据沉积物的δ13C,可以判断不同来源有机物在沉积物中保留下来的比例。在垂直方向上,碳同位素含量的变化还能反演出植被的演替过程。除了沉积物整体的碳同位素分析,还可以分析特定化合物的同位素含量,例如用长链正烷烃的碳同位素分析可以特定的研究高等维管植物来源的有机物对沉积物得贡献。此外,碳同位素分析结合碳氮比分析可提供更准确的碳源信息。

关键词：有机碳来源碳同位因素分析滨海湿地

来源：评论

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