氮循环功能基因的生物地理学分布格局研究获进展
微生物(细菌和古细等)是全球生物地球化学循环的重要驱动者。阐明微生物生物地理分布及其驱动过程对于预测环境变化将如何影响生物地球化学循环非常重要。以往微生物生物地理学的研究常常聚焦在物种的层面。然而,越来越多的研究表明,由于微生物群落固有的功能冗余性,微生物群落的功能变化通常与其物种组成变化是解耦的,并且相比物种结构,功能结构与环境变化和生态系统功能的关系更加密切。因此直接研究微生物功能基因的生物地理分布对于更好地了解环境变化对生物地球化学循环的潜在影响是十分必要的。 氮循环是地球上最重要的生物地球化学过程之一。自然界中,氮可以以多种价态(-3到+5)存在,不同价态之间的转换主要是由微生物所驱动。目前我们对微生物氮循环功能基因的生物地理分布还缺乏足够的认识,这一定程度上阻碍了对自然界氮循环的系统性理解。 近期,中山大学生命科学学院李文均教授团队以珠江口沉积物为研究系统,利用宏基因组学技术和生物信息学分析揭示了关键氮循环功能......阅读全文
氮循环微生物作用机制研究获突破
华东师范大学刘敏团队首次从微生物基因水平上揭示了纳米银对水环境氮循环的毒性效应与作用机理,发现环境中广泛存在的纳米银可通过调控功能微生物的氮代谢过程,降低氮转化效率,促进温室气体氧化亚氮的产生与排放,从而加剧水体富营养化和温室效应等环境问题。近日,相关研究成果发表于《科学进展》。 随着纳米
氮循环功能基因的生物地理学分布格局研究获进展
微生物(细菌和古细等)是全球生物地球化学循环的重要驱动者。阐明微生物生物地理分布及其驱动过程对于预测环境变化将如何影响生物地球化学循环非常重要。以往微生物生物地理学的研究常常聚焦在物种的层面。然而,越来越多的研究表明,由于微生物群落固有的功能冗余性,微生物群落的功能变化通常与其物种组成变化是解耦
微生物宏基因组测序可以解释地球氮循环?
微生物(细菌和古细等)是全球生物地球化学循环的重要驱动者。阐明微生物生物地理分布及其驱动过程对于预测环境变化将如何影响生物地球化学循环非常重要。以往微生物生物地理学的研究常常聚焦在物种的层面。然而,越来越多的研究表明,由于微生物群落固有的功能冗余性,微生物群落的功能变化通常与其物种组成变化是解耦
土壤氮循环功能微生物对季节降水变化响应研究获进展
近日中科院华南植物园博士陈洁在副研究员刘卫和研究员申卫军的指导下,对土壤氮转化功能微生物对季节降水变化响应研究取得进展。相关研究近日发表于《前沿微生物学》。 参与土壤氮循环的功能微生物不仅是森林生态系统的重要组成部分,更是维持生态系统功能稳定性的内在驱动力。研究森林土壤氮循环功能微生物对降水格
微生物残体循环的环境和微生物控制
人们普遍认为,微生物残体碳是稳定土壤碳的主要组成部分,但其对碳稳定过程的控制因子尚不清楚。在稳定过程之前,微生物残体可能被微生物群落循环再利用。我们认为,这种再利用的效率是土壤碳稳定率的关键决定因素。本文采用稳定同位素示踪和指示种分析法,探讨了英国27个草地的土壤微生物残体再利用效率的控制因素。
东北地理所发现东北黑土农田土壤微生物地理分布格局
土壤微生物是否存在与植物和动物等大型生物相似或不同的地理分布格局,以及哪些历史和环境因素驱动着这种格局的存在是当前地学和微生物生态学研究的交叉热点课题之一。中国科学院东北地理与农业生态研究所农田分子生态学科组王光华团队在明确了东北黑土农田土壤细菌群落结构地理分布规律的基础上(Soil Biolo
A/O内循环生物脱氮工艺特点
(1)效率高。该工艺对废水中的有机物,氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h,经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀,可将COD值降至100mg/L以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70%以上。(2)流程简单,投资省,操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源,故不需要再另加甲
氮循环的概念
氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分,全球每年通过人类活动新增的“活性”氮导致全球氮循环严重失衡,并引起水体的富营养化、水体酸化、温室气体排放等一系列环境问题。
冷却循环水中的微生物来源共探讨
冷却循环水中的微生物来自两个方面,一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气,微生物也随空气带入冷却水中,二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物,这些微生物也随补充水进入冷却循环水系统中。 藻类在日光的照射下,会与水中的二氧化碳、碳酸氢根等碳源起光合作用,吸收碳素作营养而放出氧,因此,当
关于氮循环的氮的相关介绍
氮(N)是天然湿地生态系统中最重要的组成成分和一种重要的生态影响因子,其主要来源有径流输入、大气沉降和生物固氮。天然湿地中N的迁移和转化主要发生在湿地演替带,演替带是生物地球化学活动比较强烈的缓冲区,常被视为湿地的N源、N汇和N转化器。演替带中N衰减主要是通过反硝化、厌氧氨氧化和湿地植被吸收等方
黑土农田氨氧化微生物和古菌的生物地理分布研究获进展
微生物群落组成与多样性的空间格局及对环境变化的响应研究,是揭示地球上生物多样性产生和维持机制的前提。近年来,土壤微生物的分布格局及其驱动机制研究成为国际上的研究热点。 中国科学院东北地理与农业生态研究所农田分子生态学科组科研人员对我国东北典型黑土农田样带细菌、真菌和酸杆菌地理分布格局进行了深入
生物炭添加对微生物胞外酶介导的土壤碳循环方面的影响
生物炭改良是实现气候智能型和资源有效型现代农业的主要途径之一。微生物介导的有机质分解过程对土壤碳循环过程至关重要。然而,目前仍缺乏生物炭添加下土壤关键胞外酶活性与土壤碳循环间的直接证据,而这些酶活性可能会调控不同环境条件下土壤碳固存效应。 为此,中国科学院地球环境研究所等研究人员研究了土壤纤维素
关于氮循环的定义介绍
氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程,是生物圈内基本的物质循环之一,如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤,为动植物所利用,最终又在微生物的参与下返回大气中,如此反复循环,以至无穷。 构成陆地生态系统氮循环的主要环节是:生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。 植物吸收
土壤微生物介导的碳循环过程研究获进展
土壤微生物碳利用效率表示微生物同化、吸收以及转移碳的能力,是反映土壤微生物介导和调控短期碳循环的关键参数。较高的土壤微生物碳利用效率反映了微生物将枯落物或根沉积物转化为微生物生物量的高效率,这可能有利于提高土壤碳固存的潜力;而较低的碳利用效率则意味着大量的碳通过微生物的呼吸作用释放到大气中,进而
土壤微生物介导的碳循环过程研究获进展
土壤微生物碳利用效率表示微生物同化、吸收以及转移碳的能力,是反映土壤微生物介导和调控短期碳循环的关键参数。较高的土壤微生物碳利用效率反映了微生物将枯落物或根沉积物转化为微生物生物量的高效率,这可能有利于提高土壤碳固存的潜力;而较低的碳利用效率则意味着大量的碳通过微生物的呼吸作用释放到大气中,进而可能
生物地球化学循环其他循环
除前述几种重要元素和化合物外,被植物根系吸收乃至随食物进入动物体内的化学物质还有许多,大致可分为生物必需的营养物质和非必需的化学物质两类。前一类包括钙、钾、钠、氯、镁、铁等元素和维生素等化合物,它们在生物体内的浓度常有一定限度,是由生物体本身调节的;后一类如汞、铅等,逐渐受到重视,因为非必需物质
生物地球化学循环其他循环
除前述几种重要元素和化合物外,被植物根系吸收乃至随食物进入动物体内的化学物质还有许多,大致可分为生物必需的营养物质和非必需的化学物质两类。前一类包括钙、钾、钠、氯、镁、铁等元素和维生素等化合物,它们在生物体内的浓度常有一定限度,是由生物体本身调节的;后一类如汞、铅等,逐渐受到重视,因为非
东北地理所推演Karrikin信号途径调控根际微生物组的模式
微生物组能够提升作物生产力,利用微生物组服务作物生长和抗逆是当前农业的发展趋势。作物如何实现对根际微生物组的有效调控,是当前迫切需要回答的科学问题。对此,中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土区农业生态重点实验室土壤微生物研究员田春杰团队开展研究。 Karrikin(KAR)是燃烧植物释放的一
水圈微生物驱动地球元素循环的机制研究项目指南
水是地球生命赖以生存、繁衍、演化的基本物质,是地球系统物质迁移转化与能量流动的重要介质。地球表面约四分之三的面积被海洋、湖沼、河流、冰川等水体覆盖,这些不同形态的水与大气层中的水汽以及地下水共同构成了一个连续而不规则的圈层,即水圈。水圈环境中生活着数量巨大、遗传与代谢方式多样的微生物,它们在地
循环冷却水系统中的微生物的危害及其防治
微生物的生长是冷却水系统中需要解决的三大问题之一。微生物一般都是自我增殖的、多功能的和小体积大面积的单细胞系统,微生物体积小、面积大,吸收多、转化快,生长旺、繁殖快,易变异、适应强,种类多、分布广。微生物无孔不入,但并不是冷却水中所有的微生物都会引起故障,常引起故障的微生物是细菌、真菌和藻类。尤其是
长期施肥驱动黑土微生物介导土壤磷循环方面取得进展
在集约化耕作的农田生态系统中,施肥是快速补充土壤养分的重要途径。不同培肥管理形成各自土壤特定功能的微生物种群。在推行农业绿色生产方式,继续推进化肥减量化、化肥利用率进一步提升,推广有机肥替代化肥,构建有机肥施用长效机制的大背景下,土壤功能微生物对长期有机肥和化肥添加的响应差异与特征,关乎农业生产力的
简述氮循环的重要性
氮是植物营养的三要素之一,也是人和动物的营养物质成分,空气中的气体四分之三是氮气,但氮的存在形式多样,它们的转换和利用都很复杂。我们常见的是化学合成肥料氮,它们进入农田后,一部分与进入土壤中的动植物残体及人和动物的排泄物中的氮一起,经历由微生物驱动的各种转化过程,形成多种含氮气体。其中有些可直接
水循环塑造新生代哺乳动物地理分布
6日,记者从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所获悉,该所研究人员发现,新生代显著的全球性气候事件对生态系统产生了巨大的影响,哺乳动物在此环境背景下经历了由古老类群为主向现代类群为主的转变。这种转变受到了水循环的显著影响。相关研究成果在线发表于《科学通报》杂志。 中生代末期,包括恐龙在内脊椎动物的
地理资源所生态系统碳循环研究取得进展
目前,有关碳循环的研究主要集中在植被生态系统的碳储量及对各种气候情景的预测。但植被生态系统固定的碳向下级食物链流失的动态,及对全球变化各种情景的响应目前还很少得到系统的研究。 中科院地理科学与资源研究所张扬建研究员与合作者利用沿着纬度梯度的温度变化来模拟在未来全球升温情景下,森林生态系统固
碳循环生物和大气之间的循环
绿色植物从空气中获得二氧化碳,经过光合作用转化为葡萄糖,再综合成为植物体的碳化合物,经过食物链的传递,成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气,另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而zu
东北地理所:CO2浓度升高对大豆固氮微生物结构的影响
CO2浓度升高会促进豆科植物的根瘤形成和氮素固定,从而影响土壤氮循环过程,而这些过程均与固氮细菌的群落结构密切相关。明确土壤固氮细菌群落结构组成对于提高豆科植物的固氮能力、提高氮素匮乏的土壤中固氮细菌的数量以及增加土壤氮素含量有着重要意义。 大豆是我国重要的农作物,对保障粮食生产安全有着重要
南京地理所湖泊沉积物中氨氧化微生物类群研究获进展
氮素是影响湖泊营养状态的关键元素之一,氮素的生物地球化学循环在湖泊营养盐循环中占有重要地位。硝化作用(NH3→NO2-→NO3-)是氮循环过程的关键步骤,而氨氧化(NH3→NO2-)是硝化作用的限速步骤。氨氧化微生物是氮循环过程的重要驱动者,其群落结构、丰度和活性等会受到温度和营养负荷等环境因子
青藏高原植物根际土壤微生物生物地理学驱动机制研究获进展
根际微生物在保护植物健康、提高植物生产力和次生代谢产物积累方面发挥着重要作用。植物根际土壤微生物群落构建过程一直是人们研究的热点问题。非生物因素,如土壤理化特性和气候因素,以及生物因素,包括植物种类、基因型和植物免疫系统,已被证明在驱动根际微生物组成方面起到重要作用。植物根际是一个丰富的生态系统
研究探明普通野生稻氮磷元素地理变异程度
近日,中科院武汉植物园的科研人员在普通野生稻化学计量特征的地理格局研究中取得重要进展,探明了普通野生稻氮磷元素地理变异程度。相关成果日前发表于《植物生物学》。 对于国家二级保护植物普通野生稻来说,其广泛的地理分布与环境异质性,可影响其化学计量特征的地理梯度变异。对相关地理格局的研究,有利于
中科院植物所阐明陆地生态系统氮获取新机制
随着年均温和年降水量的增加,氮循环速度加快,生态系统中植物的氮获取途径由以再吸收为主导转变为以矿化过程为主导。中科院植物所供图 中国科学院植物研究所研究员刘玲莉团队通过构建并分析全球水平的植物数据库和微生物数据库,揭示了生态系统再吸收和凋落物氮矿化过程的地理分异格局,阐明了植物-土壤-微生物间