陆地生态系统甲烷产生和氧化过程的微生物机理

陆地生态系统存在许多常年性或季节性缺氧环境,如:湿地、水稻土、湖泊沉积物、动物瘤胃、垃圾填埋场和厌氧生物反应器等。每年有大量有机物质进入这些环境,在缺氧条件下发生厌氧分解。甲烷是有机质厌氧分解的最终产物。产生的甲烷气体可通过缺氧-有氧界面释放到大气,产生温室效应,是重要的温室气体。产甲烷过程是缺氧环境中有机质分解的核心环节,而甲烷氧化是缺氧-有氧界面的重要微生物过程。甲烷的产生和氧化过程共同调控大气甲烷浓度,是全球碳循环不可分割的组成部分。对陆地生态系统甲烷产生和氧化过程的微生物机理研究进展进行了概要回顾和综述。主要内容包括:新型产甲烷古菌即第六和第七目产甲烷古菌和嗜冷嗜酸产甲烷古菌的发现;短链脂肪酸中间产物互营氧化过程与直接种间电子传递机制;新型甲烷氧化菌包括厌氧甲烷氧化菌和疣微菌属好氧甲烷氧化菌的发现;甲烷氧化菌生理生态与环境适应的新机制。这些研究进展显著拓展了人们对陆地生态系统甲烷产生和氧化机理的认识和理解。随着新一代土壤微生物研究技术的发展与应用,甲烷产生和氧化微生物研究领域将面临更多机遇和挑战,对未来发展趋势做了展望。     

DGT/DET与CID技术联用获取环境微界面元素异质性分布特征：进展与展望

环境中广泛存在的微界面是物质循环和能量交换的门户，显著影响元素(如S、Fe和P)的迁移转化过程与生态效应。而微界面元素分布具有高度的时空异质性，因此开发和应用原位且高分辨率的表征技术手段显得尤为必要。薄膜扩散梯度(DGT)和薄膜扩散平衡(DET)技术是研究微界面元素和化合物分布及其生化过程的利器。近30年的大量实验证据表明，DGT/DET通过扩散-吸附/平衡作用原位被动采样结合后续高分辨化学分析手段，比如一维/二维膜物理切割-化学仪器分析、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)以及计算机/比色密度成像计量法(CID),可以获取元素的高分辨浓度分布和生物有效性信息以及多元素间耦合作用的动态过程。在上述3种后续分析方法中，CID手段是最为便捷、快速和廉价的，空间分辨率与LA-ICP-MS分析相当，纵横方向均可达几十至几百微米，推广应用潜力巨大。本文在对DGT/DET和CID技术概述的基础上，总结了技术联用的思路，并依据获取二维高分辨图像的步骤差异对技术联用的进展进行了分类介绍，一类是原位即时显色成像，比如以AgI为吸附膜的DGT与CID方法联用测定硫化物，另一类是预处理后显色...