地下河口微生物群落對甲烷和氮轉化的調節作用

研究地點位于澳大利亞昆士蘭州大堡礁集水區的海灘邊STE。該樣帶從高潮線以下的海洋端(距退潮標記26米)到沙丘底部的陸地端跨度15米。根據鹽度剖面對比，選擇了五個地點。

位于澳大利亞阿格尼斯水域的地下河口樣帶研究地點的地圖。

本研究使用的所有樣品均在8月12日的一個潮汐周期內提取。首先將地表砂石移除至地下水位以上約50 cm處，然后將不銹鋼孔隙水取樣頭(Sonlist)與氣密油管(Bev-A-line IV)連接，分別置于地下水位以下10、100和200 cm處的沉積物中。孔隙水取樣開始于退潮時的海洋區，沿樣帶向上移動至淡水區。使用150 ml注射器從每個位置和深度抽取15個樣本。孔隙水DOC樣品用0.7 μm玻璃超細纖維過濾器過濾，保存在40 ml硼硅酸鹽小瓶中。孔隙水溶無機氮(銨態氮和硝態氮)樣品用0.45 μm醋酸纖維素過濾器過濾后冷凍待實驗室分析。

Picarro儀器的使用：Picarro+A0314相結合，注射器從采樣瓶平衡后的頂空中提取 4 ml氣體。注入的 4 ml氣體樣品與零空氣在 SSIM 內以 4:1 的比例混合，以達到 20 ml的總氣體體積。每個樣品在 CRDS 上運行約 6 分鐘，以確保低濃度樣品具有更高的精度。每五個樣品使用相同的進樣量運行標準氣體。

孔隙水CH₄濃度范圍為0.07±0.01 μM~0.41±0.02 μM，在樣帶的海洋端呈下降趨勢。Site 5地下水位2 m處(0.41±0.02 μM)的3個樣品中CH₄濃度最高。Site 5孔隙水CO₂濃度也最高，在地下水位以下10 cm處為254.24±12.73 μM，在地下水位以下200 cm處為273.31±6.05 μM。CO₂濃度在潮間帶下部(site 1)*低，為81.43±3.22 μM。

(A)甲烷(CH₄)孔隙水濃度;(B)二氧化碳(CO₂);(C)溶解有機碳(DOC);(D)銨(NH₄⁺)和(E)硝(NO₃^-)。研究地點和地下水位以下的深度標注在左側。CH₄和CO₂誤差為±SD。DOC、NH₄⁺和NO₃^-誤差條表示分析誤差。

含保守混合線的鹽度相關圖顯示孔隙水:(A) CH₄和(B)銨(NH₄ ⁺)濃度。

根據圖（上圖）顯示的鹽度相關圖，可以看到甲烷（CH₄）濃度與鹽度之間存在負相關關系。隨著鹽度的增加，甲烷濃度呈非線性下降趨勢。在地下河口混合帶，甲烷濃度迅速下降。這表明鹽度是影響甲烷濃度空間分布的重要因素，地下河口中不同鹽度區域的微生物群落對甲烷的產生和消耗具有顯著影響。這與研究結論中提到的地下河口中隱藏的微生物群落分區以及微生物轉化對減輕營養物和溫室氣體通量到沿海生態系統的重要性密切相關。