【摘 要】
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随着全球天然渔业资源的日益减少,沿海陆基水产养殖业不断发展,养殖塘面积日益扩大,我国滨海陆基水产养殖塘面积居世界首位。虽然目前关于滨海陆基养殖塘养殖期水-气界面甲烷（CH4）排放通量已有一些报道,但是,关于养殖塘养殖期沉积物及水柱（养殖水）甲烷产生、氧化及其功能微生物群落结构和数量还鲜见报道。本文选取闽江河口鳝鱼滩湿地3个邻近的对虾养殖塘（南美白对虾,Litopenaeus vannamei）为研
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随着全球天然渔业资源的日益减少,沿海陆基水产养殖业不断发展,养殖塘面积日益扩大,我国滨海陆基水产养殖塘面积居世界首位。虽然目前关于滨海陆基养殖塘养殖期水-气界面甲烷（CH4）排放通量已有一些报道,但是,关于养殖塘养殖期沉积物及水柱（养殖水）甲烷产生、氧化及其功能微生物群落结构和数量还鲜见报道。本文选取闽江河口鳝鱼滩湿地3个邻近的对虾养殖塘（南美白对虾,Litopenaeus vannamei）为研究对象,在2018年5月～2018年10月进行每月1次的野外原位沉积物及养殖水样品采集,并通过室内微宇宙培养实验等实验方法和生物技术手段,对养虾塘养殖水甲烷产生与氧化速率与沉积物产生速率月变化特征、深度变化特征、主要影响因素及甲烷代谢功能微生物群落结构和数量进行了深入研究,以此来完善我国沿海地区温室气体排放清单和为水产养殖塘的科学有效管理提供重要的基础数据。本研究的主要结果如下:（1）养虾塘沉积物碳、氮和磷含量等既具有显著时间动态特征,随着养殖时间的推移呈现波动下降的趋势,并且呈现出明显的深度变化特征。养殖水原位环境因子和DOC、POC、TDN等营养盐浓度随着养殖时间的推移均表现为波动上升的趋势,但是深度差异不显著（P>0.05）。（2）闽江河口陆基养虾塘沉积物CH4产生速率随养殖阶段具有显著的时间变化特征（P<0.01）,表现为养殖末期>中期>初期;在垂直剖面上变化亦显著（P<0.01）,表现为0～5 cm深度(26.95±3.90 ng·g-1·d-1)>5～15 cm(14.15±1.80 ng·g-1·d-1)>15～25cm(13.23±1.58 ng·g-1·d-1)。养虾塘沉积物CH4产生速率与沉积物温度、SOC、TN、含水率和有机碳组分呈现显著正相关（P<0.05）、与沉积物C/N值和p H值呈极显著负相关（P<0.05）。（3）养殖水CH4产生与氧化速率均具有显著时间变化特征,整体表现为养殖末期高于初期和中期（P<0.01）。表、中和底层养殖水CH4产生速率分别为9.73±1.12nmol·L-1·d-1、10.32±1.49 nmol·L-1·d-1和9.31±1.19 nmol·L-1·d-1,而CH4氧化速率分别为15.74±3.01 nmol·L-1·d-1、16.02±3.37 nmol·L-1·d-1和13.52±3.68 nmol·L-1·d-1,两者的深度变化均表现为中层>表层>底层（P>0.05）。养殖水CH4产生速率与TDN呈显著正相关（P<0.05）,与EC具有极显著负相关（P<0.01）。CH4氧化速率与p H、Chl-a、DOC、TDN和SO42-等具有显著正相关（P<0.05）,而与水温、EC和PO43-呈显著负相关（P<0.05）。（4）养虾塘0～5 cm和5～15 cm沉积物中优势产甲烷菌为甲烷八叠球菌目,15～25cm沉积物中的优势产甲烷菌为甲烷微菌目,随着养殖环境的变化,三个深度的沉积物产甲烷菌优势属都转变为了甲烷八叠球菌目,根据该种类产甲烷菌所利用的底物类型可初步判定:闽江河口养虾塘0～25 cm土层的大部分甲烷产生的主要途径为氢营养型途径。三个深度沉积物产甲烷菌数量时间变化特征整体表现为养殖中期高于初期和末期（P<0.05）,而深度变化表现为0～5 cm>5～15 cm>15～25 cm（P>0.05）,且和沉积物CH4产生速率存在显著正相关（P<0.05）。典范对应分析（CCA）和相关分析结果表明:温度、含水率和营养盐浓度是影响沉积物群落组成和数量变化的主要因子。（5）在各个养殖阶段,不同深度养殖水中的优势产甲烷菌均为产甲烷杆菌目,且其数量的养殖水垂直剖面上无显著变化（P>0.05）。同时,16S检测出养殖水中的甲烷氧化菌优势属由Type II型随着养殖时间的推移慢慢发展为Type I型,而硫酸盐还原菌优势属由脱硫杆菌目发展为脱硫弧菌目。综合看来,DO、ORP、盐度、Cl-、TDP和Chl-a是影响养殖水甲烷相关微生物构成和数量的主要理化指标,且产甲烷菌数量与养殖水CH4代谢速率不存在明显的相关关系。
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