本书详细介绍了沉水植物-生物膜体系的微观结构特征与功能，主要包括四部分内容：第1、2章综述关于生物膜的研究进展，以及沉水植物的分布特征；第3、4章介绍沉水植物表面附着微生物的组成、微观特征及潜在功能；第5、6章通过野外调研和室内模拟实验相结合的方法，分析水流、悬浮颗粒物等对沉水植物生理和水质的影响，并借助显微分析技术和高通量测序技术获取生物膜的微观结构特征和对微生物群落的影响；第7~9章系统分析沉水植物-附着生物膜体系在水体氮循环中的作用机制。
样章试读
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前言
第1章 绪论 1
1.1 水生植物类型及影响因素 2
1.1.1 水生植物主要类型及分布特征 2
1.1.2 水生植物修复水体研究现状 3
1.1.3 水生植物与外部因素 4
1.2 生物膜研究进展 6
1.2.1 生物膜的形成过程及特征 6
1.2.2 自然水体生物膜研究现状 7
1.2.3 生物膜的功能研究进展 7
1.3 沉水植物-生物膜系统研究进展 8
1.3.1 沉水植物-生物膜水体修复技术进展 8
1.3.2 湿地系统对氮的转化机理与应用技术 10
1.3.3 水流对沉水植物和生物膜的影响 10
第2章 沉水植物分布特征及其影响因素——以宁波市为例 13
2.1 宁波市水环境调查与研究方法 14
2.1.1 样品的采集与处理 14
2.1.2 水质及生理指标测定 15
2.1.3 统计方法 15
2.2 宁波市内河沉水植物分布特征及其与环境因子的关系 16
2.2.1 沉水植物的分布与种类 16
2.2.2 63 个采样点水环境指标变化规律 17
2.2.3 环境因子与沉水植物分布间的潜在关系 17
2.2.4 环境因子对沉水植物分布的影响 27
2.3 不同季节沉水植物群落及生理特征对环境因子的响应 28
2.3.1 不同季节植物生理特征的变化 29
2.3.2 环境因子对沉水植物生理的影响 35
2.4 本章小结 37
第3章 自然水体内沉水、浮叶植物表面及根际微生物群落特征 38
3.1 样本采集、检测与统计分析 39
3.1.1 研究区域概况 39
3.1.2 样品采集与检测 39
3.1.3 生物膜分离策略与分析 42
3.2 太湖内两种浮叶植物附着微生物和反硝化细菌结构特征 45
3.2.1 两种浮叶植物上附着微生物分布特征 46
3.2.2 两种浮叶植物表面附着生物膜内藻类的组成 49
3.2.3 两种浮叶植物根、茎和叶片表面附着细菌群落的多样性特征 50
3.2.4 不同样品间叶片附着生物膜膜内细菌群落差异分析 52
3.2.5 两种浮叶植物表面附着生物膜内反硝化基因的丰度变化规律 58
3.3 沭阳新开河内沉水及浮叶植物表面附着微生物特征 61
3.3.1 四种水生植物附着微生物密度与生物膜结构特征 61
3.3.2 水体中浮游藻类和水生植物叶片表面附着藻类密度及组成 61
3.3.3 四种水生植物表面附着细菌群落结构与功能 63
3.4 洪泽湖典型沉水与浮叶植物附着生物膜和沉积物的细菌群落特征 67
3.4.1 地表水与生物膜中细菌和藻类的特征 67
3.4.2 生物膜和沉积物中的细菌群落特征 70
3.4.3 聚类分析与主成分分析 81
3.4.4 与氮循环有关的微生物 81
3.4.5 细菌的组成的多样性与宿主特异性 83
3.4.6 水生植物根系可能改变沉积物细菌群落结构 83
3.4.7 参与氮循环的硝化与反硝化细菌群落 84
3.5 本章小结 85
第4章 花神湖三种沉水植物表面生物膜的分布特征与藻类群落结构 86
4.1 实验材料与方法 87
4.1.1 样品采集 87
4.1.2 实验方法 87
4.2 水环境与沉水植物附着微生物、藻类的微观分布特征 89
4.2.1 样品采集区水环境水质特征 89
4.2.2 沉水植物附着微生物、藻类的微观分布特征 90
4.2.3 沉水植物表面微生物群落结构与分布规律 92
4.3 本章小结 97
第5章 水流对沉水植物-附着生物膜体系的影响 99
5.1 流速对自然河流中沉水植物-附着生物膜体系的影响 99
5.1.1 自然河流原位实验设置与指标监测 100
5.1.2 丁家山河水环境年度变化特征 107
5.1.3 不同生长期植物形态和生理变化特征 107
5.1.4 植物表面附着细菌群落变化特征 117
5.1.5 流速与季节变化对苦草附着细菌群落结构影响机理分析 122
5.1.6 附着细菌群落结构与环境因子间的相关性 123
5.2 实验条件下不同流速对沉水植物-生物膜系统的影响 124
5.2.1 实验设计与分析方法 125
5.2.2 水流变化特征 130
5.2.3 沉水植物生长率变化及植物-附着微生物分布特征 132
5.2.4 昼夜变化下叶片-生物膜微环境变化 133
5.2.5 沉水植物附着生物膜结构 134
5.2.6 植物表面微生物结构变化特征 138
5.3 本章小结 141
5.3.1 流速对自然河流中沉水植物-附着生物膜体系的影响 141
5.3.2 实验条件下不同流速对沉水植物-附着生物膜体系的影响 141
第6章 水流及悬浮颗粒物对沉水植物表面生物膜的影响 142
6.1 实验设计与分析方法 142
6.2 水流及悬浮颗粒物对水体理化指标的影响 145
6.3 水体浊度及悬浮颗粒物粒径变化 148
6.4 沉水植物附着生物膜的量及粒径变化 152
6.5 沉水植物附着生物膜结构变化 154
6.6 沉水植物附着细菌群落结构变化 157
6.7 本章小结 166
第7章 不同氮水平对沉水植物-附着生物膜体系的影响 167
7.1 氨氮对沉水植物-附着生物膜体系的影响 167
7.1.1 样品采集、检测与统计分析 168
7.1.2 叶片生物膜群落和生长分析 170
7.1.3 叶片生物膜的多重分形分析 171
7.1.4 叶片表面化学性质对铵的响应 173
7.1.5 细胞内氧化/还原状态的改变 175
7.2 硝态氮对沉水植物-附着生物膜体系的影响 176
7.2.1 样品采集、检测与统计分析 177
7.2.2 水环境指标及细胞内生理状态的改变 179
7.2.3 植物次生代谢的变化 181
7.2.4 叶片表面光合效率对NO3？ -N胁迫的响应 182
7.2.5 生物膜过度增殖和分形分析 183
7.2.6 叶片表面化学性质对NO3？ -N的响应 185
7.3 总氮对沉水植物附着生物膜内氮循环微生物的影响 188
7.3.1 材料与方法 188
7.3.2 氮对上覆水体DO 和pH 的影响 190
7.3.3 氮刺激叶片附着生物膜和藻类生长 192
7.3.4 生物膜内脱氮和氮循环相关基因的变化 194
7.3.5 沉水植物表面附着氮循环微生物对环境条件的响应 197
7.4 本章小结 198
第8章 氨氮对沉水植物表面附着微生物食物链的影响 200
8.1 样品采集、检测与统计分析 200
8.2 氨氮添加对附着生物膜内微生物的影响 202
8.2.1 氨氮添加对生物膜内微生物的影响 202
8.2.2 氨氮胁迫下附着生物膜内细菌群落演替特征 202
8.2.3 氨氮胁迫下生物膜内真核生物群落演替特征 205
8.2.4 氨氮作用下优势生物与环境参数的关系 210
8.2.5 氨氮对生物膜内微生物食物链的影响 212
8.3 本章小结 215
第9章 沉水植物-附着生物膜系统对氨氮的去除机制——以穗状狐尾藻为例 216
9.1 样品采集、检测及统计分析 216
9.2 沉水植物及沉积物系统在氮转化中的重要作用 220
9.3 氮在沉水植物-附着生物膜系统及沉积物中的转化 221
9.3.1 同位素示踪氮在穗状狐尾藻-沉积物内的转化 221
9.3.2 氮平衡计算 222
9.4 沉水植物附着生物膜氮转化相关微生物及功能基因 223
9.4.1 氮转化造成的生物膜细菌群落的变化 223
9.4.2 氨氮转化过程微生物群落功能的变化 227
9.4.3 氮转化相关微生物和功能基因关联分析 227
9.5 本章小结 233
参考文献 234
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