地下河口微生物群落对甲烷和氮转化的调节作用

研究地点位于澳大利亚昆士兰州大堡礁集水区的海滩边STE。该样带从高潮线以下的海洋端(距退潮标记26米)到沙丘底部的陆地端跨度15米。根据盐度剖面对比，选择了五个地点。

位于澳大利亚阿格尼斯水域的地下河口样带研究地点的地图。

本研究使用的所有样品均在8月12日的一个潮汐周期内提取。首先将地表砂石移除至地下水位以上约50 cm处，然后将不锈钢孔隙水取样头(Sonlist)与气密油管(Bev-A-line IV)连接，分别置于地下水位以下10、100和200 cm处的沉积物中。孔隙水取样开始于退潮时的海洋区，沿样带向上移动至淡水区。使用150 ml注射器从每个位置和深度抽取15个样本。孔隙水DOC样品用0.7 μm玻璃超细纤维过滤器过滤，保存在40 ml硼硅酸盐小瓶中。孔隙水溶无机氮(铵态氮和硝态氮)样品用0.45 μm醋酸纤维素过滤器过滤后冷冻待实验室分析。

Picarro仪器的使用：Picarro+A0314相结合，注射器从采样瓶平衡后的顶空中提取 4 ml气体。注入的 4 ml气体样品与零空气在 SSIM 内以 4:1 的比例混合，以达到 20 ml的总气体体积。每个样品在 CRDS 上运行约 6 分钟，以确保低浓度样品具有更高的精度。每五个样品使用相同的进样量运行标准气体。

孔隙水CH₄浓度范围为0.07±0.01 μM~0.41±0.02 μM，在样带的海洋端呈下降趋势。Site 5地下水位2 m处(0.41±0.02 μM)的3个样品中CH₄浓度最高。Site 5孔隙水CO₂浓度也最高，在地下水位以下10 cm处为254.24±12.73 μM，在地下水位以下200 cm处为273.31±6.05 μM。CO₂浓度在潮间带下部(site 1)*低，为81.43±3.22 μM。

(A)甲烷(CH₄)孔隙水浓度;(B)二氧化碳(CO₂);(C)溶解有机碳(DOC);(D)铵(NH₄⁺)和(E)硝(NO₃^-)。研究地点和地下水位以下的深度标注在左侧。CH₄和CO₂误差为±SD。DOC、NH₄⁺和NO₃^-误差条表示分析误差。

含保守混合线的盐度相关图显示孔隙水:(A) CH₄和(B)铵(NH₄ ⁺)浓度。

根据图（上图）显示的盐度相关图，可以看到甲烷（CH₄）浓度与盐度之间存在负相关关系。随着盐度的增加，甲烷浓度呈非线性下降趋势。在地下河口混合带，甲烷浓度迅速下降。这表明盐度是影响甲烷浓度空间分布的重要因素，地下河口中不同盐度区域的微生物群落对甲烷的产生和消耗具有显著影响。这与研究结论中提到的地下河口中隐藏的微生物群落分区以及微生物转化对减轻营养物和温室气体通量到沿海生态系统的重要性密切相关。