Geochemical and Microbiological Analysis of Sambe Hot Springs,Shimane Prefecture,Japan

Microbiological contribution to the formation of the manganese deposits in Sambe hot springs, Shimane, was investigated in combination with water chemistry, characterization of sediments and microbial community structure. Analysis of bacterial and fungal community structure based on DNA extracted from a Mn‐oxidizing enrichment culture indicated close matches with Pseudomonas putida, Phoma sp. and Plectosphaerella cucumerina, all Mn‐oxidizing microorganisms. These sediments were poorly crystalline and formed at neutral pH values, which is characteristic of biogenic precipitates. The EPMA results demonstrated a positive correlation between Mn and Ba contents in well‐crystalline Mn oxide grains. Substantial Ba contents were observed inside Mn oxide grains. These findings indicated that Ba contents in sediments are influenced by not only aqueous Ba²⁺ concentrations but also crystallinity of biogenic birnessite. Barium would be incorporated in birnessite during biomineralization.     

微生物异常探索万城断裂带北部油气富集规律及有利区

江汉盆地江陵凹陷万城断裂带北部研究区,地表条件复杂,地震和钻井施工困难,油气富集规律还不甚清楚。因此,试图通过微生物找油方法,最小成本最高效率,以探明本研究区的油气富集规律。研究区面积约230.0 km2,采集样品间距南北500 m × 东西250 m,共采集并分析了样品2354个。研究表明,微生物异常主要分布在万城断层的东侧,其中微生物气异常零星分布,异常较弱,无独立气藏。在综合地质等资料的基础上,微生物异常分布特征表明,万城断裂带显示了来自北西和北东向的双向物源,油气来源于梅槐桥洼陷,属近源成藏。万城断裂带东侧和坡折带低位扇砂体是油气有利富集区,前景较好,主要为古近系新沟咀组成藏。万城断裂带西侧有小面积油藏,可能系白垩系成藏。最后,对微生物异常区进行了分级评价,指明了重点攻关区、评价有利和较有利区,对大幅降低勘探风险和提高勘探成功率,具有重大的社会经济效益和深远的现实意义。     

埃迪卡拉纪—寒武纪之交微生物岩特征对比及古海洋学意义: 以汉南—米仓山地区为例*

寒武纪初期不仅发生了宏体生物大爆发,而且也出现了地质历史时期少见的蓝细菌鞘体大规模钙化事件。埃迪卡拉纪—寒武纪之交海水化学性质的转变对真核生物的演化起到了重要作用,但是这种转变对微生物岩发育特征以及蓝细菌钙化事件的产生有无影响,目前尚不明确。鉴于此,对华南上扬子北缘汉南—米仓山地区上埃迪卡拉统—寒武系第二统多个典型微生物岩发育剖面进行了系统野外调查和室内岩石学分析,结果表明:上埃迪卡拉统灯影组叠层石广泛发育,以平铺状、缓波状特征为主,而凝块石既可以呈补丁状分布于叠层石纹层间,又可以呈细小的凝絮状、粘结状特征构成厚层岩层;寒武系第二统仙女洞组叠层石丰度显著降低,以高大、坚硬的丘状隆起为特点,包括单独的凝块石丘,以及微生物与古杯的联合建丘。虽然寒武系第二统微生物岩的层状结构和凝块结构与埃迪卡拉系相比并无太大差异,但是寒武系微生物岩内部保存有大量的钙化微生物化石,已识别出附枝菌(Epiphyton)、肾形菌(Renalcis)和葛万菌(Girvanella)等多种类型。在收集、整理前人有关微生物岩特征和发育资料的基础上,本次研究初步整理出华南寒武系第二统微生物岩的时空分布特点,发现寒武纪第二世第三期是钙化微生物大量发育的一个时期,在随后的第四期达到一个小的高峰。对于此次蓝细菌钙化作用幕的启动机制,除前人提出的海水高钙离子浓度和蓝细菌体内二氧化碳浓缩机制等认识外,寒武纪早期海水性质的转变(方解石质原生矿物受成岩改造程度较低)、适度的陆源碎屑输入(黏土组分保护作用)也有利于钙化微生物结构的保存,应引起重视。     

高寒地区湖泊浮游病毒时空分布特征

湖泊中浮游病毒的丰度在10⁵~10⁸ mL^-1,是浮游微生物中丰度较高的组分,在湖泊水生态系统中扮演着重要角色。病毒对宿主的侵染和裂解可以调节微生物群落的丰度、生产力、组成和种群多样性,同时还可以将宿主细胞的大量物质释放到湖泊中,改变碳循环和营养物质流通,进而影响生物地球化学循环。高寒地区湖泊水生态系统结构简单,主要以微生物为主,浮游病毒对微生物具有重要的调节作用,但目前研究较少。综述了近几年国内外对高寒地区湖泊病毒生态学的相关研究进展,主要包括病毒的时空分布以及与生物和非生物因子的关系、病毒与宿主的相互作用关系以及病毒对湖泊碳循环和微生物食物环的作用,发现高寒湖泊浮游病毒分布较广、多样性较高以及溶原性是病毒重要的生活策略,同时也得出由病毒裂解作用释放的有机碳对微生物活性和微生物食物环具有重要的作用。在此基础上,对今后我国青藏高原湖泊浮游病毒的研究提出了展望。     

岩溶水体惰性有机碳含量及其存在机理

正通常认为全球超过1000 m的海洋深处稳定存在着不超过42μmol/L的溶解有机碳,并被认为是微生物难以利用的惰性溶解有机碳[1-2]。这为进一步评估水圈溶解有机碳的稳定性提供了研究依据[3]。河流不但是陆地水的主体、水圈的重要组成部分,而且还是海洋-陆地物质和能量交换的主要通道。近年来,河流的自然性质和作用过程不断受到人文活动的影响,特别是河流筑坝引发的"水库效应"[4-5]。然而"水库效应"下岩溶区筑坝河流中     

三份南海岛礁珊瑚砂样品中可培养细菌多样性

岛礁珊瑚砂环境中存在着大量未被培养和利用的微生物资源, 微生物多样性研究是了解微生物生态功能、开发和利用微生物资源的基础。文章采用多种寡营养培养基选择性分离南海岛礁珊瑚砂中的可培养细菌, 共获得纯培养细菌菌株349株, 通过16S rRNA基因序列分析, 发现它们隶属于4门(Actinobacteria、Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes)、6纲、26目、43科、73属、134种, 可培养细菌的优势类群为放线菌门, 占所有分离菌株数量的60%; 而且还发现18个16S rRNA 基因序列相似性低于97%的潜在新种。本研究使用改良优化的寡营养培养基进行分离, 较好地显示出样品中微生物的群落组成, 且获得了大量潜在的稀有新物种资源。研究结果表明, 岛礁珊瑚砂样品的可培养细菌资源十分丰富、细菌群落所涉及的生态功能完整、潜在新种比例较高, 为后期岛礁微生物资源挖掘打下了良好的基础, 也为后期开发应用积累了丰富且稀有的菌种资源。     

微生物诱导矿化加固粉土坡面的径流与侵蚀特性

微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）是一种微生物矿化过程,能够胶结松散土体。将其应用于加固土体坡面提高抗降雨侵蚀能力具有潜在的发展前景。通过模拟降雨冲刷试验,对微生物诱导矿化加固前后粉土坡面的径流水动力与侵蚀特性开展研究,分析和讨论了水动力参数之间的相关性以及对土壤剥蚀率的影响规律。结果显示,加固后与加固前相比,粉土坡面径流的弗劳德数平均下降50%;在降雨前期的阻力系数平均下降66%,径流稳定后二者阻力系数接近;径流剪切力平均提高52%。径流系数与坡面入渗速率呈线性负相关（R²=0.857）,与加固层的贯入强度呈指数负相关（R²=0.824）;入渗速率与加固层的贯入强度呈二次负相关R²=0.930）;径流剪切力与坡度呈指数正相关（R²=0.964）。加固粉土坡面的剥蚀率与加固层的贯入强度呈指数负相关（R²=0.822）,与径流剪切力线性正相关（R2=0.912）,临界径流剪切力为0.5 Pa。对于坡度10~25°的粉土坡面,微生物加固能将其剥蚀率从58.2~118.4 g/m2s降至2.4~21.2 g/m2s,剥蚀率最大降幅可达95.0%。粉土坡面经微生物诱导矿化加固后,水动力参数值发生显著变化,径流特性与水动力参数、加固层特性及坡度相关,坡面的抗冲刷侵蚀性能得到有效提升。     

Microbial Mats in Tibetan Hot Springs and their Contributions to the Cesium‐bearing Geyserite Ore Formation

Microbial mats, mainly dominated by filamentous algae Calothrix and Oscillatoria, are well developed in Tibetan hot springs. A great number of fossil microorganisms, which existed as algae lamination in thermal depositional cesium-bearing geyserite in this area, are identified as Calothrix and Oscillatoria through microexamination and culture experiments. These microbial mats show the ability to accumulate cesium from spring water to the extent of cesium concentration of 0.46–1.03% cell dry weight, 900 times higher than that in water, and capture large numbers of cesium-bearing opal grain. Silicon dioxide colloid in spring water replaces and fills with the organism and deposits on it to form algae laminated geyserite after dehydration and congelation. Cesium in the microbial mats and opal grain is then reserved in the geyserite. Eventually, cesium-bearing algae laminated geyserite is formed. Study on cesium distribution in geyserite also shows that cesium content in algae lamination, especially in heavily compacted algae lamination, is higher than in the opal layer. For geyserite with no algae lamination or other organism structure, which is generally formed in spring water with low silicon content, cesium accumulation and cesium-bearing opal grain assembled by the microbial mats are also indispensable. After the microbial mats accumulating cesium from spring water, silicon dioxide colloid poorly replaces and fills with the organism to form opal grain-bearing tremellose microbial mats. The shape and structure of the organisms are then destroyed, resulting in cesium-bearing geyserite with no algae lamination structure after dehydration and congelation. It is then concluded that microbial mats in the spring area contribute to the enrichment of cesium in the formation of cesium-bearing geyserite, and a biological genesis of the geyserite, besides of the physical and chemical genesis, is likely.     

山东平邑盆地古近系湖相微生物碳酸盐岩形成机理*

微生物碳酸盐岩是当前沉积学的研究热点之一,但关于古近系湖相微生物碳酸盐岩的报道还非常少。为探讨山东平邑盆地古近系官庄组中段湖相微生物碳酸盐岩的形成机理,笔者进行了野外实测以及室内偏光显微镜和扫描电镜观察。研究结果认为：（1）研究区微生物碳酸盐岩主要有核形石、叠层石和凝块石;（2）在核形石、叠层石和凝块石内部均发现了球状微生物化石、席状体和凝块状泥晶等微生物成因的显微组构,表明了它们形成过程中共同的生长、粘结和钙化等微生物作用;（3）微生物作用对环境变化比较敏感,水体较小、变化频繁的湖泊环境,对微生物碳酸盐岩结构和形态的发育有很大影响;核形石、叠层石和凝块石的形成环境大致呈现出水动力依次减弱、陆源碎屑物质依次减少、水深依次加大的规律;（4）提出了研究区微生物碳酸盐岩的成因模式,认为这3种微生物碳酸盐岩正是以微生物活动为共同基础,在不同的环境条件下形成的。     

石墨对污泥中厌氧微生物代谢产物及其性能的影响

矿物材料对废水厌氧处理及厌氧污泥改性具有十分重要的作用,而微生物代谢产物是生物处理系统的重要组分,在提高污染物去除率和甲烷产量等方面也起到非常重要的作用。本研究对矿物材料石墨和厌氧微生物共存体系内溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)和胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)进行了分析表征。结果表明,石墨对EPS和SMP的组成和含量影响显著,主要是由于石墨的吸附作用及其对石墨颗粒的环境毒性所致。红外光谱分析表明,添加石墨体系内SMP与EPS的基团种类并未发生明显改变,但含量有所改变。三维荧光分析结果显示,SMP的主要荧光类物质为色氨酸类似物和腐殖质(辅酶NADH),而EPS的主要荧光类物质为色氨酸类似物和腐殖酸,石墨能明显降低色氨酸类似物及腐殖酸类物质的产生。石墨会减弱微生物的相对疏水性,提高表面自由能,有利于微生物团聚体的形成。