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厦门大学硕士学位论文微生物对红树林沉积物中As形态分布的效应及机制姓名：***申请学位级别：硕士专业：生态学指导教师：***201206摘要摘要红树林沉积物是具有高还原性、高硫含量、高有机质、高粘粒含量等特点的独特生境，同时又是重金属污染物的重要源和汇。
Ａｓ在生态系统中有很强的毒性，对动植物都有很大的潜在威胁。
沉积物中Ａｓ吸附形态的分布直接影响到Ａｓ污染物的生物毒性．。
当前对于Ａｓ污染的研究多集中在陆地作物土壤；对于红树林沉积物中Ａｓ形态分布的研究尚不多见。
有鉴于此，本研究以典型红树林沉积物为样本，在不同浓度Ａｓ（０，１０，３０，６０，９０ｍｇ·ｋｇ。
）及沉积物微生物（１．甲醛灭菌：ｃ组：２．施ｍｉｎｉ培养基：Ｐ组；３．无处理：ｎ组。
）处理下，采用连续提取法提取并测定沉积物中Ａｓ不同形态的含量。
同时分别检测微生物生物量，铁还原菌、硫化细菌、硫酸盐还原菌等功能菌的数量，土壤酶活性等指标。
以期探讨Ａｓ在红树林沉积物中吸附形态的分布，并揭示沉积物中微生物对Ａｓ形态分布的效应及可能机制；为红树林湿地Ａｓ污染治理提供了理论依据和科学支撑。
本文主要研究结果如下：红树林沉积物中舢吸附形态的分布有其独特的特点：沉积物中残渣态Ａｓ（Ｆ５）所占的比重是最多的，含量在５０．Ｏ％以上；次之是铁锰氧化态Ａｓ（Ｆ３）其含量从６．３％到４６．９％，易受环境影响；再次是有机及硫化物结合态Ａｓ（Ｆ４），其含量从４．Ｏ％到３０．６％，易受微生物影响；而后则是碳酸盐结合态Ａｓ（Ｆ２），含量可达１６．２％７．含量最少的就是可交换态ＡＳ（Ｆ１）和水溶态Ａｓ（Ｆ０），Ｆ１含量最高的不到８．３％（ｐ组，０ｍｇ·ｋｇ－１处理下），而ＦＯ含量最少，含量仅为０．０７％．１．３８％。
随着Ａｓ处理浓度的增加，Ａｓ的形态分布也有所改变：水溶态（Ｆｏ）Ａｓ百分含量随着处理浓度的增加而增大，从０．０７％直增到１．３８％；可交换态（Ｆ１）百分含量则随着处理浓度的增大而呈现下降趋势，（ｃ、ｎ、Ｐ三组变化趋势相似）；而Ｆ２在ｃ组中其百分含量是逐渐增大的，在ｎ和Ｐ组则呈现出先升后降的趋势，高浓度的Ａｓ对碳酸盐结合态（Ｆ２）的含量是有一定影响的；在ｃ组中铁锰氧化态（Ｆ３）百分含量是先升后降，到３０ｍｇ·ｋｇ＂１时达到最大值，在ｎ组和Ｐ组其含量大大减少，甚至达到７０％左右；Ｆ４含量在ｃ组中含量较为稳定，但在１１组Ｐ组中其含量有显著的增加，尤其是在６０．９０ｍｇ·ｋｇ。
红树林的河口生态系统和水质保护河口是河流与海洋相交的地方，它是一个特殊的环境，形成了独特的生态系统。
红树林是河口生态系统中的一种重要组成部分，起着关键的生态功能。
本文将重点讨论红树林的河口生态系统以及如何保护这一重要的水质资源。
一、红树林的河口生态系统红树林是一种特殊的植物群落，它生长在滨海温带和热带地区的盐水湿地中。
红树林具有特殊的适应性，可以在盐分浓度较高、涨潮频繁、缺氧的环境中生存。
它的根系呈现盘根错节的姿态，可以稳固土壤并防止侵蚀。
由于红树林对外界环境的适应性和重要的生态功能，它被誉为“海洋的肺”。
红树林的河口生态系统是一个复杂而丰富的生态环境，它是陆海交汇处的过渡区域。
在这个生态系统中，淡水与海水交融，形成了特殊的水体特征。
同时，红树林为许多动植物提供了独特的栖息地。
许多鱼类、贝类和虾蟹等底栖动物在红树林的保护下繁衍生息，形成了丰富的生物多样性。
二、红树林的水质保护红树林的水质保护对于维护生态平衡和保护自然资源至关重要。
以下是几种常见的保护措施：1. 污水处理：沿海城市和社区的污水处理是红树林水质保护的首要任务之一。
要确保污水处理厂正常运行，严格执行排污标准，确保处理后的水质符合相关的环境标准。
2. 水质监测：建立完善的水质监测网络，定期对河口水体进行监测和评估。
监测数据可以为环境规划、管理和保护提供科学依据。
3. 禁止乱倒垃圾和废弃物：在河口生态系统周围设置垃圾桶和废弃物回收点，倡导公众爱护环境，不乱倒垃圾和废弃物。
这将有助于减少污染和保护水质。
4. 控制工业废水排放：对于沿海地区的工业企业，应加强废水处理设施的建设和管理。
减少工业废水的排放，确保排放经过合理的处理后不对河口水质造成污染。
5. 保护红树林的生态系统完整性：红树林是河口生态系统的关键组成部分，保护红树林对于维持水质的稳定至关重要。
需要加强红树林的保护和恢复工作，禁止非法砍伐和开发，确保红树林生态系统完整性。
三、红树林的重要性和挑战红树林在生态系统中扮演着重要的角色。
生物菌剂底泥原理
生物菌剂底泥的原理主要基于微生物的分解作用。
微生物，包括细菌、真菌和原生动物等，能够分解底泥中的有机物质，将其转化为简单的无机物质，如二氧化碳、水、硝酸盐等。
这个过程叫做底泥的生物降解。
具体来说，底泥中的微生物通过消耗有机物质，释放出能量，用于自身的生长和繁殖。
在分解过程中，微生物释放出酶，这些酶能够将大分子有机物质分解为更小的分子。
然后，这些小分子被微生物细胞吸收，经过一系列的生化反应，最终转化为二氧化碳、水、硝酸盐等无机物质。
这个过程对底泥的生态平衡非常重要。
通过生物菌剂的作用，底泥中的有机物质被有效分解，减轻了底泥污染，改善了水质。
同时，微生物的活动也能促进底泥中的物质循环，促进生态系统的稳定性和可持续性。
请注意，生物菌剂底泥的效果受到多种因素的影响，包括微生物的种类、底泥的性质、环境条件等。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的生物菌剂，并进行科学的管理和监测。
红树林土壤细菌和古菌的16S红树林土壤中细菌和古菌的16S基因研究：揭示物种多样性与环境适应性红树林是一种独特的生态系统，富含生物多样性。
其中，土壤微生物在其生态功能的发挥中扮演着重要角色。
作为生态系统的重要组成部分，土壤细菌和古菌的16S基因研究对于了解红树林的生态特性具有重要意义。
本文旨在探讨红树林土壤细菌和古菌的16S基因，进一步理解其物种多样性与环境适应性。
在过去的研究中，已有多位学者对红树林土壤细菌和古菌的16S基因进行了深入研究。
他们通过基因测序技术，揭示了红树林土壤中细菌和古菌的物种多样性以及不同环境下的序列差异。
这些研究还对红树林土壤微生物的进化关系进行了探讨，并对其功能进行了初步注释。
本研究采用Illumina MiSeq平台进行测序，对红树林土壤细菌和古菌的16S基因进行测序分析。
我们收集了不同红树林土壤样本，提取其总DNA。
然后，通过PCR扩增16S基因片段，并进行纯化和建库。
采用MiSeq平台进行测序，得到原始序列数据。
通过分析原始序列数据，我们得到了红树林土壤细菌和古菌的16S基因序列。
进一步的数据处理和可视化分析显示，红树林土壤中存在着丰富的细菌和古菌物种多样性，且不同红树林间的物种组成存在一定的差异。
我们还发现了一些具有特殊适应性的细菌和古菌，例如能够在高盐度环境下生存的物种。
这些发现为我们深入了解红树林土壤微生物的生态功能提供了基础。
我们的研究发现，红树林土壤细菌和古菌的16S基因序列在不同红树林间存在差异，这可能与它们对环境的适应性有关。
例如，某些特殊环境下生存的物种可能在其生境中具有更高的竞争力和生存能力。
我们还发现了一些与环境特性密切相关的功能注释，进一步证实了这些微生物在红树林生态系统中的重要功能。
这与先前的研究结果相一致，进一步证实了我们的结论。
通过对红树林土壤细菌和古菌的16S基因研究，我们发现其物种多样性与环境适应性之间存在密切关系。
这些发现不仅有助于我们更好地理解红树林生态系统的运行机制，也为今后研究提供了重要的参考依据。
红树林作用红树林是一种特殊的海岸湿地生态系统，其生长在热带和亚热带的潮间带和沿海浅滩上。
红树林由各种红树类植物组成，可以为人类和自然环境提供许多重要的作用。
首先，红树林对维护海岸生态系统的稳定性起着重要的作用。
红树林的根系能够防止海滩的侵蚀和岸边土壤的流失，起到了海岸护坡的作用。
它们的根系能够稳固土壤，减少波浪的冲击力，使海岸线能够更好地保持形态。
此外，红树林的茂密植被也能够减少风暴潮的影响，起到缓解海洋灾害的作用。
其次，红树林为许多种类的动植物提供了良好的栖息地。
由于红树林生长在潮间带和沿海浅滩上，它们提供了独特的生态环境，为众多鱼类、鸟类、蟹类和其他动物提供了栖息和繁衍的场所。
红树林的根系和枝叶提供了栖息、休息和繁殖的场所，同时它们还为许多动物提供了食物。
红树林是许多物种的重要繁殖场所，保护和保持红树林生态系统对维护本地生物多样性和生态平衡有着重要的意义。
此外，红树林对改善水质和净化海水起着重要的作用。
红树林的根系可以吸收底栖生物的排泄物和有害物质，防止它们进入海洋中。
红树林吸收了大量的营养物质，减少了水体中的富营养化现象，保持了海水的清澈和透明度。
此外，红树林的植物还能够吸收大气中的二氧化碳，并释放氧气，起到了减缓气候变化的作用。
最后，红树林对于本地社区的经济发展有着重要的意义。
红树林茂密的植被为渔业提供了奠定基础，为各种鱼类、贝类和虾类等提供了繁殖场所和栖息地。
渔民们可以从红树林中获取丰富的海洋资源，保障了他们的生计。
此外，红树林也吸引了许多游客前来观赏和体验，为旅游业带来了收入。
总之，红树林是一个极其重要的海岸湿地生态系统，对维护海岸环境稳定性、保护生物多样性、净化水质、减缓气候变化以及促进经济发展都起着重要的作用。
保护和保持红树林生态系统对于人类和自然环境都是至关重要的，需要付出更多努力来保护这一宝贵的资源。
红树林湿地的生态功能与保护湿地是地球上重要的自然资源之一，它扮演着维持生态平衡和提供丰富生物多样性的关键角色。
其中，红树林湿地作为一种特殊类型的湿地，其生态功能和保护至关重要。
本文将探讨红树林湿地的生态功能与保护措施。
一、红树林湿地的生态功能红树林湿地是一种特殊的沿海湿地生态系统，其环境条件复杂而独特，拥有丰富的生态功能。
1.生态保持功能红树林湿地可以起到护岸固土的作用，减少海浪侵蚀，保护沿海地区免受海潮侵蚀和风暴潮的侵害。
其发达的树根网可以有效地抵御风浪和水流的侵蚀，减少土壤侵蚀和沉积物的流失。
同时，红树林湿地还能吸收水分和降低洪水的威力，起到调节水文循环的作用。
2.生态平衡维持功能红树林湿地是一个复杂的生态系统，拥有独特的生物多样性。
红树林树木提供了独特的栖息地，许多海洋和沿岸生物依赖于红树林湿地进行生存和繁衍。
红树林湿地是许多鸟类、鱼类、贝类等生物的重要栖息地和繁殖场所。
同时，红树林湿地还能够吸收大量二氧化碳，起到减缓气候变化的作用。
3.水质净化功能红树林湿地的植物和根系具有良好的净化水质的功能。
红树林根系可以阻止大量的泥沙和污染物进入海洋，起到净化水体的作用。
红树林湿地还可以吸收废水中的氮和磷等有机物质，减少水体富营养化和藻类爆发。
二、红树林湿地的保护措施由于人类活动的干扰和不合理利用，红树林湿地正面临生态系统崩溃和物种灭绝的威胁。
为了保护红树林湿地，应采取以下措施：1.加强立法和管理政府应加强对红树林湿地的相关立法和管理，制定相关法律法规，规范人类活动对湿地的利用和保护。
建立专门的保护机构，负责红树林湿地的监测和管理，加强巡查和执法力度。
2.推行生态修复对于已经受到破坏的红树林湿地，应进行生态修复工作，重新植树造林，恢复湿地的自然生态状态。
同时，应加强对红树林湿地的保育和研究，提高对湿地的认知和了解。
3.加强公众教育通过加强公众教育，提高公众对红树林湿地的重要性和价值的认识。
开展湿地科普宣传，提高公众的环保意识，引导人们正确利用和保护红树林湿地。
生态环境 2008, 17(2): 839-845 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目：联合国环境规划署（UNEP ）全球环境基金（GEF ）项目（UNEP/GEF/SCS/Chi/MoU 2d ）作者简介：曹启民（1974－），男，博士，主要从事环境生态和湿地恢复的研究工作。
E-mail:cqm0217@ * 通讯作者：陈桂珠，教授，博士生导师。
E-mail: chenguizhu@ 收稿日期：2007-10-17红树林生态系统微生物学研究进展曹启民，郑康振，陈耿，陈桂珠*中山大学环境科学与工程学院，广东 广州 510275摘要：红树林生态系统是复杂而独特的生态系统，是目前环境科学和生态学研究的热点领域，而对红树林生态系统微生物学的研究也越来越受到重视，目前研究的热点主要集中在红树林生态系统微生物的物种多样性、生理活性物质多样性以及环境修复功能上。
未来的研究，除了现有的研究基础要加强，研究手段与方法要采用新技术外，还应该在探索红树林生态系统微生物与物质和能量平衡、微生物与其它生物及其与气候的关系等方面进一步深入研究。
关键词：红树林生态系统；微生物；多样性；生理活性物质；生物修复；研究展望中图分类号：X172 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2008）02-0839-07红树林生态系统(Mangrove ecosystems)是指位于热带、亚热带海岸潮间带，包括种类丰富的动物群落、红树木本植物群落，微生物群落的复杂而独特的生态系统。
红树林生态系统处于海洋、陆地、大气的动态交界面，周期性遭海水浸淹地潮间带环境，使其在结构和功能上既不同于海洋生态系统，也不同于陆地生态系统，作为独特的海陆边缘生态系统在维持海湾河口生态系统的稳定和平衡中起着特殊的作用。
由于潮间带生境的高度盐责化、土壤的缺氧、高光辐射及周期性的海水浸淹，经长期的自然选择和进化适应，除了红树林植物藻类作为生产者和丰富的动物群落作为消费者外还形成了独特而又丰富的微生物类群。
底栖动物对红树林生态系统的影响及生态学意义＊徐姗楠1 陈作志2 黄小平3 李适宇1＊＊(1中山大学环境科学与工程学院,广州510275;2中国水产科学研究院南海水产研究所海水养殖生态与质量控制农业部重点开放实验室,广州510300;3中国科学院南海海洋研究所海洋生物资源可持续利用中国科学院重点实验室,广州510301)摘 要 底栖动物是红树林生态系统的重要组成部分。
本文总结了近年来国内外红树林底栖动物的生物多样性、分布模式及其影响因素的研究进展,并从以下5个方面阐述了底栖动物(尤其是相手蟹)对红树林生态系统的影响:1)维持系统初级生产;2)丰富系统有机物生产;3)影响红树植物生长;4)降低幼苗竞争压力;5)改变沉积物性质。
除传统的群落结构、生物多样性和个体生物学研究外,目前红树林底栖动物生态学的研究正逐步向红树林沙蟹等其他海洋无脊椎动物的种间关系、底栖生物区系与栖息地间相互关系研究发展。
有必要重新认识蟹类的生物扰动对红树林更新和红树林生态系统能量流动的积极意义。
关键词 底栖动物;红树林;生态系统;影响;生态学意义中图分类号 Q 178.1 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2010)4-0812-09I n f l u e n c e o f b e n t h i c f a u n a o n m a n g r o v e e c o s y s t e m a n d i t s e c o l o g i c a l s i g n i f i c a n c e .X US h a n -n a n 1,C H E NZ u o -z h i 2,H U A N GX i a o -p i n g 3,L I S h i -y u 1(1S c h o o l o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n d E n -g i n e e r i n g ,S u nY a t -s e nU n i v e r s i t y ,G u a n g z h o u 510275,C h i n a ;2K e y L a b o r a t o r yo f M a r i c u l t u r e ,E c o l o g y a n d Q u a l i t y C o n t r o l ,M i n i s t r y o f A g r i c u l t u r e ,S o u t h C h i n a S e a F i s h e r i e s R e s e a r c h I n s t i t u t e ,C h i n e s e A c a d e m y o f F i s h e r y S c i e n c e s ,G u a n g z h o u 510300,C h i n a ;3K e y L a b o r a t o r y o f M a r i n e B i o -r e s o u r c e s S u s t a i n a b l e U t i l i z a t i o n ,S o u t h C h i n a S e a I n s t i t u t e o f O c e a n o l o g y ,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i -e n c e s ,G u a n g z h o u 510301,C h i n a ).C h i n e s e J o u r n a l o f E c o l o g y ,2010,29(4):812-820.A b s t r a c t :B e n t h i c f a u n a i s a n i m p o r t a n t c o m p o n e n t o f m a n g r o v e e c o s y s t e m .T h i s p a p e r s u m m a -r i z e d t h e r e s e a r c hp r o g r e s s i nt h eb i o d i v e r s i t ya n dd i s t r i b u t i o no f m a n g r o v eb e n t h i cf a u n aa n d r e l a t e d b i o t i c a n da b i o t i c a f f e c t i n g f a c t o r s ,a n dd i s c u s s e dt h e i n f l u e n c e o f b e n t h i c f a u n a ,e s p e -c i a l l y S e s a r m i d a e c r a b s ,o n t h e s t r u c t u r e a n d f u n c t i o n o f m a n g r o v e e c o s y s t e mf r o mt h e a s p e c t s o f 1)m a i n t e n a n c e o f e c o s y s t e mp r i m a r y p r o d u c t i v i t y ,2)e n h a n c e m e n t o f e c o s y s t e m o r g a n i c m a t t e r p r o d u c t i o n ,3)e f f e c t s o n m a n g r o v e g r o w t h ,4)m i t i g a t i o n o f s a p l i n g s c o m p e t i t i o n s t r e s s ,a n d 5)a l t e r i n g s e d i m e n t p r o p e r t i e s .I n a d d i t i o n t o t h e t r a d i t i o n a l s t u d i e s i n a s s e m b l a g e s t r u c t u r e ,b i o d i -v e r s i t y ,a n di d i o b i o l o g y ,t h e c u r r e n t r e s e a r c h e s o nt h e e c o l o g y o f m a n g r o v e b e n t h i c f a u n a a r e p a y i n g m o r e a t t e n t i o no nt h e i n t e r a c t i o n s b e t w e e nt h eb e n t h i cf a u n aa n do t h e r m a r i n e i n v e r t e -b r a t e s (e .g .O c y p o d i d a e ),a n d t h e i n t r a -a n di n t e r -r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n b e n t h i c f a u n a a n d i t s h a b i t a t s .I t i s n e c e s s a r y t o f u r t h e r u n d e r s t a n d t h e s i g n i f i c a n c e o f c r a b s 'b i o t r u b a t i o n i n t h e n a t u -r a l r e g e n e r a t i o n o f m a n g r o v e a n d t h e e n e r g y f l o wo f m a n g r o v e e c o s y s t e m .K e y w o r d s :b e n t h i c f a u n a ;m a n g r o v e ;e c o s y s t e m ;i n f l u e n c e ;e c o l o g i c a l s i g n i f i c a n c e .＊“十一五”国家高技术研究发展计划(863计划)重点项目(2007A A 091703)、中国博士后科学基金项目(20090460825)、农业部海水养殖生态与质量控制重点开放实验室开放基金项目(2008B 1204)和中国科学院/广东省海洋生物重点实验室(L M B 、L A M B 和L M M )联合开放基金资助项目(L M B 091009)。
红树林生态系统的保护与恢复引言：红树林是一种特殊的生态系统，它生存在滨海湿地的潮间带，是陆地和海洋之间的过渡区域，具有重要的生态功能和经济价值。
然而，随着城市化进程的加快，红树林面临着严重的破坏和生态危机。
为了保护和恢复红树林生态系统，需要采取一系列措施，包括政府的政策支持、公众的参与以及科学研究的推动等。
一、红树林的生态功能红树林生态系统具有丰富多样的生态功能。
首先，红树林可以起到保护海岸的作用。
其茂密的根系能够有效地防止海浪的侵蚀，减少风暴潮对沿海地区的破坏。
其次，红树林可以提供栖息地和养育场所。
许多海洋生物依赖红树林的树根、水体和底泥等提供的资源生活和繁衍。
最后，红树林还可以改善水质和空气质量。
红树林树木吸收大量的二氧化碳，并释放大量的氧气，有助于净化环境和稳定气候。
二、红树林生态系统的破坏原因红树林生态系统面临着各种破坏因素。
首先，城市化进程导致土地的开发和利用，大量红树林被破坏和开垦用于建设。
其次，水污染也是一个重要的破坏因素。
工业废水、农业农药和生活污水的排放导致红树林水域的污染，破坏了海洋生物栖息地。
此外，气候变化引起的海平面上升也对红树林产生了威胁。
海水入侵导致红树林土壤的盐分和PH 值上升，影响植物的生长。
三、红树林生态系统的保护为了保护红树林生态系统，政府需要出台相关政策并加强执法。
首先，建立红树林保护区和自然保护区，加强对红树林的管理和保护，限制非法砍伐和开发行为。
其次，加大对红树林的培育和保育力度，推广红树林的种植和恢复工作。
同时，通过加强水环境治理和减少污染源的排放，改善红树林水域的水质，保护海洋生物的栖息环境。
四、红树林生态系统的恢复红树林生态系统的恢复需要科学研究的支持。
首先，需要开展红树林生态系统的监测和评估工作，了解其生态环境的现状和问题，为恢复工作提供科学依据。
其次，开展红树林种植和树木更新的研究，选择适应当地环境和条件的红树林树种，提高树木的成活率和生长质量。
底泥微生物在红树林生态系统中的作用李玫廖宝文（中国林科院热带林业研究所，广州510520）章金鸿（广州市环境保护科学研究所，广州510620）摘要微生物-营养物质-植物之间的紧密联系是红树林生态系统中营养物质保存和再循环的主要机制之一。
生活在红树林群落中的具有高生产力和高多样性的微生物群落持续不断地将红树林凋落物转化成可被植物利用的氮、磷或其他营养物质。
植物根系分泌物又为该系统中微生物和其他大型生物提供营养。
本文综述了国外有关红树林生态系统中微生物的营养物质转化方面的研究结果，并且阐明了这些微生物对该系统生产力的重要贡献。
为了更好地保护红树林生态系统，维持和恢复微生物系统是十分必要的。
而为红树林幼苗接种促进植物生长的菌种将有利于受损红树林区域的重建和红树林的人工营造。
关键词红树林固氮溶磷光合细菌硫酸盐还原作为热带亚热带海岸滩涂和河口海湾的一种特殊湿地生态系统，红树林生态系统具有很高的生态、社会和经济价值，尤其在固岸护堤、发展滩涂养殖与近海渔业、维持生物多样性、净化环境、提取海洋药物、发展生态旅游以及维持海岸带生态平衡等方面具有重大的价值[1]。
然而海岸带的不合理开发，已导致红树林面积急剧减少、种群衰退，20世纪50年代初期我国红树林面积约5万hm2，而目前仅剩1.5万hm2左右，红树林造林、恢复、发展和保护已成为一项十分紧迫的任务[2]。
在我国，对红树林生态系统的研究多以红树植物、鸟类、底栖动物等为对象，而对该系统中微生物方面的研究较少[3，4]。
本文对近年来国内外关于红树林生态系统中微生物在营养物质转化方面的研究成果和相关应用技术进行了综述，以期为红树林资源的保护和可持续发展提供理论依据。
1 红树林生态系统中的营养物质转化红树林通常被认为是营养较缺乏的生态系统，特别是N、P元素[5，6，7]。
尽管如此红树林仍然具有高生产力，原因是红树林有一个非常有效的营养物质循环系统。
红树林生态系统中营养物质转化主要依赖于微生物的活动[7,8]。
在热带红树林中，细菌和真菌占整个微生物生物量的91%，藻类和原生动物分别占7%和2%[9]。
红树林底泥中存在一个非常活跃的高生产力的细菌群落[10]，它们参与了大多数的能量流动和物质循环，并且具有碳库的功能[11]。
粘附在土壤颗粒上细菌自然死亡和溶解后，被新一代的细胞转化成新的细菌生物量或可溶性物质[9,12]。
通过消费在土壤间隙水中的可溶性有机碳，红树林底泥中的细菌种群防止了可溶性有机碳输入附近的生态系统如浮游食物链或邻近海岸区域[10,13]。
间隙水中的可溶性有机碳的浓度高于底泥中的，然而两者之间并不发生碳流动。
尽管自由氨基酸在间隙水和表层潮汐水之间存在一个高的浓度梯度，但没有发现两者之间有氨基酸流动[14]。
这些观察表明在热带红树林中生活的细菌群落消费掉了溶解在间隙水中的碳。
一个红树林生态系统中各种含氮化合物的去向和流动取决于这个系统的特性。
如果氮在以N2的形态释放到大气中之前已被消耗掉，那么通过反硝化作用而损失的氮通常可忽略不计[15]。
在细菌和植物之间可能存在争夺有效氮的激烈竞争。
来自底泥和含氮有机化合物降解的硝酸盐可能被细菌转化成铵离子，然后又被细菌和植物所同化。
这个过程使氮元素在该生态系统中得以保存[16,17]。
在红树林生态系统中尽管无机氮转化的通量和速度是微小的，但还是有研究认为矿化作用和同化过程之间存在着紧密耦合[12]。
已观察到废水流入红树林生态系统可使反硝化作用速率提高，表明反硝化作用速率和氮含量之间存在一定相关性。
无论是在水生或陆生热带生态系统中，微生物群落的氮循环通常都是一个非常有效过程[17]。
红树林生态系统的恢复依赖于底栖微生物群落和它们的保存状况以及生化环境[12]。
在红树林的氮循环依赖于细菌的同时，细菌反过来也得益于它们与红树林植物的联系。
有研究认为红树林植物根部渗出的营养物质可为生活在底泥和根际的细菌群落所利用[12,18]。
在红树林底泥中，较高的细菌活性与植物的存在密切相关：1）在印度红树林中，种有植物的底泥里参与氮元素转化的细菌数量比没种植物的多[19]；2）在佛罗里达的红树林中有植物的底泥中固氮速率通常高于没种植物的地方[20]；3）红树林底泥中高速率的硫酸盐还原作用与地下红树林根系有关，且相当于红树林净生产力的30~80%[12]。
除了给微生物群落提供营养物质，植物还能改善土壤的理化性质。
在印度的一个红树林生态系统中，植物缓解了因降雨而引起的土壤pH值和盐度变化。
在雨季，没有生长植物的土壤比有红树林生长的土壤酸度更高。
红树林植物也可以通过气生根对氧的吸收和扩散给厌氧的底部土壤提供氧气。
有些红树林种类可氧化根际土壤，因而减轻了土壤中H2S的不利影响。
这些因植物而引起的土壤变化也影响到了根际某些特定微生物种群的繁殖。
因此可以推断：在红树林生态系统中，由微生物和植物之间紧密联系而形成的营养循环使该系统中营养物质得以保存。
2 红树林生态系统中的固氮微生物红树林生态系统中较高的固氮效率同以下因素有关：凋落的和正在腐烂的叶片[20,21]，气生根[20,22]，根际土壤[6,20]，树干[23]，以及底泥中[20]和覆盖在表层底泥上的氰细菌丛[22]。
红树林生态系统中乙炔还原速率(一种测量固氮速率的方法)与有机质可用性之间存在着正相关关系。
当正在分解的叶片给固氮过程提供了足够能量时，添加碳源并不会增加该叶片固氮效率。
当碳源添入没有植物生长的底泥时，固氮作用的增加是明显的。
因此红树林底泥中固氮作用极有可能是受到能量来源不足的限制。
固氮所需的能量也可通过非固氮微生物群落分解叶片而获得。
红树林水体中可溶性氮的含量也可能影响到固氮微生物的固氮量。
已测得水体中有高含量的可溶性氮（达到25mg/L）同时缺乏碳源时，白骨壤（Avicennia marina）的底泥和根际的固氮效率较低[24]。
目前已从各种红树林种类的底泥、根际、根表面中分离出固氮细菌，包括Azospirillum属,Azotobacter属,Rhizobium属,Clostridium属和Klebsiella属。
这些细菌对任何的红树植物或红树林生态系统中其他45种植物都不具有专一性[25]。
从墨西哥的大红树、亮叶白骨壤、榄李（Laguncularia racemosa ）的根际分离出几种固氮菌株，其固氮能力与陆生环境中的固氮细菌如Azospirillum spp.相似[6]。
在印度河口的红树林生态系统，有7种红树植物的根部检测到有较高的固氮作用[5]。
佛罗里达的一处红树林中，所有3种红树植物的根部都有固氮作用，其生物固氮作用可满足60%的氮需求量[20]。
在澳大利亚的一个红树林生态系统中，大约40%的年氮需要量是由腐烂叶片、根际、表层底泥中的固氮作用提供的[26]。
无机氮可通过各种途径输入红树林生态系统，包括淡水输入，矿化作用，潮汐中溶解的或颗粒状营养物质，以及人为影响如农业灌溉和生活污水等[13]。
总之，固氮作用是红树林生态系统中主要的细菌活动，碎屑中的碳分解是由于硫酸盐还原细菌的作用。
黑红树的气生根表面定居有各种微生物，主要是固氮和非固氮的氰细菌、硅藻、绿藻、细菌和真菌[22]。
在对萌芽白骨壤气生根上的氰细菌群落的调查中发现，不同的细菌群落定居在不同位置。
丝状氰细菌如Lyngbya sp.和Oscillatoria sp.主要定居在靠近底泥的气生根下部。
气生根中部则定居有丝状固氮氰细菌如Microcoleus sp. ，根的上部则定居有球状氰细菌如Aphanothece sp. [22]。
在墨西哥某处红树林中经过一年的现场监测，显示夏季固氮效率比秋冬高出十倍。
固氮作用的主要影响因素是光强和水温[22]。
在受控条件下，给黑红树的幼苗接种固氮丝状氰细菌M. chthonoplastes，接种6天后根上布满具黏液鞘的氰细菌。
接种了的幼苗其总氮含量明显高于未接种的[27]。
N15标记研究表明，由M. chthonoplastes固定的氮主要被叶片吸收，但也出现在其他组织中。
这些结果表明氰细菌和红树植物之间是互利的，建议在恢复和重建完全或部分被破坏的红树林时，利用氰细菌作为接种菌。
3 红树林生态系统中的溶磷菌海水中丰富的阳离子使磷酸根离子沉降到红树林底泥的间隙水中，导致大部分磷酸根难以被植物体利用。
溶磷菌（phosphate-solubilizing bacteria）作为可溶性磷酸的潜在提供者，将有益于红树植物。
在墨西哥的干旱红树林生态系统中，已从黑红树植物的根部分离出9种溶磷菌菌株：Bacillus amyloliquefaciens,B. atrophaeus,Paenibacillus macerans,Xanthobacter agilis,Vibrio proteolyticus,Enterobacter aerogenes;E. taylorae,Enterobacter asburiae 和Kluyvera cryocrescens;从白红树的根上分离出3种溶磷菌的菌株即：B.licheniformis,Chryseomonas luteola和Pseudomonas stutzeri[28]。
在提供不溶性的磷酸钙条件下，生长在固体培养基上的菌落周围有菌圈形成，证实了这些菌种具有磷酸盐增溶活性。
在离体条件下每升B.amyloliquefaciens(108cfu/mL)细菌悬浮液中可溶解400mg磷酸盐，可在理论上满足一株小的陆生植物根际对磷酸盐的日需求。
4硫酸盐还原细菌红树林底泥主要由需氧表层和底部厌氧层组成。
在需氧层有机质降解主要通过有氧呼吸，而在厌氧层则通过硫酸盐还原作用[18,29]。
在底部厌氧层中CO2释放几乎100%依赖于硫酸盐还原作用[30]。
在佛罗里达的红树林，硫酸盐还原细菌是大红树和萌芽白骨壤根际环境里为数最多的细菌群体，种群密度达106cfu/mL鲜重[20]。
在印度的果阿红树林地区，硫酸盐还原细菌大约是103cfu/mL底泥干重，其中主要是产孢菌[31]。
在墨西哥半干旱红树林中，从萌芽白骨壤根际分离出2种硫酸盐还原细菌菌株。
在果阿的红树林，8种硫酸盐还原细菌被分离出来并且暂定为4个不同的属，即Desulfovibrio desulfuricans, D. desulfuricans aestuarii, D. salexigens, D.sapovorons, D. orientis,Desulrotomaculum acetoxidans,Desulfosarcina variabilis, 和Desulfococcus multivorans。
这些菌株可利用多种营养包括乳酸、醋酸、丙酸、丁酸盐（或酯）和苯甲酸盐。
