R E S E A R C H A R T I C L EIncrea

R E S E A R C H A R T I C L E
Increased microbial activity in a warmer and wetter climate
enhances the risk of coastal hypoxia
Anna Nydahl1, Satya Panigrahi1,2 & Johan Wikner1,3
1 Department of Ecology and Environmental Science, Ume
a University, Ume
a, Sweden; 2Environment & Safety Division, Indira Gandhi Centre for
Atomic Research, Kalpakkam, India; and 3Ume
a Marine Sciences Centre, Ume
a University, Hornefors, Sweden€
Correspondence : Johan Wikner, Ume
a
Marine Sciences Centre, Ume
a University,
SE-905 71 Hornefors, Sweden. Tel.: +46 (0)€
90 7867980; e-mail: johan.wikner@umf.
umu.se
Received 22 October 2012; revised 22 March
2013; accepted 22 March 2013.
Final version published online 18 April 2013.
DOI: 10.1111/1574-6941.12123
Editor: Riks Laanbroek
Keywords
bacterioplankton; protozoa; phytoplankton;
marine; Baltic Sea.
Abstract
The coastal zone is the most productive area of the marine environment and
the area that is most exposed to environmental drivers associated with human
pressures in a watershed. In dark bottle incubation experiments, we investigated the short-term interactive effects of changes in salinity, temperature and
riverine dissolved organic matter (rDOM) on microbial respiration, growth
and abundance in an estuarine community. An interaction effect was found for
bacterial growth, where the assimilation of rDOM increased at higher salinities.
A 3 ° C rise in the temperature had a positive effect on microbial respiration.
A higher concentration of DOM consistently enhanced respiration and bacterial
abundance, while an increase in temperature reduced bacterial abundance. The
latter result was most likely caused by a positive interaction effect of temperature, salinity and rDOM on the abundance of bacterivorous flagellates. Elevated
temperature and precipitation, causing increased discharges of rDOM and an
associated lowered salinity, will therefore primarily promote bacterial respiration, growth and bacterivore abundance. Our results suggest a positive net outcome for microbial activity under the projected climate change, driven by
different, partially interacting environmental factors. Thus, hypoxia in coastal
zones may increase due to enhanced respiration caused by higher temperatures
and rDOM discharge acting synergistically.
Introduction
Coastal zones are the most productive marine areas and
are also the marine environments that are the most
exposed to environmental drivers associated with terrestrial activities and human pressures (Gazeau et al., 2004;
Smith & Benner, 2005). For example, elevated precipitation increases the supply of different chemical compounds
through riverine discharge, apart from the influence of
freshwater per se on salinity and hydrography (Temnerud
& Weyhenmeyer, 2008). In addition, the ratios of nutrients
and other quality factors related to discharged chemicals
may change. A better understanding of the factors controlling important ecological processes, such as biomass
production and respiration in the coastal zone, is therefore
necessary.
Climate-change projections suggest that precipitation
will increase by approximately 20% by the end of this
century. This will lead to increased riverine discharge to
the sea, potentially resulting in higher inputs of riverine
dissolved organic matter (rDOM) and a lower salinity in
the coastal zone (Meier, 2006; Raymond & Saiers, 2010).
In addition, an air temperature increase of approximately
2–5 °C is projected for northern Scandinavia. This situation motivates research of the interactive effects of these
climate-related land-sea drivers on microbial activity to
determine their relative importance, as specified below.
Temperature is generally found to promote community
respiration in estuarine environments, but chlorophyll also
contributes to explain the variance in this parameter
(Hopkinson & Smith, 2005). Some field studies have
shown a positive effect of temperature on both bacterial
growth and bacterial respiration (Vaque et al., 2009;
Kritzberg et al., 2010), while other studies have suggested
that bacterial growth is less dependent on temperature (Li
& Dickie, 1987; Wikner & Hagstrom, 1999). The importance€
of temperature is further supported by mesocosm experiments, which have shown a positive effect of temperature,
ª 2013 Federation of European Microbiological Societies FEMS Microbiol Ecol 85 (2013) 338–347
Published by John Wiley & Sons Ltd. All rights reserved
MICROBIOLOGY ECOLOGY
Downloaded fromhttp://femsec.oxfordjournals.org/ by guest on October 20, 2015
primarily on respiration but also on the timing of peak
bacterial secondary production (Hoppe et al., 2008;
Wohlers et al., 2009). Studies addressing the direct effect
of carbon substrates on respiration are less common, but
those that are available also suggest a positive effect
(Pomeroy & Wiebe, 2001). For bacterial growth, temperature and DOM have been attributed equal importance, at
least in cold waters (Kirchman et al., 2005). Therefore,
the temperature and substrate concentration may influence
bacterial growth and respiration in an interactive way,
motivating simultaneous examination of these factors.
Salinity has also been observed to influence the transformation of rDOM. Bacterial utilisation of allochthonous
dissolved organic material has been found to be enhanced
under estuarine conditions compared with limnic conditions when measured using either carbon- or nitrogenbased methods (Wikner & Hagstrom, 1999; Stepanauskas€
et al., 2002; Smith & Benner, 2005). Most of these experiments have been performed in dark incubations, suggesting
that the increased salinity per se promotes the bioavailability of terrigenous DOM (i.e. without photolytic activity
being involved). In addition, pre-exposure to light will
further enhance the bioavailability of DOM (Bertilsson
et al., 1999; Smith & Benner, 2005). Salinity has also been
shown to reduce the efficiency of estuarine bacterial growth
and shift the taxonomic composition of the bacterial community towards more marine species, such as Pseudomonas
and Bacteroidetes (Langenheder et al., 2003). It is therefore
important to consider salinity when studying the bacterial
transformation of rDOM in coastal zones.
In this study, we investigate the interactive influence of
changes in salinity, temperature and rDOM on microbial
respiration, growth and abundance in an estuarine community. The levels for the different treatments were chosen from a climate change perspective and correspond to
the predicted changes for this area under a moderate
reduction of anthropogenic CO2 emissions (Meier et al.,
2006). The experimental design for the microcosms was
fully factorial to allow statistical analysis of interaction
effects. Although temperature and autochthonous DOM
have been investigated in many previous studies, our
study design is unique, in which we also examine riverine
(allochthonous) DOM, salinity and the relative importance of these factors when varied simultaneously.
Materials and methods
Experiment al setup
The experiment was performed using a full factorial
design including three factors (rDOM, salinity and temperature) with two levels each, resulting in eight different
treatments (Table 1). Each treatment was conducted with
six replicates, but dissolved organic carbon (DOC) and
nutrients were only measured in three replicates to match
resources. Phytoplankton and flagellates were measured in
two replicates per treatment to facilitate the calculation of
their potential contribution to respiration.
Sampling and preparat ion of the media and
inoculum
A defined artificial brackish water medium (BWM) with
a salinity of 1 or 3 g kg
1 was prepared from a 100 9
stock solution [NaCl: 79.48 g, KCl: 2.236 g, Na2SO4:
9.943 g, MgCl2 9 6H2O: 180 cm3 (203.9 g dm
3), CaCl2
9 2H2O: 30 cm3 (145.4 g dm
3)]. A total of 40 dm3 of
river water was collected from the Ore River 2 km€
upstream of the river mouth (latitude 63.56216, longitude
19.69879). The river water was filtered via tangential flow
through a 0.2- lm filter (suspended screen channel; Pall
Corporation, Ann Arbor, MI) to obtain rDOM. This
filtrate was further concentrated via tangential flow filtration (10 000 kd, suspended screen channel; Pall Corporation) to a volume of 1.0 dm3. The lower treatment level
for rDOM (300) aimed at a concentration of 300 lM
carbon, corresponding to the natural level of DOC
expected in the Bothnian Sea. Eight different treatments
were created by mixing rDOM with brackish water media
of different salinities according to Table 1, followed by
incubation at the in situ temperature (12 °C) or 3 °C
elevated temperature (15 °C). rDOM 300, a salinity of
3 g kg
1 and the in situ temperature are considered to
represent the current situation in the study area (i.e.
control treatment), while rDOM 600, a salinity of 1 g kg
1
and the elevated temperature mimic potential effects of
climate change. These values were chosen from a relevant
high precipitation year (1998), when there was a 20%
increase in the river flow compared with the long-term
average (Wikner & Andersson, 2012).
The bacterial inoculum was created by prefiltering
20 dm3 of the estuarine water sample through a 200- lm
Table 1. Experimental design, including the environmental factors
and their levels
Treatment rDOM ( lM) Salinity (g kg
1 ) Temperature (°C)
1 300 1 12
2 300 1 15
3 300 3 12
4 300 3 15
5 600 1 12
6 600 1 15
7 600 3 12
8 600 3 15
The in situ temperature 12 °C, 300 lM DOC and 3 g kg
1 salinity
represent current levels.
FEMS Microbiol Ecol 85 (2013) 338–347 ª 2013 Federation of European Microbiological Societies
Published by John Wiley & Sons Ltd. All rights reserved
Interactive effects on microbial respiration 339
Downloaded fromhttp://femsec.oxfordjournals.org/ by guest on October 20, 2015
mesh net. The prefiltered sample was then concentrated to
a volume of 1 dm3 by filtering it through several 0.2- lmpore-size polycarbonate filters ( ∅ 47 mm, Poretics;
Osmonics Inc.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

E S E R กับ R C H R T ฉัน C L Eเพิ่มกิจกรรมจุลินทรีย์ในอากาศที่อุ่น และ wetterช่วยเพิ่มความเสี่ยงของ hypoxia ที่ชายฝั่งแอนนา Nydahl1 สัตยา Panigrahi1, 2 และ Johan Wikner1, 3วิชานิเวศวิทยาและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัย ออฟฟิศออฟฟิศ 1 a สวีเดน ความปลอดภัยฝ่าย อินทิราคานธีศูนย์และ 2Environmentปรมาณูวิจัย Kalpakkam อินเดีย 3Ume และเป็นวิทยาศาสตร์ทางทะเลศูนย์ ออฟฟิศมหาวิทยาลัย, € Hornefors สวีเดนติดต่อ: Johan Wikner ออฟฟิศศูนย์วิทยาศาสตร์ทางทะเล มหาวิทยาลัย ออฟฟิศHornefors SE-905 71 สวีเดน โทร.: +46 (0) €90 7867980 อีเมล์: [e-mail]ได้รับ 22 2555 ตุลาคม ปรับปรุง 22 มีนาคม2013 ยอมรับ 22 2013 มีนาคมรุ่นสุดท้ายที่เผยแพร่ออนไลน์ 18 2013 เมษายนดอย: 10.1111/1574-6941.12123บรรณาธิการ: Riks Laanbroekคำสำคัญbacterioplankton โพรโทซัว phytoplanktonมารีน ทะเลบอลติกบทคัดย่อเขตชายฝั่งทะเลมีพื้นที่มากที่สุดของสิ่งแวดล้อมทางทะเล และคือไดรเวอร์ซึ่งสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุดและเกี่ยวข้องกับบุคคลแรงกดดันในลุ่มน้ำ ในการทดลองบ่มขวดมืด เราตรวจสอบผลกระทบระยะสั้นโต้ตอบของการเปลี่ยนแปลงในเค็ม อุณหภูมิ และริเวอร์ไรน์ส่วนยุบอินทรีย์ (rDOM) ในจุลินทรีย์หายใจ การเจริญเติบโตและในชุมชนปากแม่น้ำที่อุดมสมบูรณ์ พบผลการโต้ตอบสำหรับเชื้อแบคทีเรียเจริญเติบโต ที่ผสมกลมกลืนของ rDOM ขึ้นที่สูง salinitiesขึ้น 3 ° C อุณหภูมิที่ได้ผลดีต่อจุลินทรีย์หายใจความเข้มข้นสูงของโดมอย่างสม่ำเสมอเพิ่มขึ้นหายใจและแบคทีเรียอุดมสมบูรณ์ ในขณะที่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิลดแบคทีเรียมากมาย ที่ผลหลังได้มักเกิดจากการโต้ตอบในเชิงบวกผลของอุณหภูมิ เค็ม และ rDOM มาย bacterivorous flagellates ยกระดับอุณหภูมิและฝน ก่อให้เกิดการปล่อยเพิ่มขึ้นของ rDOM และเชื่อมโยงลดเค็ม จะจึงสนับสนุนมากหายใจ การเจริญเติบโต และ bacterivore แบคทีเรียเป็นหลัก ผลของเราแนะนำผลสุทธิเป็นค่าบวกสำหรับกิจกรรมจุลินทรีย์ภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคาดการณ์ ขับเคลื่อนด้วยต่าง ๆ บางส่วนโต้ตอบสิ่งแวดล้อมปัจจัย ดังนั้น hypoxia ในชายฝั่งโซนอาจเพิ่มขึ้นเนื่องจากการหายใจขั้นสูงที่เกิดจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นและปล่อย rDOM ที่ทำหน้าที่เป็นแนะนำเขตชายฝั่งคือ พื้นที่ทางทะเลมากที่สุด และมีสภาพแวดล้อมทางทะเลที่มีมากที่สุดแสดงโปรแกรมควบคุมสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมภาคพื้นและกดดันมนุษย์ (Gazeau et al., 2004สมิธ & Benner, 2005) ตัวอย่าง ฝนยกระดับเพิ่มอุปทานของสารประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันโดยปล่อยริเวอร์ไรน์ จากอิทธิพลของปลาบนเค็มและ hydrography (Temnerud ต่อ se& Weyhenmeyer, 2008) นอกจากนี้ อัตราส่วนของสารอาหารและปัจจัยคุณภาพอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีที่ปล่อยออกอาจเปลี่ยนแปลง เข้าใจปัจจัยที่ควบคุมระบบนิเวศกระบวนการสำคัญ เช่นชีวมวลผลิตและการหายใจในเขตชายฝั่ง จึงจำเป็นฝนที่แนะนำประมาณการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะเพิ่มขึ้นประมาณ 20% โดยสิ้นสุดนี้เซ็นจูรี่ นี้จะนำไปจำหน่ายเพิ่มริเวอร์ไรน์เพื่อทะเล ตนเองได้ในปัจจัยการผลิตสูงกว่าของริเวอร์ไรน์ส่วนยุบอินทรีย์ (rDOM) และความเค็มต่ำในเขตชายฝั่ง (มุนเช่น 2006 เรย์มอนด์ & Saiers, 2010)นอกจากนี้ อุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้นของประมาณคาดว่า 2-5 ° C สำหรับสแกนดิเนเวียตอนเหนือ สถานการณ์นี้แรงบันดาลใจวิจัยผลโต้ตอบเหล่านี้โปรแกรมควบคุมที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศแผ่นดินทะเลในกิจกรรมจุลินทรีย์กำหนดความสัมพันธ์สำคัญ ตามที่ระบุด้านล่างอุณหภูมิโดยทั่วไปพบเพื่อส่งเสริมชุมชนหายใจในสภาพแวดล้อมที่ปากแม่น้ำ แต่คลอโรฟิลล์ยังการณ์ในการอธิบายความแปรปรวนในพารามิเตอร์นี้(Hopkinson & Smith, 2005) ศึกษาบางฟิลด์ได้แสดงผลบวกของอุณหภูมิบนทั้งแบคทีเรียเจริญเติบโตและการหายใจแบคทีเรีย (Vaque et al., 2009Kritzberg et al., 2010), ในขณะที่มีการแนะนำการศึกษาอื่น ๆเจริญเติบโตของแบคทีเรียน้อยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (Liและ dickie, 1987 Wikner & Hagstrom, 1999) € ความสำคัญอุณหภูมิเพิ่มเติมสนับสนุนการทดลอง mesocosm ซึ่งได้แสดงผลบวกของอุณหภูมิชื่อ 2013 สหพันธ์ของสังคมยุโรปทางจุลชีววิทยา FEMS Microbiol Ecol 85 (2013) 338-347เผยแพร่ โดยจอห์น Wiley และบุตร จำกัด สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมดจุลชีววิทยานิเวศวิทยาการ fromhttp://femsec.oxfordjournals.org/ ดาวน์โหลด โดยเข้าพักในวันที่ 20 ตุลาคม 2015เป็นหลักในการหายใจแต่ในระยะเวลาของ peakผลิตรองจากแบคทีเรีย (Hoppe et al., 2008Wohlers et al., 2009) ศึกษาแก้ปัญหาผลกระทบโดยตรงของคาร์บอน ในหายใจมีน้อยแต่ทั่วไปผู้ที่มีแนะนำผลบวก(Pomeroy & Wiebe, 2001) การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย อุณหภูมิและโดมมีบันทึกสำคัญ ที่อย่างน้อยในเย็นน้ำ (Kirchman et al., 2005) ดังนั้นความเข้มข้นอุณหภูมิและพื้นผิวที่อาจมีผลกระทบต่อเจริญเติบโตของแบคทีเรียและการหายใจในทางโต้ตอบสอบพร้อมจูงใจปัจจัยเหล่านี้นอกจากนี้ยังได้พบเค็มมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของ rDOM การจัดสรร allochthonous แบคทีเรียวัสดุอินทรีย์ละลายได้พบว่าสามารถเพิ่มประสิทธิภาพภายใต้เงื่อนไขขีดเปรียบเทียบกับเงื่อนไข limnic เมื่อวัดโดยใช้วิธีคาร์บอน - หรือ nitrogenbased (Wikner & Hagstrom, 1999 Stepanauskas€และ al., 2002 สมิธ & Benner, 2005) ส่วนใหญ่การทดลองเหล่านี้ได้ปฏิบัติใน incubations มืด แนะนำว่า เค็มเพิ่มชีวปริมาณออกฤทธิ์ของ DOM terrigenous (เช่นโดยกิจกรรม photolytic ต่อ se ส่งเสริมเกี่ยวข้อง) นอกจากนี้ การบันทึกภาพแสงก่อนจะเพิ่มการดูดซึมของ DOM (Bertilsson เพิ่มเติมร้อยเอ็ด al., 1999 สมิธ & Benner, 2005) นอกจากนี้ยังมีเค็มแสดงการลดประสิทธิภาพของปากแม่น้ำเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเปลี่ยนองค์ประกอบอนุกรมวิธานของแบคทีเรียต่อการเพิ่มเติมชนิดสัตว์น้ำ เช่น Pseudomonasและ Bacteroidetes (Langenheder et al., 2003) จึงควรพิจารณาเค็มเมื่อศึกษาแบคทีเรียการเปลี่ยนแปลงของ rDOM ในเขตชายฝั่งในการศึกษานี้ เราตรวจสอบอิทธิพลโต้ตอบของการเปลี่ยนแปลงในความเค็ม อุณหภูมิ และ rDOM ในจุลินทรีย์หายใจ การเจริญเติบโต และความอุดมสมบูรณ์ในการชุมชนปากแม่น้ำ ระดับการรักษาแตกต่างกันที่ถูกเลือกจากมุมมองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงที่คาดการณ์สำหรับพื้นที่นี้ปานกลางลดการปล่อย CO2 ที่มาของมนุษย์ (มุนเช่น et al.,2006) มีการออกแบบการทดลองสำหรับการ microcosmsแฟกทอเรียลเต็มให้โต้ตอบการวิเคราะห์ทางสถิติผลกระทบ ถึงแม้ว่าอุณหภูมิและโดม autochthonousมีการตรวจสอบในการศึกษาก่อนหน้านี้หลาย ของเราศึกษาออกแบบไม่ซ้ำกัน ซึ่งเรายังตรวจสอบริเวอร์ไรน์(allochthonous) โดม เค็ม และความสำคัญของปัจจัยเหล่านี้เมื่อแตกต่างกันวัสดุและวิธีการทดลองติดตั้งอัลทดลองทำใช้แฟกทอเรียลแบบเต็มออกแบบรวมถึงปัจจัย 3 ประการ (rDOM เค็ม และอุณหภูมิ) กับสองระดับแต่ละ ในแปดแตกต่างกันรักษา (ตารางที่ 1) การรักษาแต่ละวิธีด้วยแต่เหมือนกับ 6 ส่วนยุบอินทรีย์คาร์บอน (DOC) และสารอาหารถูกวัดในสามเหมือนกับการจับคู่เท่านั้นทรัพยากร Phytoplankton และ flagellates ถูกวัดในเหมือนกับสองต่อรักษาเพื่อความสะดวกในการคำนวณความผันแปรเป็นการหายใจสุ่มตัวอย่างและ preparat ไอออนของสื่อ และinoculumน้ำกร่อยประดิษฐ์กำหนดสื่อ (BWM) ด้วยเค็มของ 1 หรือ 3 g กก. 1 ถูกเตรียมจาก 100 9หุ้นโซลูชั่น [NaCl: 79.48 g, KCl: 2.236 g, Na2SO4:9.943 g, 6H2O MgCl2 9:180 cm3 (203.9 g dm 3), CaCl29 2H2O: 30 cm3 (145.4 g dm 3)] จำนวน 40 dm3 ของแม่น้ำรวบรวมจาก€ km 2 น้ำแร่ขั้นต้นน้ำปากแม่น้ำ (ละติจูด 63.56216 ลองติจูด19.69879) น้ำน้ำถูกกรองผ่านไหล tangentialผ่านตัวกรอง 0.2-lm (ช่องจอระงับ แถบวายบริษัท Ann Arbor, MI) ได้รับ rDOM นี้สารกรองมีเพิ่มเติมเข้มข้นผ่านเครื่องกรองไหล tangential (10 000 kd ช่องจอระงับ แถบวายคอร์ปอเรชั่น) จะมีปริมาตร 1.0 dm3 รักษาระดับล่างสำหรับ rDOM (300) ความเข้มข้นของ 300 lMคาร์บอน ที่สอดคล้องกับระดับธรรมชาติของ DOCคาดว่าในทะเล Bothnian รักษา 8 แตกต่างกันสร้างขึ้น โดยผสม rDOM กับสื่อน้ำกร่อยของ salinities แตกต่างกันตามตารางที่ 1 ตามด้วยบ่มที่อุณหภูมิใน situ (12 ° C) หรือ 3 ° C(15 ° C) อุณหภูมิสูง rDOM 300 เค็มของ3 g กก. 1 และอุณหภูมิใน situ ถือแสดงถึงสถานการณ์ปัจจุบันในพื้นที่ศึกษา (เช่นควบคุมรักษา), ในขณะที่ rDOM 600 เค็มของ 1 g กก. 1อุณหภูมิสูงเลียนแบบอาจเกิดผลการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ค่าเหล่านี้ถูกเลือกจากที่เกี่ยวข้องฝนสูงปี (1998), เมื่อมี 20%เพิ่มขึ้นในกระแสแม่น้ำเปรียบเทียบกับในระยะยาวค่าเฉลี่ย (Wikner & Andersson, 2012)Inoculum แบคทีเรียสร้างขึ้น โดยการกรองล่วงหน้าdm3 20 ของตัวอย่างน้ำที่ปากแม่น้ำผ่าน 200-lmตารางที่ 1 ออกแบบการทดลอง รวมถึงปัจจัยแวดล้อมและระดับของพวกเขารักษา rDOM (lM) เค็ม (g กก. 1) อุณหภูมิ (° C)1 300 1 122 300 1 153 300 3 124 300 3 155 600 1 126 600 1 157 600 3 128 600 3 15อุณหภูมิใน situ 12 ° C, 300 lM DOC และเค็ม 3 g กก. 1แสดงระดับปัจจุบันFEMS Microbiol Ecol 85 (2013) 338-347 ชื่อ 2013 สหพันธ์ของสังคมยุโรปทางจุลชีววิทยาเผยแพร่ โดยจอห์น Wiley และบุตร จำกัด สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมดจุลินทรีย์หายใจ 339 ผลแบบโต้ตอบการ fromhttp://femsec.oxfordjournals.org/ ดาวน์โหลด โดยเข้าพักในวันที่ 20 ตุลาคม 2015ตาข่ายสุทธิ ตัวอย่าง prefiltered เข้มข้นไปแล้วปริมาตรของ 1 dm3 โดยการกรองผ่านตัวกรองขนาด 0.2 lmpore โพลีคาร์บอเนตหลาย (∅ 47 mm, PoreticsOsmonics อิงค์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

RESEARCHARTICLE เพิ่มกิจกรรมของจุลินทรีย์ในอากาศอบอุ่นและเปียกสภาพภูมิอากาศที่ช่วยเพิ่มความเสี่ยงต่อการขาดออกซิเจนชายฝั่งแอนนาNydahl1 สัตยา Panigrahi1,2 และโจฮาน Wikner1,3 1 ภาควิชานิเวศวิทยาและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม Ume มหาวิทยาลัย, Ume ที่สวีเดน?; 2Environment และความปลอดภัยกอง Indira Gandhi ศูนย์ปรมาณูวิจัยKalpakkam อินเดีย; และ 3Ume วิทยาศาสตร์ทางทะเลศูนย์ Ume มหาวิทยาลัย, Hornefors, สวีเดน€? สารบรรณ: โจฮาน Wikner, Ume? วิทยาศาสตร์ทางทะเลศูนย์ Ume มหาวิทยาลัย, SE-905 71 Hornefors, สวีเดน Tel .: +46 (0) € 90 7867980; . E-mail: johan.wikner@umf umu.se ได้รับ 22 ตุลาคม 2012; ปรับปรุงเดือนมีนาคม 22 2013; ได้รับการยอมรับ 22 มีนาคม 2013 รุ่นสุดท้ายที่ตีพิมพ์ออนไลน์ 18 เมษายน 2013 DOI: 10.1111 / 1574-6941.12123 บรรณาธิการ: Riks Laanbroek คำbacterioplankton; โปรโตซัว; แพลงก์ตอนพืช; ทะเล ทะเลบอลติก. บทคัดย่อเขตชายฝั่งทะเลที่เป็นพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดของสภาพแวดล้อมทางทะเลและพื้นที่ที่มีการสัมผัสมากที่สุดในการขับรถทางด้านสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์แรงกดดันในลุ่มน้ำ ในการทดลองบ่มขวดมืดเราตรวจสอบในระยะสั้นผลกระทบการโต้ตอบของการเปลี่ยนแปลงในความเค็มอุณหภูมิและแม่น้ำละลายสารอินทรีย์ (rDOM) ในการหายใจของจุลินทรีย์เจริญเติบโตและความอุดมสมบูรณ์ในชุมชนน้ำเค็ม ผลการทำงานร่วมกันก็พบว่าสำหรับการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียที่ดูดซึมของ rDOM เพิ่มขึ้นที่ระดับความเค็มสูงขึ้น. 3 °เพิ่มขึ้นเซลเซียสอุณหภูมิมีผลกระทบในเชิงบวกต่อการหายใจของจุลินทรีย์. ความเข้มข้นที่สูงขึ้นของ DOM หายใจที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและแบคทีเรียอุดมสมบูรณ์ในขณะที่การเพิ่มขึ้นอุณหภูมิลดลงความอุดมสมบูรณ์ของแบคทีเรีย ผลหลังถูกที่สุดเกิดจากผลการทำงานร่วมกันในเชิงบวกของอุณหภูมิความเค็มและ rDOM ในความอุดมสมบูรณ์ของ bacterivorous flagellates ยกระดับอุณหภูมิและปริมาณน้ำฝนที่ก่อให้เกิดการปล่อยของเสียที่เพิ่มขึ้นของ rDOM และ บริษัท รปรับลดความเค็มจึงจะเป็นหลักในการส่งเสริมการหายใจแบคทีเรียเจริญเติบโตและความอุดมสมบูรณ์ bacterivore ผลของเราแสดงให้เห็นผลในเชิงบวกสำหรับสุทธิกิจกรรมของจุลินทรีย์ภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่คาดการณ์โดยได้แรงหนุนที่แตกต่างกันบางส่วนมีปฏิสัมพันธ์ปัจจัยแวดล้อม ดังนั้นการขาดออกซิเจนในชายฝั่งโซนอาจเพิ่มขึ้นเนื่องจากการหายใจที่เพิ่มขึ้นเกิดจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นและการปล่อยrDOM ทำหน้าที่ร่วม. บทนำโซนชายฝั่งเป็นพื้นที่ทางทะเลที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดและยังมีสภาพแวดล้อมทางทะเลที่เป็นส่วนใหญ่สัมผัสกับไดรเวอร์สิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมบนพื้นดินและแรงกดดันของมนุษย์ (Gazeau et al, 2004;. สมิ ธ แอนด์ Benner, 2005) ยกตัวอย่างเช่นการเร่งรัดยกระดับการเพิ่มขึ้นของอุปทานของสารประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันผ่านการปล่อยแม่น้ำนอกเหนือจากอิทธิพลของน้ำจืดต่อse ในความเค็มและอุทกศาสตร์ (Temnerud และ Weyhenmeyer 2008) นอกจากนี้อัตราส่วนของสารอาหารและปัจจัยที่มีคุณภาพอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีที่ปล่อยออกมาอาจมีการเปลี่ยนแปลง ความเข้าใจที่ดีขึ้นของปัจจัยที่ควบคุมกระบวนการของระบบนิเวศที่สำคัญเช่นชีวมวลผลิตและการหายใจในเขตชายฝั่งทะเลจึงเป็นสิ่งที่จำเป็น. คาดการณ์สภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงชี้ให้เห็นว่าปริมาณน้ำฝนจะเพิ่มขึ้นประมาณ 20% โดยสิ้นปีนี้ศตวรรษที่ ซึ่งจะนำไปสู่การปล่อยแม่น้ำเพิ่มขึ้นเป็นทะเลที่อาจส่งผลให้ปัจจัยการผลิตที่สูงขึ้นของแม่น้ำละลายสารอินทรีย์(rDOM) และความเค็มต่ำกว่าในเขตชายฝั่งทะเล(ไมเออร์, 2006 เรย์มอนด์และ Saiers 2010). นอกจากนี้อุณหภูมิอากาศ เพิ่มขึ้นประมาณ2-5 องศาเซลเซียสเป็นที่คาดการณ์สำหรับภาคเหนือของสแกนดิเนเวี สถานการณ์เช่นนี้จะกระตุ้นการวิจัยของผลการโต้ตอบเหล่านี้เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศไดรเวอร์ที่ดินทะเลต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่จะกำหนดความสำคัญของพวกเขาตามที่ระบุไว้ด้านล่าง. อุณหภูมิพบได้ทั่วไปในการส่งเสริมชุมชนหายใจในสภาพแวดล้อมที่น้ำเค็มแต่คลอโรฟิลนอกจากนี้ยังมีส่วนช่วยในการอธิบายความแปรปรวนในพารามิเตอร์นี้(Hopkinson และสมิ ธ , 2005) บางการศึกษาภาคสนามได้แสดงให้เห็นผลในเชิงบวกของอุณหภูมิต่อทั้งเชื้อแบคทีเรียเจริญเติบโตและการหายใจแบคทีเรีย(Vaque et al, 2009;.. Kritzberg et al, 2010) ในขณะที่การศึกษาอื่น ๆ ได้ชี้ให้เห็นว่าการเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นน้อยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ(Li และริชาร์ด 1987; & Wikner Hagstrom, 1999) ความสำคัญ€อุณหภูมิการสนับสนุนเพิ่มเติมจากการทดลอง mesocosm ซึ่งได้แสดงให้เห็นผลในเชิงบวกของอุณหภูมิª 2013 สหพันธ์สมาคมจุลชีววิทยายุโรป FEMS Microbiol Ecol 85 (2013) 338-347 เผยแพร่โดย John Wiley & Sons Ltd. สงวนลิขสิทธิ์จุลชีววิทยานิเวศวิทยาดาวน์โหลด fromhttp: //femsec.oxfordjournals.org/ โดยแขกรับเชิญใน 20 ตุลาคม 2015 หลักในการหายใจ แต่ยังอยู่ในระยะเวลาของยอดการผลิตรองแบคทีเรีย(. Hoppe et al, 2008;. Wohlers et al, 2009) การศึกษาที่อยู่ผลกระทบโดยตรงของพื้นผิวคาร์บอนในการหายใจอยู่ร่วมกันน้อยลงแต่ผู้ที่มียังแนะนำให้ผลในเชิงบวก(รอยและวิบบ์, 2001) สำหรับการเจริญเติบโตของแบคทีเรียอุณหภูมิและ DOM ได้รับการบันทึกความสำคัญเท่าเทียมกันอย่างน้อยในน้ำเย็น(Kirchman et al., 2005) ดังนั้นอุณหภูมิและความเข้มข้นของสารตั้งต้นอาจมีผลต่อการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียและการหายใจในวิธีการโต้ตอบและการสร้างแรงจูงใจการตรวจสอบพร้อมกันของปัจจัยเหล่านี้. ความเค็มยังได้รับการปฏิบัติที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของ rDOM การใช้แบคทีเรีย allochthonous ละลายสารอินทรีย์ที่ได้รับพบว่ามีการเพิ่มขึ้นภายใต้เงื่อนไขน้ำเค็มเมื่อเทียบกับเงื่อนไข limnic เมื่อวัดโดยใช้วิธีการอย่างใดอย่างหนึ่งหรือคาร์บอน nitrogenbased (Wikner Hagstrom & 1999; Stepanauskas €. et al, 2002; Smith & Benner, 2005) . ส่วนใหญ่ของการทดลองเหล่านี้ได้รับการดำเนินการในการฟักตัวของเชื้อที่มืดบอกว่าความเค็มที่เพิ่มขึ้นต่อ se ส่งเสริมการดูดซึมของ Terrigenous DOM (เช่นโดยไม่ต้อง photolytic กิจกรรมการมีส่วนร่วม) นอกจากนี้ยังมีการเปิดรับก่อนแสงจะช่วยเพิ่มการดูดซึมของ DOM (ที่ Bertilsson et al, 1999;. สมิ ธ แอนด์ Benner, 2005) ความเค็มยังได้รับการแสดงเพื่อลดประสิทธิภาพของการเจริญเติบโตของแบคทีเรียน้ำเค็มและเปลี่ยนองค์ประกอบการจัดหมวดหมู่ของชุมชนที่มีต่อแบคทีเรียพันธุ์สัตว์น้ำมากขึ้นเช่นPseudomonas และ Bacteroidetes (Langenheder et al., 2003) ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่ต้องพิจารณาความเค็มเมื่อศึกษาแบคทีเรียการเปลี่ยนแปลงของrDOM ในบริเวณชายฝั่ง. ในการศึกษานี้เราจะตรวจสอบอิทธิพลโต้ตอบของการเปลี่ยนแปลงในความเค็มอุณหภูมิและ rDOM จุลินทรีย์ในระบบทางเดินหายใจการเจริญเติบโตและความอุดมสมบูรณ์ในชุมชนน้ำเค็ม ระดับสำหรับการรักษาที่แตกต่างกันได้รับการแต่งตั้งจากมุมมองของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงที่คาดการณ์ไว้สำหรับพื้นที่นี้อยู่ภายใต้ปานกลางลดการปล่อยCO2 ของมนุษย์ (ไมเออร์ et al., 2006) การออกแบบการทดลองสำหรับจุลภาคเป็นปัจจัยอย่างเต็มที่ที่จะช่วยให้การวิเคราะห์ทางสถิติของการปฏิสัมพันธ์ผลกระทบ แม้ว่าอุณหภูมิและ autochthonous DOM ได้รับการตรวจสอบในการศึกษาก่อนหน้านี้จำนวนมากของเราออกแบบการศึกษาที่ไม่ซ้ำกันในการที่เรายังตรวจสอบแม่น้ำ(allochthonous) DOM ความเค็มและความสำคัญของปัจจัยเหล่านี้เมื่อแตกต่างกันไปพร้อม ๆ กัน. วัสดุและวิธีการทดสอบอัลติดตั้งทดลองได้รับการดำเนินการโดยใช้ปัจจัยแบบเต็มการออกแบบรวมทั้งสามปัจจัย (rDOM ความเค็มและอุณหภูมิ) มีสองระดับแต่ละผลในแปดที่แตกต่างกันการรักษา(ตารางที่ 1) การรักษาที่แต่ละคนได้รับการดำเนินการกับหกซ้ำ แต่ละลายอินทรีย์คาร์บอน (DOC) และสารอาหารที่มีการวัดเฉพาะในสามซ้ำเพื่อให้ตรงกับทรัพยากร แพลงก์ตอนพืชและ flagellates อยู่ในวัดสองซ้ำต่อการรักษาเพื่ออำนวยความสะดวกในการคำนวณของผลงานที่มีศักยภาพของพวกเขาเพื่อการหายใจ. การชักตัวอย่างและไอออน preparat ของสื่อและหัวเชื้อกำหนดไว้กลางเทียมน้ำกร่อย(BWM) ที่มีความเค็มของ1 หรือ 3 กรัมต่อกิโลกรัมหรือไม่ 1 ถูกจัดทำขึ้นจาก 100 9 วิธีการแก้ปัญหาหุ้น [โซเดียมคลอไรด์: 79.48 กรัม KCl: 2.236 กรัม Na2SO4: 9.943 กรัม MgCl2 9 6H2O: 180 cm3 (203.9 กรัม dm 3?) CaCl2 9 2H2O: 30 cm3 (145.4 กรัม dm 3 )] ทั้งหมด 40 dm3 ของน้ำในแม่น้ำที่ถูกเก็บรวบรวมจากแร่แม่น้ำ2 กม€ต้นน้ำจากปากแม่น้ำ(ละติจูด 63.56216 ลองจิจูด19.69879) น้ำในแม่น้ำถูกกรองผ่านวงไหลผ่านตัวกรอง 0.2- LM (ช่องหน้าจอระงับ; พอลคอร์ปอเรชั่นAnn Arbor, MI) เพื่อให้ได้ rDOM นี้กรองเข้มข้นต่อไปผ่านการกรองไหลวง (10 000 KD ช่องทางหน้าจอระงับ; พอลคอร์ปอเรชั่น) ปริมาณ 1.0 dm3 ระดับการรักษาที่ต่ำกว่าสำหรับ rDOM (300) มุ่งเป้าไปที่ความเข้มข้น 300 ไมครอนคาร์บอนที่สอดคล้องกับระดับตามธรรมชาติของDOC คาดว่าในทะเล Bothnian แปดที่แตกต่างกันการรักษาที่ถูกสร้างขึ้นโดยการผสม rDOM กับสื่อน้ำกร่อยของความเค็มที่แตกต่างกันไปตามตารางที่1 ตามมาด้วยการบ่มที่อุณหภูมิในแหล่งกำเนิด(12 ° C) หรือ 3 องศาเซลเซียสอุณหภูมิสูง(15 ° C) rDOM 300, ความเค็มของ3 กรัมต่อกิโลกรัม 1 และอุณหภูมิในแหล่งกำเนิดจะถือว่าเป็นตัวแทนของสถานการณ์ในปัจจุบันในพื้นที่ศึกษา(เช่นการรักษาควบคุม) ในขณะที่ rDOM 600 เป็นความเค็ม 1 กรัมต่อกิโลกรัม 1 และอุณหภูมิสูงเลียนแบบ ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ ค่าเหล่านี้ได้รับการแต่งตั้งจากที่เกี่ยวข้องปีปริมาณน้ำฝนสูง (1998) เมื่อมี 20% การเพิ่มขึ้นของการไหลของแม่น้ำเมื่อเทียบกับระยะยาวเฉลี่ย (Wikner และแอนเดอ 2012). เชื้อแบคทีเรียที่ถูกสร้างขึ้นโดย prefiltering 20 dm3 ของ น้ำกร่อยตัวอย่างผ่าน LM 200 ตารางที่ 1 การออกแบบการทดลองรวมทั้งปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและระดับของพวกเขารักษาrDOM (LM) ความเค็ม (กรัมต่อกิโลกรัม 1) อุณหภูมิ (° C) 1 300 1 12 2 15 1 300 3 300 3 12 4 300 3 15 5 600 1 12 6 600 1 15 7 600 3 12 8 600 3 15 ในอุณหภูมิแหล่งกำเนิด 12 ° C, 300 LM DOC และ 3 กรัมต่อกิโลกรัม 1 ความเค็มเป็นตัวแทนระดับปัจจุบัน. FEMS Microbiol Ecol 85 (2013) 338-347 ช 2013 สภายุโรปสมาคมจุลชีววิทยาเผยแพร่โดยJohn Wiley & Sons Ltd. สงวนลิขสิทธิ์ผลกระทบInteractive ในการหายใจของจุลินทรีย์ 339 ดาวน์โหลด fromhttp: //femsec.oxfordjournals.org/ โดยแขกรับเชิญใน 20 ตุลาคม 2015 สุทธิตาข่าย ตัวอย่าง prefiltered เข้มข้นแล้วปริมาณ1 dm3 โดยการกรองผ่านหลาย 0.2- โพลีคาร์บอเนต lmpore ขนาดตัวกรอง (∅ 47 มม Poretics; OSMONICS อิงค์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

r e s e a r c h a r t i C L E
เพิ่มกิจกรรมของจุลินทรีย์ในอากาศที่อบอุ่นและบรรยากาศ
ช่วยเพิ่มความเสี่ยงของชายฝั่ง มี nydahl1
แอนนาฯ , panigrahi1,2 & Johan wikner1,3
1 ภาควิชานิเวศวิทยาและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
Ume มหาวิทยาลัย อุเมะ
, สวีเดน กองความปลอดภัย& 2environment , อินทิราคานธีศูนย์วิจัยปรมาณู
, kalpakkam , อินเดีย และ 3ume
ศูนย์วิทยาศาสตร์ทางทะเล
Ume มหาวิทยาลัย hornefors , สวีเดนด้าน
ติดต่อ : Johan wikner อุเมะ
เป็น
ศูนย์วิทยาศาสตร์ทางทะเล อุเมะ
มหาวิทยาลัย ,
se-905 71 hornefors สวีเดน โทร : 0 ( 0 ) ด้าน
90 7867980 ; e-mail : Johan wikner @ umf .
umu เซ
ได้รับ 22 ตุลาคม 2012 ; แก้ไข 22 มีนาคม
2013 ; ยอมรับ 22 มีนาคม 2013 .
สุดท้ายรุ่นเผยแพร่ออนไลน์วันที่ 18 เมษายน 2013 .
ดอย : 10.1111 / บรรณาธิการ : riks 1574-6941.12123


laanbroek คำสำคัญbacterioplankton ; โปรโตซัว ; แพลงก์ตอนพืชทะเลทะเลบอลติก ;
;
.
นามธรรมชายฝั่งเป็นพื้นที่ที่มีประสิทธิผลมากที่สุดของสิ่งแวดล้อมทางทะเลและ
ส่วนที่สัมผัสมากที่สุดที่จะควบคุมสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์
แรงกดดันในลุ่มน้ำ ในที่มืด 1 ขวด โดยเราทำการโต้ตอบผลระยะสั้นของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและ
ตัวละลายอินทรีย์ ( rdom ) การหายใจของจุลินทรีย์การเจริญเติบโต
และความอุดมสมบูรณ์ในน้ำเค็มในชุมชน การปฏิสัมพันธ์พบ
เจริญเติบโตของแบคทีเรีย ที่ผสมกลมกลืนของ rdom เพิ่มขึ้นที่ระดับความเค็มสูง .
3 ° C เพิ่มขึ้นในอุณหภูมิที่มีผลต่อการหายใจของจุลินทรีย์ ที่มีความเข้มข้นสูงของโดม

และปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของแบคทีเรีย