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《微生物及碳酸酐酶對巖溶土壤生態(tài)系統(tǒng)碳儲存的貢獻及其機制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號學(xué)號201077394學(xué)校代碼10487密級博士學(xué)位論文微生物及碳酸酐酶對巖溶土壤生態(tài)系統(tǒng)碳儲存的貢獻及其機制學(xué)位申請人：申泰銘學(xué)科專業(yè)：微生物學(xué)指導(dǎo)教師：余龍江教授李為副教授答辯日期：2018年1月29日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofMicrobiologyContributionandMechanismofMicrobesandCarbonicAnhydrasetoCarbonStorageinKarstSoilEcosystems
2、Ph.D.CandidateWang：ShenTaimingMajor：MicrobiologySupervisor：Prof.YuLongjiangAssociateProf.LiWeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074，P.R.China1,29,2018獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識
3、到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：2018年1月30日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在____________年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密?。(請在以上方框內(nèi)打―√‖)學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：2018年1月30日日期：2018年1月30日華中科技大學(xué)博士學(xué)位論
4、文1摘要大氣二氧化碳(CO2)存在一個遺漏匯，地殼中碳酸鹽巖和硅酸鹽巖的溶解可能是遺漏匯的成因。但巖溶作用引起的碳匯由于其速率及穩(wěn)定性問題受到質(zhì)疑。然而，有不少室內(nèi)模擬證明微生物及碳酸酐酶(CA)能加速巖溶作用，且有野外觀測結(jié)果表明微生物能通過改變土壤碳轉(zhuǎn)化增加土壤碳儲存，但是，巖溶區(qū)微生物能否通過碳轉(zhuǎn)化過程增加土壤碳儲存尚不明確。弄清微生物及CA對巖溶土壤生態(tài)系統(tǒng)的碳儲存作用及其機制，有助于弄清巖溶碳匯的貢獻。為此，本文首先通過CO2-H2O-碳酸鹽系統(tǒng)的室內(nèi)模擬實驗，研究純化的來源于微生物的CA在加速CO2-H2O-碳酸鹽系統(tǒng)CO2捕獲過程中的作用及機制，并估算微生物
5、CA對巖溶系統(tǒng)碳儲存的貢獻大??；然后，通過野外土柱實驗，研究自然條件下微生物及CA對巖溶土壤生態(tài)系統(tǒng)碳儲存的貢獻；最后，通過土壤-灰?guī)r系統(tǒng)的室內(nèi)模擬實驗，對野外巖溶自然條件下的實驗結(jié)果進行佐證，同時，核算土壤-灰?guī)r模擬系統(tǒng)中的碳轉(zhuǎn)化和碳儲存，分析微生物及CA促進巖溶土壤生態(tài)系統(tǒng)碳儲存的機制。獲得的主要結(jié)果如下：(1)定量分析了微生物CA對CO2-H2O-碳酸鹽系統(tǒng)中CO2捕獲的貢獻，微生物CA對該系統(tǒng)碳儲存的貢獻達到1/5以上。設(shè)計了流動溶蝕實驗裝置，模擬巖溶土壤生態(tài)系統(tǒng)中雨水下滲或地表水沖刷等過程中CO2-H2O-碳酸鹽系統(tǒng)對CO2的吸收過程，研究從細菌培養(yǎng)液中提取純化
6、的CA對該系統(tǒng)捕獲CO2的影響，并估算了CA對CO2-H2O-碳酸鹽系統(tǒng)碳儲存的貢獻大小。結(jié)果表明，細菌CA對CO2-H2O-碳酸鹽系統(tǒng)吸收CO2的過程不僅具有增速作用還具有增量作用，其對該系統(tǒng)捕獲CO2的貢獻率至少為18.9%(CO2-H2O-石灰?guī)r系統(tǒng))和22.1%(CO2-H2O-白云巖系統(tǒng))?？傊?，微生物CA能增加CO2-H2O-碳酸鹽系統(tǒng)中溶解性無機碳(DIC)形式的碳儲存，對該系統(tǒng)DIC形式的碳儲存的貢獻率至少達到1/5。若根據(jù)全球碳酸鹽溶蝕所固定的C量進行估算，土壤CA對CO2捕獲的貢獻可能達到1★國家自然科學(xué)基金項目（No.41372357）及國土資源部巖
7、溶動力學(xué)重點實驗室開放基金項目（KDL2011-02）資助I華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文140.567~1.938×10gC/a。(2)微生物及CA能使巖溶土壤生態(tài)系統(tǒng)中SOC形式的碳儲存增加19.22%。設(shè)計了野外土柱溶蝕實驗裝置，分別在位于桂林丫吉村的巖溶試驗場和毛村的思賴碎屑巖對照區(qū)開展野外實驗，研究自然條件下微生物及CA對巖溶碳循環(huán)中土壤碳儲存過程的影響。歷時3年的研究結(jié)果顯示，當(dāng)投加產(chǎn)CA微生物時，土柱中試片溶蝕通量增強，土壤有機碳(SOC)含量增加，土壤無機碳(SIC)含量呈一定程度減少，而土柱中固態(tài)碳元素(SOC+S
