微生物及碳酸酐酶对岩溶土壤生态系统碳储存的贡献及其机制
发布时间：2021-07-04 00:01
大气二氧化碳（CO2）存在一个遗漏汇,地壳中碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解可能是遗漏汇的成因。但岩溶作用引起的碳汇由于其速率及稳定性问题受到质疑。然而,有不少室内模拟证明微生物及碳酸酐酶（CA）能加速岩溶作用,且有野外观测结果表明微生物能通过改变土壤碳转化增加土壤碳储存,但是,岩溶区微生物能否通过碳转化过程增加土壤碳储存尚不明确。弄清微生物及CA对岩溶土壤生态系统的碳储存作用及其机制,有助于弄清岩溶碳汇的贡献。为此,本文首先通过CO2-H2O-碳酸盐系统的室内模拟实验,研究纯化的来源于微生物的CA在加速CO2-H2O-碳酸盐系统CO2捕获过程中的作用及机制,并估算微生物CA对岩溶系统碳储存的贡献大小;然后,通过野外土柱实验,研究自然条件下微生物及CA对岩溶土壤生态系统碳储存的贡献;最后,通过土壤-灰岩系统的室内模拟实验,对野外岩溶自然条件下的实验结果进行佐证,同时,核算土壤-灰岩模拟系统中的碳转化和碳储存,分析微生物及CA促进岩溶土壤生态系统碳储存的机制。获得的...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
使用三次测定数据的平均值来表示。使用Excel2010软件进行，使用单因素方差分析（ANOVA）以确认数据是否具有统断不同试验组之间Ca2+浓度等是否具有显著性差异，p值采，置信度采用0.05。果A 的纯度检查DS-PAGE 检验供试细菌 CA 蛋白的纯度。SDS-PAGE 结果如菌 CA 溶液中检测到单一的 40KDa 的蛋白质条带，表明杂质 CA 溶液中检测到 17 和 30kDa 的两个条带。CA 储备液中， CA 活性约为 6.0U / mL。细菌 CA 和牛 CA 分别以 3.0 U体系中。
31图 3.1 研究区示意图A. 桂林丫吉岩溶试验场（a）与毛村思赖碎屑岩对照区（b）的位置; B.重复实验 T1-T5的位置; C.重复实验 T6、T7的位置；地图来源：中国测绘局网站 http://bzdt.nasg.gov.cn/Fig.3.1 Location map of the study areaA.The Yaji Karst Experimental Site（a）.The Silai clasolite control area（b） ;B. Repeat experimentsT1-T5 position; C. Repeat experiments T6, T7 position;Map Source: China Bureau of Surveying andMapping Website http://bzdt.nasg.gov.cn/
【参考文献】：
期刊论文
[1]Comparative study of carbonic anhydrase activity in waters among different geological eco-environments of Yangtze River basin and its ecological significance[J]. Sila Onesmus Nzung’a,Weizhi Pan,Taiming Shen,Wei Li,Xiaoqun Qin,Chenwei Wang,Liankai Zhang,Longjiang Yu. Journal of Environmental Sciences. 2018(04)
[2]气候变化对土壤微生物多样性及其功能的影响[J]. 刘远,张辉,熊明华,李峰,张旭辉,潘根兴,王光利. 中国环境科学. 2016(12)
[3]长江流域不同地质生态环境土壤碳酸酐酶活性、有机碳含量及其相关性[J]. 潘伟志,Sila Onesmus Nzung’a,申泰铭,李为,王晨玮,余龙江. 中国岩溶. 2016(02)
[4]土壤碳固定与生物活性:面向可持续土壤管理的新前沿[J]. 潘根兴,陆海飞,李恋卿,郑聚锋,张旭辉,程琨,刘晓雨,卞荣军,郑金伟. 地球科学进展. 2015(08)
[5]乌江流域上游段土地利用类型对水体碳酸酐酶活性的影响及其生态意义（英文）[J]. 潘伟志,SILA Onesmus Nzung’a,李为,黄奇波,申泰铭,王晨玮,覃小群,余龙江. Journal of Resources and Ecology. 2015(04)
[6]不同种类微生物及其碳酸酐酶对CO2-H2O-碳酸盐系统中碳酸盐岩的溶蚀作用[J]. 申泰铭,邢必果,李为,余龙江. 矿物岩石地球化学通报. 2014(06)
[7]流域不同地质生态环境中水体碳酸酐酶活性特征——以桂江流域为例[J]. 申泰铭,李为,张强,张阳,张红辉,余龙江. 中国岩溶. 2012(04)
[8]Carbonate rock dissolution rates in different landuses and their carbon sink effect[J]. ZHANG Cheng Karst Dynamics Laboratory,MLR,Institute of Karst Geology,Chinese Academy of Geological Sciences/International Research Center on Karst Under the Auspices of UNESCO,Guilin 541004,China. Chinese Science Bulletin. 2011(35)
[9]微藻及其碳酸酐酶对石灰岩土壤系统中钙元素迁移的驱动作用实验研究[J]. 李为,曾宪东,栗茂腾,周蓬蓬,余龙江. 矿物岩石地球化学通报. 2011(03)
[10]岩溶动力学的理论探索与实践[J]. 袁道先,章程. 地球学报. 2008(03)
本文编号：3263614
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
使用三次测定数据的平均值来表示。使用Excel2010软件进行，使用单因素方差分析（ANOVA）以确认数据是否具有统断不同试验组之间Ca2+浓度等是否具有显著性差异，p值采，置信度采用0.05。果A 的纯度检查DS-PAGE 检验供试细菌 CA 蛋白的纯度。SDS-PAGE 结果如菌 CA 溶液中检测到单一的 40KDa 的蛋白质条带，表明杂质 CA 溶液中检测到 17 和 30kDa 的两个条带。CA 储备液中， CA 活性约为 6.0U / mL。细菌 CA 和牛 CA 分别以 3.0 U体系中。
31图 3.1 研究区示意图A. 桂林丫吉岩溶试验场（a）与毛村思赖碎屑岩对照区（b）的位置; B.重复实验 T1-T5的位置; C.重复实验 T6、T7的位置；地图来源：中国测绘局网站 http://bzdt.nasg.gov.cn/Fig.3.1 Location map of the study areaA.The Yaji Karst Experimental Site（a）.The Silai clasolite control area（b） ;B. Repeat experimentsT1-T5 position; C. Repeat experiments T6, T7 position;Map Source: China Bureau of Surveying andMapping Website http://bzdt.nasg.gov.cn/
【参考文献】：
期刊论文
[1]Comparative study of carbonic anhydrase activity in waters among different geological eco-environments of Yangtze River basin and its ecological significance[J]. Sila Onesmus Nzung’a,Weizhi Pan,Taiming Shen,Wei Li,Xiaoqun Qin,Chenwei Wang,Liankai Zhang,Longjiang Yu. Journal of Environmental Sciences. 2018(04)
[2]气候变化对土壤微生物多样性及其功能的影响[J]. 刘远,张辉,熊明华,李峰,张旭辉,潘根兴,王光利. 中国环境科学. 2016(12)
[3]长江流域不同地质生态环境土壤碳酸酐酶活性、有机碳含量及其相关性[J]. 潘伟志,Sila Onesmus Nzung’a,申泰铭,李为,王晨玮,余龙江. 中国岩溶. 2016(02)
[4]土壤碳固定与生物活性:面向可持续土壤管理的新前沿[J]. 潘根兴,陆海飞,李恋卿,郑聚锋,张旭辉,程琨,刘晓雨,卞荣军,郑金伟. 地球科学进展. 2015(08)
[5]乌江流域上游段土地利用类型对水体碳酸酐酶活性的影响及其生态意义（英文）[J]. 潘伟志,SILA Onesmus Nzung’a,李为,黄奇波,申泰铭,王晨玮,覃小群,余龙江. Journal of Resources and Ecology. 2015(04)
[6]不同种类微生物及其碳酸酐酶对CO2-H2O-碳酸盐系统中碳酸盐岩的溶蚀作用[J]. 申泰铭,邢必果,李为,余龙江. 矿物岩石地球化学通报. 2014(06)
[7]流域不同地质生态环境中水体碳酸酐酶活性特征——以桂江流域为例[J]. 申泰铭,李为,张强,张阳,张红辉,余龙江. 中国岩溶. 2012(04)
[8]Carbonate rock dissolution rates in different landuses and their carbon sink effect[J]. ZHANG Cheng Karst Dynamics Laboratory,MLR,Institute of Karst Geology,Chinese Academy of Geological Sciences/International Research Center on Karst Under the Auspices of UNESCO,Guilin 541004,China. Chinese Science Bulletin. 2011(35)
[9]微藻及其碳酸酐酶对石灰岩土壤系统中钙元素迁移的驱动作用实验研究[J]. 李为,曾宪东,栗茂腾,周蓬蓬,余龙江. 矿物岩石地球化学通报. 2011(03)
[10]岩溶动力学的理论探索与实践[J]. 袁道先,章程. 地球学报. 2008(03)
本文编号：3263614
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