岩溶区水生微藻及其胞外碳酸酐酶作用下的稳碳能力及影响因素研究

摘要

研究岩溶区水生微藻及其胞外碳酸酐酶（CA）作用下的稳碳能力对弄清岩溶水生态系统的碳汇潜力、回答岩溶碳汇稳定性质疑具有十分重要的意义。但目前有关岩溶区水生微藻固碳方面的研究都是室内模拟实验研究，难于真实反映自然岩溶水体中微藻利用无机碳转化为有机碳的情况。本文设计了独特的野外水箱实验装置，通过在典型岩溶区桂林会仙湿地狮子潭和漓江市区段开展野外微宇宙微藻培养实验，研究自然条件下岩溶区水生微藻及其胞外CA作用下的稳碳能力及主要环境影响因素，估算典型岩溶水生态系统微藻的稳碳量，同时，利用高通量测序技术研究典型岩溶湿地小流域水生微藻和微生物的群落结构与丰度及其与CA活性和微藻稳碳能力的关系。本文获得的主要结果如下： （1）微藻的稳碳能力随季节与环境的变化而变化，在会仙湿地狮子潭，主要影响因素是光照、温度、总磷和总氮。同时，不同组成的微藻群落具有不同的稳碳能力，胞外CA活性高的微藻群落表现出较强的稳碳能力。 （2）会仙湿地水生态系统中的微藻具有相当可观的稳碳能力，平均每年转化无机碳为相对稳定的有机碳量为4207.48t C/a，其中以HCO3-形式的无机碳作为碳源的部分为2696.93t C/a，占会仙湿地HCO3-年输入总量的33%。 （3）会仙湿地小流域水体中的微藻群落组成由于环境变化及人为活动的影响表现出明显差异，关键作用因素是HCO3-、Ca2+及氮源组成。小球藻属（Chlorella）可能对微藻群落CA活性及稳碳能力起主导作用。 本文研究结果揭示了自然条件下岩溶水生微藻及胞外CA对岩溶碳汇的实际贡献，为科学认识岩溶生态系统的碳汇潜力提供了新证据。

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