模拟地下CO2泄漏对土壤微生物群落的短期影响

摘要

为研究地质封存CO2泄漏对土壤微生物的影响,以徐州市褐潮土为研究对象,利用减压阀和可调节流量计控制CO2的通入,模拟地质封存CO2泄漏,测定CO2通气处理前后的土壤理化性质、酶活性以及微生物群落多样性.结果表明:土壤CO2浓度的增加使土壤pH值降低,最大变化幅度为8.15降至7.29;硝态氮平均含量从通气前的1.01 mg·kg-1上升至4.03 mg·kg-1,有机质和有效磷含量变化明显.土壤CO2浓度的增加抑制了FDA水解酶的活性,各组平均含量从22.69 mg·kg-1·h-1下降至11.25 mg·kg-1·h-1,多酚氧化酶活性上升幅度达230%,脲酶活性也表现为上升趋势.土壤CO2浓度的增加导致Alpha多样性降低,表现为Chao1指数减小,Shannon指数从7.35降低至6.23.在确定种类的微生物中,变形菌门丰度迅速增大,比例从29%增至64%,酸杆菌门比例从20%降至13.25%;在属水平上,Methylophilus、Methylobacillus、Methylovorus三属丰度增大,Gp4、Gp6、Gp7丰度减小,其余菌属变化不明显.CCA分析结果表明,在土壤CO2浓度增加条件下,硝态氮、脲酶、多酚氧化酶活性的增加,FDA水解酶活性、全磷、有效磷的减少与变形菌门、酸杆菌门物种丰度变化之间存在相关性.