發(fā)布時間：2024-05-12 18:14

　　CO₂濃度升高是溫室效應的主因,將會導致全球氣候環(huán)境的惡化,并影響C、N元素的生物地球化學循環(huán)過程。茶園由于大量施肥其土壤中N元素累積較多,也將導致附近水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象。CO₂濃度升高不僅會促進茶樹的光合作用,促使其根系向土壤輸入更多的有機碳,影響土壤微生物的活性、群落組成和功能,也會對裸露土壤和富營養(yǎng)化水體產生直接或間接的影響,在影響土壤或水體C庫變化之外,也影響與之耦合的N元素的轉化。在茶園生態(tài)系統(tǒng)中,CO₂濃度升高對系統(tǒng)內C、N元素轉化的影響將直接影響茶樹對N的利用效率,并影響整個茶園及富營養(yǎng)化水體的生態(tài)效益。本研究采用微宇宙模擬試驗結合高通量測序技術和穩(wěn)定性同位素示蹤技術,研究CO₂濃度升高對茶園土壤及富營養(yǎng)化水體硝化、反硝化、CO₂同化和C降解過程以及參與這些元素轉化過程的相關微生物群落組成和功能變化的影響,為揭示茶園土壤和富營養(yǎng)化水體中C、N元素轉化對CO₂濃度升高的響應規(guī)律及元素轉化過程中潛在的微生物機制奠定基礎,也為探索溫室效應背景下茶園生...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
前言
第一章 文獻綜述
    1.1 CO₂濃度升高時植物對土壤中C、N轉化的影響
    1.2 CO₂濃度升高對土壤C、N轉化的影響
        1.2.1 CO₂ 濃度升高對土壤C轉化的影響
        1.2.2 CO₂ 濃度升高對土壤N轉化的影響
    1.3 土壤C、N循環(huán)的耦合及其對CO₂濃度升高的響應
    1.4 CO₂濃度升高對水體C、N轉化的影響
        1.4.1 CO₂ 濃度升高對水體C轉化的影響
        1.4.2 CO₂ 濃度升高對水體N轉化的影響
    1.5 研究存在問題
    1.6 主要研究內容
        1.6.1 CO₂ 濃度升高對茶園土壤C、N元素轉化的影響
        1.6.2 CO₂ 濃度升高對茶園土壤微生物群落的影響
        1.6.3 CO₂ 濃度升高對富營養(yǎng)化水體N元素轉化的影響
        1.6.4 CO₂ 濃度升高對富營養(yǎng)化水體C循環(huán)相關細菌群落組成和功能的影響
    1.7 研究目的與意義
    1.8 技術路線
第二章 CO₂濃度升高對茶樹生長和土壤C轉化的影響
    2.1 材料與方法
        2.1.1 供試材料
        2.1.2 試驗裝置
        2.1.3 試驗設計
        2.1.4 樣品采集及指標測定
        2.1.5 數(shù)據處理及分析
    2.2 結果與分析
        2.2.1 CO₂ 濃度升高對茶樹生長及碳含量的影響
        2.2.2 CO₂ 濃度升高與茶樹生長對土壤pH和電導率的影響
        2.2.3 CO₂ 濃度升高及茶樹生長對土壤C元素轉化的影響
        2.2.4 CO₂ 濃度升高及茶樹生長對土壤中C固定功能基因的影響
        2.2.5 CO₂ 濃度升高及茶樹生長對土壤中C降解功能基因的影響
        2.2.6 土壤中C轉化相關功能基因與茶園土壤環(huán)境的關系
    2.3 討論
        2.3.1 CO₂ 濃度升高對茶樹生長和碳含量的影響
        2.3.2 CO₂ 濃度升高對土壤C固定的影響
        2.3.3 CO₂ 濃度升高對土壤C降解的影響
        2.3.4 CO₂ 濃度升高對土壤中C流通的影響
    2.4 小結
第三章 CO₂濃度升高對茶樹及土壤N轉化的影響
    3.1 材料與方法
        3.1.1 供試材料
        3.1.2 試驗裝置
        3.1.3 試驗設計
        3.1.4 樣品采集及指標測定
        3.1.5 數(shù)據處理及分析
    3.2 結果與分析
        3.2.1 CO₂ 濃度升高對茶樹N含量的影響
        3.2.2 CO₂ 濃度升高及茶樹生長對土壤各形態(tài)N變化的影響
        3.2.3 CO₂ 濃度升高及茶樹生長對土壤中N固定相關功能基因的影響
        3.2.4 CO₂ 濃度升高及茶樹生長對土壤中氨氧化相關功能基因的影響
        3.2.5 CO₂ 濃度升高及茶樹生長對土壤中反硝化相關功能基因的影響
        3.2.6 土壤中N轉化相關功能基因與茶園土壤環(huán)境的關系
    3.3 討論
        3.3.1 CO₂ 濃度升高對土壤氨氧化作用的影響
        3.3.2 CO₂ 濃度升高對土壤反硝化作用的影響
        3.3.3 CO₂ 濃度升高對土壤N2O釋放的影響
        3.3.4 CO₂ 濃度升高對土壤C、N元素轉化耦合的影響
    3.4 小結
第四章 CO₂濃度升高對茶園土壤微生物群落的影響
    4.1 材料與方法
        4.1.1 試驗材料
        4.1.2 試驗裝置
        4.1.3 試驗設計
        4.1.4 樣品采集
        4.1.5 土壤DNA提取及數(shù)據文庫構建
        4.1.6 數(shù)據處理與加工
    4.2 結果與分析
        4.2.1 CO₂ 濃度升高與茶樹生長對茶園土壤細菌群落組成的影響
        4.2.2 CO₂ 濃度升高與茶樹生長對茶園土壤細菌群落多樣性的影響
        4.2.3 CO₂ 濃度升高與茶樹生長對茶園土壤C同化相關細菌的影響
        4.2.4 CO₂ 濃度升高與茶樹生長對茶園土壤C降解相關細菌的影響
        4.2.5 土壤環(huán)境因子與茶園土壤細菌群落組成的關系
        4.2.6 茶園土壤細菌群落的C轉化相關功能預測
        4.2.7 CO₂ 濃度升高與茶樹生長對茶園土壤真菌群落組成的影響
        4.2.8 CO₂ 濃度升高與茶樹生長對茶園土壤真菌群落多樣性的影響
        4.2.9 CO₂ 濃度升高與茶樹生長對茶園土壤真菌相對豐度的影響
        4.2.10 茶園土壤真菌群落的功能預測
    4.3 討論
        4.3.1 CO₂ 濃度升高對土壤中細菌群落組成的影響
        4.3.2 CO₂ 濃度升高對土壤中真菌群落組成的影響
    4.4 小結
第五章 CO₂濃度升高對富營養(yǎng)化水體N轉化的影響
    5.1 材料與方法
        5.1.1 供試材料
        5.1.2 試驗裝置
        5.1.3 試驗設計
        5.1.4 樣品采集及指標測定
        5.1.5 數(shù)據處理與計算
    5.2 結果與分析
        5.2.1 CO₂ 濃度升高對富營養(yǎng)化水體中N轉化的影響
        5.2.2 升高的CO₂濃度對富營養(yǎng)化水體中15N歸趨的影響
        5.2.3 升高的CO₂濃度對富營養(yǎng)化水體中與N轉化相關功能基因的影響
        5.2.4 N轉化相關的功能基因與環(huán)境因子之間的關系
    5.3 討論
        5.3.1 CO₂ 濃度升高對水體硝化作用的影響
        5.3.2 CO₂ 濃度升高對水體反硝化作用的影響
        5.3.3 CO₂ 濃度升高對水體N2O釋放的影響
    5.4 小結
第六章 CO₂濃度升高對富營養(yǎng)化水體C轉化相關細菌群落的影響
    6.1 材料與方法
        6.1.1 試驗材料
        6.1.2 試驗裝置
        6.1.3 試驗設計
        6.1.4 樣品采集及指標測定
        6.1.5 DNA提取及熒光定量PCR
        6.1.6 DNA序列文庫構建與加工
        6.1.7 數(shù)據處理與加工
    6.2 結果與分析
        6.2.1 CO₂ 濃度升高對水體C元素動態(tài)變化的影響
        6.2.2 參與C轉化的細菌群落組成對升高的CO₂ 濃度的響應
        6.2.3 CO₂ 濃度升高對富營養(yǎng)化水體中細菌群落功能的影響
        6.2.4 細菌群落組成與環(huán)境因子之間的關系
    6.3 討論
        6.3.1 CO₂ 濃度升高對水體CO₂ 同化細菌的影響
        6.3.2 CO₂ 濃度升高對水體C降解細菌的影響
    6.4 小結
第七章 結論與展望
    7.1 結論
        7.1.1 CO₂ 濃度升高對茶樹生長的影響
        7.1.2 茶園土壤及富營養(yǎng)化水體兩種介質中C、N轉化對CO₂ 濃度升高的響應..
        7.1.3 茶樹生長對茶園土壤中C、N轉化的影響
        7.1.4 CO₂ 濃度升高與茶樹生長的共同作用對茶園土壤C、N轉化的影響
    7.2 討論
    7.3 研究存在的問題與展望
        7.3.1 研究存在的問題
        7.3.2 展望
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
參考文獻



本文編號：3971704