CO₂濃度升高是溫室效應(yīng)的主因,將會導(dǎo)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(xué)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(dǎo)致附近水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象。CO₂濃度升高不僅會促進(jìn)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(chǎn)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(zhuǎn)化。在茶園生態(tài)系統(tǒng)中,CO₂濃度升高對系統(tǒng)內(nèi)C、N元素轉(zhuǎn)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(jié)合高通量測序技術(shù)和穩(wěn)定性同位素示蹤技術(shù),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(zhuǎn)化過程的相關(guān)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(zhuǎn)化對CO₂濃度升高的響應(yīng)規(guī)律及元素轉(zhuǎn)化過程中潛在的微生物機制奠定基礎(chǔ),也為探索溫室效應(yīng)背景下茶園生...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
前言
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 CO₂濃度升高時植物對土壤中C、N轉(zhuǎn)化的影響
    1.2 CO₂濃度升高對土壤C、N轉(zhuǎn)化的影響
        1.2.1 CO₂ 濃度升高對土壤C轉(zhuǎn)化的影響
        1.2.2 CO₂ 濃度升高對土壤N轉(zhuǎn)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(yīng)
    1.4 CO₂濃度升高對水體C、N轉(zhuǎn)化的影響
        1.4.1 CO₂ 濃度升高對水體C轉(zhuǎn)化的影響
        1.4.2 CO₂ 濃度升高對水體N轉(zhuǎn)化的影響
    1.5 研究存在問題
    1.6 主要研究內(nèi)容
        1.6.1 CO₂ 濃度升高對茶園土壤C、N元素轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)細(xì)菌群落組成和功能的影響
    1.7 研究目的與意義
    1.8 技術(shù)路線
第二章 CO₂濃度升高對茶樹生長和土壤C轉(zhuǎn)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(shè)計
        2.1.4 樣品采集及指標(biāo)測定
        2.1.5 數(shù)據(jù)處理及分析
    2.2 結(jié)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(dǎo)率的影響
        2.2.3 CO₂ 濃度升高及茶樹生長對土壤C元素轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化相關(guān)功能基因與茶園土壤環(huán)境的關(guān)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(jié)
第三章 CO₂濃度升高對茶樹及土壤N轉(zhuǎn)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(shè)計
        3.1.4 樣品采集及指標(biāo)測定
        3.1.5 數(shù)據(jù)處理及分析
    3.2 結(jié)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(guān)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(guān)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(guān)功能基因的影響
        3.2.6 土壤中N轉(zhuǎn)化相關(guān)功能基因與茶園土壤環(huán)境的關(guān)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(zhuǎn)化耦合的影響
    3.4 小結(jié)
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(shè)計
        4.1.4 樣品采集
        4.1.5 土壤DNA提取及數(shù)據(jù)文庫構(gòu)建
        4.1.6 數(shù)據(jù)處理與加工
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 CO₂ 濃度升高與茶樹生長對茶園土壤細(xì)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(xì)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(guān)細(xì)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(guān)細(xì)菌的影響
        4.2.5 土壤環(huán)境因子與茶園土壤細(xì)菌群落組成的關(guān)系
        4.2.6 茶園土壤細(xì)菌群落的C轉(zhuǎn)化相關(guān)功能預(yù)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(yù)測
    4.3 討論
        4.3.1 CO₂ 濃度升高對土壤中細(xì)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(jié)
第五章 CO₂濃度升高對富營養(yǎng)化水體N轉(zhuǎn)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(shè)計
        5.1.4 樣品采集及指標(biāo)測定
        5.1.5 數(shù)據(jù)處理與計算
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 CO₂ 濃度升高對富營養(yǎng)化水體中N轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化相關(guān)功能基因的影響
        5.2.4 N轉(zhuǎn)化相關(guān)的功能基因與環(huán)境因子之間的關(guān)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(jié)
第六章 CO₂濃度升高對富營養(yǎng)化水體C轉(zhuǎn)化相關(guān)細(xì)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(shè)計
        6.1.4 樣品采集及指標(biāo)測定
        6.1.5 DNA提取及熒光定量PCR
        6.1.6 DNA序列文庫構(gòu)建與加工
        6.1.7 數(shù)據(jù)處理與加工
    6.2 結(jié)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(zhuǎn)化的細(xì)菌群落組成對升高的CO₂ 濃度的響應(yīng)
        6.2.3 CO₂ 濃度升高對富營養(yǎng)化水體中細(xì)菌群落功能的影響
        6.2.4 細(xì)菌群落組成與環(huán)境因子之間的關(guān)系
    6.3 討論
        6.3.1 CO₂ 濃度升高對水體CO₂ 同化細(xì)菌的影響
        6.3.2 CO₂ 濃度升高對水體C降解細(xì)菌的影響
    6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)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(zhì)中C、N轉(zhuǎn)化對CO₂ 濃度升高的響應(yīng)..
        7.1.3 茶樹生長對茶園土壤中C、N轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
參考文獻(xiàn)



本文編號：3971704