[发明专利]一种定量微藻利用源于硅酸岩风化的无机碳能力方法

说明书

本发明公开一种定量微藻利用源于硅酸岩风化的无机碳能力方法。通过测定硅酸盐岩风化过程中产生的碳酸氢根离子的碳同位素值、待测微藻二氧化碳同化过程中的稳定碳同位素分馏值、微藻的碳酸氢根离子途径份额以及微藻仅利用硅酸盐岩风化产生的碳酸氢根离子所形成的藻体碳同位素值，计算出微藻利用硅酸盐岩风化产生的无机碳源的利用份额，依据微藻利用硅酸盐岩风化产生的无机碳源的利用份额以及微藻增值倍数，最终定量出微藻利用源于硅酸岩风化的无机碳能力，为寻找遗失的碳汇提供新的途径。

技术领域

本发明涉及一种定量微藻利用源于硅酸岩风化的无机碳能力方法，属于全球变化以及生态环境系统监测领域。

背景技术

全球大气二氧化碳(CO₂)浓度逐渐升高，全球气候变暖，全球碳循环已成为国际科学界关注的热点。全球碳储存库主要有化石燃料、陆地、大气、海洋，碳酸盐岩等，随着人类对化石燃料资源的开采燃烧及其土地开荒，扰动了前农业时期的全球碳循环。地球系统的碳循环影响着全球气候变化，它对世界经济、社会和生态环境等产生了重大影响，大气CO₂浓度升高对世界各国经济的可持续发展和国家安全，等带来严峻挑战。钙镁硅酸盐岩的风化作用形成较为稳定的碳酸氢根离子(HCO₃^-)，对气候调节起决定性的作用。

硅酸盐在风化作用中，微藻作为古老的生命形式，贯穿整个地质，微藻能利用风化产生的碳酸氢根离子(HCO₃^-)，形成“生物泵”，加速岩石的风化。定量出微藻利用源于硅酸岩风化的无机碳能力，可指示微藻对硅酸岩的生物溶蚀能力，为寻找遗失的碳汇提供新的途径。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种定量微藻利用源于硅酸岩风化的无机碳能力方法，实现微藻利用源于硅酸岩风化无机碳的光合碳汇的定量，可以补充部分被忽视的“遗失碳汇”，填补碳汇计算的空白。

本发明采取以下技术方案：它包括以下步骤：

第一，利用添加碳酸氢钠的浓度为16mM及以上、同时附加10mM乙酰唑胺也即AZ双向同位素标记培养待测微藻，获取待测微藻二氧化碳同化过程中的稳定碳同位素分馏值Δ；分步骤如下：

分步一、首先选择两种δ¹³C值差值大于10‰的碳酸氢钠作为同位素标记1和同位素标记2分别添加到检测培养液中，同时在同样的培养条件下培养起始生物量相同的待测微藻；检测培养液为添加碳酸氢钠的浓度为16mM及以上、同时附加10mM乙酰唑胺也即AZ的藻类培养液；测定待测微藻的起始生物量M_O和微藻的起始稳定碳同位素组成δ¹³C的值δ_O。同位素标记1的碳酸氢钠的δ¹³C值为δ_C1，同位素标记2的碳酸氢钠的δ¹³C值为δ_C2；

分步二、其次将待测微藻在添加同位素标记的检测培养液中培养4天后，测定待测微藻的最终生物量M_N和在两种同位素标记的检测培养液培养的被考察微藻的稳定碳同位素组成δ¹³C的值δ_S1和δ_S2；

分步三、测定此培养期间每天培养环境中大气二氧化碳的日平均稳定碳同位素组成；由此计算出在培养期间，培养环境中大气二氧化碳的平均稳定碳同位素组成δ¹³C的值δ_air；

分步四、获取待测微藻增值倍数P＝M_N/M_O；