(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211246410.5 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 中国地质调查局油气资源调查中心 地址 100083 北京市海淀区北四环中路267 号北京奥运大厦 (72)发明人 庞守吉　祝有海　张君峰　崔鸿鹏　 肖睿　张帅　陆程　王平康　刘晖　 (74)专利代理 机构 北京和信华成知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11390 专利代理师 胡剑辉 (51)Int.Cl. G01N 33/24(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法 (57)摘要 本发明公开了一种多年冻土冻融区微生物 固碳方法， 集成满足不同温度和压力环境下使用 的碳排放监测仪器； 在冻土区选定多个试验区和 单个背景区并架设集成监测设备进行气体采集， 原位采集每个试验区的土壤样品， 且在每个试验 区按照不同深度依次进行取样； 通过控制培养条 件， 在采集到的冻土土壤样品内分类富集培养用 于固碳的微生物； 搭建微生物培养反应罐， 在每 个试验区从不同深度将匹配的富含微生物的营 养液分别导入对应的冻土冻融层； 将不同深度且 富含微生物的营养液分别注入冻土冻融层的对 应深度的试验区土壤中， 持续采集试验区以及背 景区的碳排放量变化； 本发明通过培养富集嗜二 氧化碳菌和嗜甲烷菌， 增加多年冻土对甲烷和二 氧化碳的消耗和转 化。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115453094 A 2022.12.09 CN 115453094 A 1.一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 集成监测设备： 集成满足不同温度和压力环境下使用的碳 排放监测仪器； 采集试验区土壤样品： 在冻土区选定多个试验区和单个背景区并架设所述集成监测设 备进行气体采集， 原位采集每个试验区的土壤样品， 且在每个所述试验区按照不同深度依 次进行取样； 利用土壤样品富集培养微生物： 通过控制培养条件， 在采集到的冻土土壤样品内分类 富集培养用于固碳的微 生物； 组建反应罐设备： 搭建微生物培养反应罐， 在每个试验区从不同深度将匹配的富含微 生物的营养液分别导入 对应的冻土冻融层； 分析对比试验区与背景区的气体差异： 将不同深度且富含微生物的营养液分别注入冻 土冻融层的对应深度的试验区土壤中， 利用所述集成监测设备持续采集并分析试验区以及 背景区的碳 排放量变化。 2.根据权利要求1所述的一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法， 其特 征在于， 所述试验区和背景区的地貌及地质环境相同， 在每个所述试验区和背景区内架设所述 集成监测设备进行二氧化 碳/甲烷浓度、 通 量和同位素监测。 3.根据权利要求2所述的一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法， 其特 征在于， 所述集成监测设备进行二氧化碳/甲烷浓度、 通量和同位素监测的监测点为地下单点 监测。 4.根据权利要求2所述的一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法， 其特 征在于， 所述集成监测设备进行二氧化碳/甲烷浓度、 通量和同位素监测的监测点为地下多点 监测， 所述地下多点监测的点位深度分别对应地下5cm、 10cm、 30cm、 60cm、 100cm、 150cm的深 度。 5.根据权利要求1所述的一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法， 其特 征在于， 原位采集每个试验区的土壤样品时， 清除上部受影响的表层2～3cm表土， 在每个所述 试验区分别按照地下5 cm、 10cm、 30cm、 60cm、 100cm、 150cm的深度进行 取样； 其中， 0～3 0cm为植被较发育深度， 15 0cm为冻土活动层能够影响的深度。 6.根据权利要求1所述的一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法， 其特 征在于， 富集培养的固碳 微生物包括嗜二氧化 碳菌和嗜甲烷菌 。 7.根据权利要求1所述的一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法， 其特 征在于， 分析对比试验区与背景区的气体差异时， 将营养液分别导入不同试验区土壤的5cm、 10cm、 30cm、 60cm、 100cm和150cm深度， 并做好标记； 采集每个试验区的二氧化碳/甲烷浓度、 通量和同位素指数， 并与统一的背景区检测的 二氧化碳/甲烷浓度、 通量和同位素指数进 行对比， 分析富养微生物后的冻土环境中的二氧 化碳/甲烷的变化。 8.根据权利要求7 所述的一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法， 其特 征在于， 所述微生物培养反应罐内含有至少六个用于运输营养液的导管， 六个所述导管的长度 分为对应5 cm、 10cm、 30cm、 60cm、 100cm和150cm深度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115453094 A 2一种多年冻土冻融区微生物固碳方 法 技术领域 [0001]本发明涉及冻土冻融区固碳技术领域， 具体涉及 一种多年冻土冻融区微生物固碳 方法。 背景技术 [0002]将温度在0℃或低于0℃至少连续存在两年的岩土层定义为多年冻土。 北半球多年 冻土区面积约占陆地表面的24％， 季节冻土约占30％。 多年冻土中有机碳储量相当于目前 大气中碳储量的两倍， 其中近地表活动层中的碳储量约占12％， 其余88％位于多年冻土层 中。 储藏在多年冻土中的碳会随着外界环境的变化而发生 流动和转。 [0003]随着气候变暖和人类活动的影响， 目前青藏高原各类冻土环境已经有不同程度的 退化， 冻土逐渐消失， 冻土活动层厚度增加， 地温升高， 冻土分布下界抬升， 冻土面积萎缩。 多年冻土区退化后， 较厚的活动层更有利于微生物矿化 目前冷冻的有机碳， 冻土融化导致 长期封存在冻土中的有机碳被微 生物分解、 释放在大气中， 进 而形成对气候变暖的正反馈 。 [0004]由于多年冻土退化下土壤微生物群落稳定性的变化特征及其同碳损失关联机制 的系统认知至今依然不 足， 目前， 已有研究关注冻土活动层厚度增加对土壤微生物的影响， 但大多数研究主要关注土壤微生物群落对多年冻土融化的响应， 进而 预测冻土碳循环与气 候变暖之间的反馈关系， 但是对于如何发挥多年冻土的碳汇能力的研究很少。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种多年冻土冻融区微生物固碳方法， 以解决现有技术中 对于如何发挥多年冻土的碳汇能力的研究很少的技 术问题。 [0006]为解决上述 技术问题， 本发明具体提供 下述技术方案： [0007]一种多年冻土冻融区微 生物固碳方法， 包括以下步骤： [0008]集成监测设备： 集成满足不同温度和压力环境下使用的碳 排放监测仪器； [0009]采集试验区土壤样品： 在冻土区选定多个试验区和单个背景区并架设所述集成监 测设备进行气体采集， 原位采集每个试验区的土壤样品， 且在每个所述试验区按照不同深 度依次进行 取样； [0010]利用土壤样品富集培养微生物： 通过控制培养条件， 在采集到 的冻土土壤样品内 分类富集培养用于固碳的微 生物； [0011]组建反应罐设备： 搭建微生物培养反应罐， 在每个试验区从不 同深度将匹配 的富 含微生物的营养液分别导入 对应的冻土冻融层； [0012]分析对比试验区与背景区的气体差异： 将不同深度且富含微生物的营养液分别注 入冻土冻融层的对应深度的试验区土壤中， 利用所述集成监测设备持续采集试验区以及背 景区的碳 排放量变化。 [0013]作为本发明的一种优选方案， 所述试验区和背景区的地貌及地质环境相同， 在每 个所述试验区和背景区内架设所述集成监测设备进行二氧化碳/甲烷浓度、 通量和同位素说　明　书 1/4 页 3 CN 115453094 A 3