作为地表系统最大的“活跃”碳储库，海洋吸收了大约30％人类排放的二氧化碳(CO2)。海洋通过溶解度泵和生物泵调节大气中的CO2浓度，生物泵包括有机碳泵和碳酸盐泵。其中，碳酸盐泵主要通过钙化生物主导的碳酸钙(CaCO3)生成、溶解和沉降实现，是海洋碳循环的重要组成部分。据估算，60-80％的CaCO3在溶跃面以上已经溶解。较多研究者认为是生物作用等非热力学控制的过程导致了饱和水体中CaCO3的溶解，并提出以下假设:海洋中聚集在CaCO3颗粒表面的微生物，通过呼吸作用释放CO2使CaCO3颗粒周围的pH降低，形成酸性的“微环境”;在这个“微环境”中CaCO3处于不饱和状态，从而导致溶解。然而，该过程具体的溶解机制，调控机理仍没有得到确认。因此，本论文通过船载甲板和室内培养实验，探索饱和海水介质中CaCO3溶解行为的控制因素和调控机理。　　本论文内容分成两个部分，第一部分是通过船载甲板培养实验，定性研究南海次表层海水对天然矿物方解石表面形貌的影响;第二部分采用室内培养手段，通过宏观水化学浓度分析和微观颗粒结构观察，对饱和海水中三种不同形态的CaCO3的溶解行为进行了定量研究:包括两种非生源CaCO3(天然矿物方解石和文石)和一种生源CaCO3(颗石藻Emiliania huxleyi)。　　在船载甲板培养的实验中，本论文通过对比南海次表层海水浸泡前后的方解石表面形态，发现海水浸泡24小时后的方解石表面附着一层有机物膜，且在海水作用下，其表面粗糙度（即最高点和最低点之间的垂直距离）变大。该实验说明海水介质会对方解石产生一定影响;但具体的定量研究需要进行进一步的室内培养实验。　　在方解石的室内培养实验中，本研究使用厦门五缘湾海水并保留海水中的原位菌，设置无菌对照组、细菌稀释组和细菌富集组，每组设置三个平行实验，加入方解石，对其进行40天的暗培养。结果发现，培养体系内的细菌通过呼吸作用氧化分解有机物，使溶解无机碳(DIC)在培养瓶中富集，细菌稀释组和细菌富集组pH都下降了约0.1个单位，并发现CaCO3的溶解，速率为0.92±0.06μmol·kg-1·d-1和1.03±0.13μmol·kg-1·d-1;同时方解石表面观察到了附着的细菌;在细菌作用下，方解石的表面产生了球状有机物。该实验说明短周期的室内培养，细菌的作用能够使饱和海水中的方解石发生微弱的溶解。　　在文石的培养实验中，同样选择厦门五缘湾海水并保留海水中的原位菌，设置无菌对照组和有菌组，每组设置三个平行实验，加入文石，对其进行40天的暗培养。结果发现，相较于无菌组，在文石饱和度(Ωaragonite)大于1的条件下，有菌组Ca2+和碱度(TA)呈现持续增大趋势，说明细菌的存在会使文石发生溶解，溶解速率为3.27±1.33μmol·kg-1·d-1;同时文石表面包裹一层有机物膜并出现大量腐蚀点。该实验说明短时间的室内培养，细菌的存在会使饱和海水中的文石发生溶解。　　在颗石藻的培养实验中，首先对Emiliania huxleyi进行了纯化和扩大培养，设置无菌对照组和有菌组，每组设置三个平行实验，接入等量经纯化的颗石藻，有菌组接入南海南海海盆区域东南亚时间序列站(SEATS站)六种纯化菌株，进行40天的培养。实验结果表明，在指数期，细菌对颗石藻无显著影响，但细菌会缩短颗石藻的稳定期，加速其进入衰亡期;同时，颗石藻的衰亡也会促进细菌的繁殖。与无菌组对比，由于细菌的呼吸作用，有菌组溶解有机碳(DOC)表观产生量减少，被再矿化溶出的营养盐增多，DIC积累增大。培养的后期（第14-40天），在海水饱和的条件下，无菌组和有菌组都观察到了CaCO3的溶解，无菌组溶解速率为3.08±1.05μmol·kg-1·d-1，有菌组溶解速率为4.12±0.81μmol·kg-1·d-1，即细菌导致了额外的CaCO3溶出。结合电镜扫描图像和荧光显微镜照片，发现细菌依附颗石藻颗粒生长，对CaCO3骨架有明显的腐蚀破坏。该实验表明细菌会加速颗石藻的衰亡，在过饱和状态下引起颗石粒的破碎溶解;同时也表明处在衰亡期的颗石藻分泌的代谢物质也会使颗石粒溶解。　　综上所述，本论文主要使用室内培养实验的方法展示了在饱和海水中，细菌的代谢活动能够使方解石、文石和颗石粒溶解，验证了饱和水体中CaCO3溶解的可能性，确定了细菌的代谢活动能够促进其溶解。