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工业革命以来,人类活动大量排放CO2,导致全球气候变化。减少化石燃料CO2排放（减排）和增加大气CO2封存（增汇）是应对气候变化的关键。在经济发展的大背景下,为保障经济可持续发展,大气CO2移除技术（Carbon dioxide removal,CDR）被认为是CO2减排的重要补充,已成为国际研究热点。研究表明,在现有的CDR中,人为加速碱性矿物橄榄石风化,是极具应用前景的方案之一。海洋占全球表面积的71%,是地球上最大的活跃碳库。通过橄榄石添加开展海洋碱化,碳汇潜力巨大。虽然前人已对橄榄石的溶解速度和固碳量模型开展了一定的研究,但是基于橄榄石在天然海水中溶解速率的固碳量模型研究仍然不足。另外,细菌和真核微藻作为海洋微生物的重要组成部分,在生物地球化学循环中发挥着枢纽作用,目前对细菌和真核微藻群落对橄榄石添加响应及科学机制了解不足。本论文基于实验室橄榄石添加模拟实验,对中国近岸海域橄榄石施加的增汇潜力进行了模型推算,并开展了橄榄石添加对近岸海水中细菌和真核微藻群落影响的研究。主要结论如下:（1）基于实验室天然海水添加橄榄石实验,对橄榄石的溶解速率和中国近岸海域的增汇潜力进行了探究。结果表明:橄榄石的溶解是非化学计量溶解,以碱度和硅酸盐表征的溶解模型均为混合模型,分为前期快速溶解阶段和后期线性溶解阶段,碱度和硅酸盐的溶解速率常数分别为1.9μmol m-2day-1和0.6 μmol m-2 day-1。仅以中国砂质海岸、淤泥质海岸单次施加10 cm厚橄榄石计算（基于缩粒模型）,固碳速率高达3.8 Tg CO2 year-1,累计可吸收高达371 Tg CC2,具有巨大的增汇潜力。（2）基于实验室培养实验,结合16S rRNA高通量测序技术,研究了牟平养殖区近岸海水中附着细菌和浮游细菌群落对橄榄石添加的响应。橄榄石添加导致附着细菌群落结构发生了变化,而浮游细菌群落未见显著差异。橄榄石颗粒为附着细菌提供了大量附着点;而伴随橄榄石溶解微环境的剧烈变化,使得附着细菌中产生物膜的Bacilli、Clostridia和Bacteroidia相对丰度升高。此外,添加橄榄石导致附着细菌群落中厌氧细菌Muribaculaceae和兼性厌氧细菌Dubosiella等的相对丰度升高,推测可能由于生物膜的复杂结构限制氧气扩散所致。（3）基于实验室培养实验,结合18S rRNA高通量测序技术,研究了自然光照条件下,橄榄石添加对鳌山湾近岸海水中真核微藻群落演替的影响。结果表明,春秋两季的真核微藻群落中硅藻的演替对橄榄石添加具有不同的响应,该过程可能也受春秋两季培养实验初始营养盐水平的调控。春季添加橄榄石实验中添加橄榄石未对硅藻群落演替产生影响。Skeletonema marinoi为春季橄榄石添加实验后期的优势硅藻,这可能是Skeletonema marinoi体积小并且具有较高的磷吸收速率,在春季培养实验后期磷限制时具有较高的竞争优势,而添加橄榄石未对其优势地位产生显著影响;而秋季橄榄石添加提高了Thalassiosira的竞争优势,Thalassiosira相对丰度升高可能与橄榄石溶解释放的硅有关。春秋两季橄榄石添加对真核非硅藻群落均产生了显著影响。春季培养实验后期Chrysochromulina的相对丰度的升高可能与橄榄石添加导致的pH升高有关;而在秋季培养实验Noctiluca相对丰度保持在相对较高的水平,这可能是Thalassiosira相对丰度的升高为Noctiluca提供了充足的食物来源。网络分析表明,春秋两季橄榄石添加均加强了真核微藻之间的相互联系,网络中具有更多的节点和相关关系,同时藻间相互影响的方式中正相关关系比例上升。（4）基于实验室培养实验,结合16S rRNA和18S rRNA高通量测序技术,研究了自然光照条件下,橄榄石添加对鳌山湾近岸海水中菌藻关系的影响。结果表明,橄榄石添加及其驱动的真核微藻群落演替均对细菌群落产生了影响,后者对细菌群落结构产生的影响高于前者。橄榄石添加后Candidatus Actinomarina、NS4 marine group、Marivivens相对丰度升高。Candidatus Actinomarina与真核藻类Thalassiosira具有较强的相关性,两者之间可能在物质利用方面存在联系。NS4 marine group的大量生长可能与Thalassiosira等藻类衰亡导致的溶解有机碳水体释放有关。在橄榄石添加的最初阶段,Marivivens等附着细菌呈现较高的相对丰度,可能是橄榄石为其提供了更多的附着位点进行生存,而Marivivens等附着细菌与碱度、pH呈负相关,可能是橄榄石溶解形成的微环境变化不利于其生长。综上所述,本论文利用缩粒模型探究了橄榄石在中国近岸海域的增汇潜力,并综合研究了橄榄石添加对近岸海水中细菌和真核微藻群落的影响,初步探索了橄榄石添加对近海微生物生态的影响,为碱性矿物地球工程提供了前期的科学依据和参考。