南极法尔兹半岛植被土壤CH_4通量特征

应用密闭箱法首次测定了南极法尔兹半岛苔藓、地衣植被土壤CH4 排放通量 ,并估算了该半岛植被土壤在夏季 2个月内CH4 的排放总量 .结果表明 :在晴好天气条件下 ,苔藓土壤CH4 排放通量可能呈现双峰型变化特征 ;而在雨、雪等复杂多变的天气条件下 ,CH4 通量变化无规则 ,存在较大的时空变化 ,且与温度的响应关系不明显 ;苔藓土壤CH4 通量夏季变化的主要影响因子是温度 ,同时还受降水的影响 .苔藓土壤吸收CH4 总量为 0 6 6 5 3× 10 2 kg ;地衣土壤吸收CH4 总量为 0 76 0 3×10 2 kg .由此可见 ,该半岛苔藓、地衣植被土壤起着大气CH4 汇的作用     

南极菲尔德斯半岛植被土壤N2O排放特征

应用密闭箱法首次测定了南极菲尔德斯半岛苔藓、地衣植被土壤N2 O的排放通量 ,并估算了该半岛植被区土壤在夏季 2个月内N2 O的排放总量 .结果表明 :在晴天和雨天 ,苔藓土壤N2 O的排放通量与温度有较好的响应关系 ,呈现单峰型变化趋势 ;但在雪天 ,与温度的变化不一致 ;苔藓、地衣这 2种不同的植被土壤N2 O排放通量日变化基本一致 ;温度是影响苔藓土壤N2 O的排放通量季节变化的主要因子 ,同时还受降水的影响 ,干湿交替有利于N2 O的排放 ;苔藓土壤N2 O的排放总量为 3 .71 52kg ;地衣土壤N2 O的排放总量为 2 .53 4 4kg .由此可见 ,南极菲尔德斯半岛苔藓、地衣植被土壤N2 O排放量虽然很小 ,但仍起着大气N2 O源的作用     

南极菲尔德斯半岛植被土壤N2O排放特征

应用密闭箱法首次测定了南极菲尔德斯半岛苔藓、地衣植被土壤N2O的排放通量,并估算了该半岛植被区土壤在夏季2个月内N₂O的排放总量.结果表明:在晴天和雨天,苔藓土壤N₂O的排放通量与温度有较好的响应关系,呈现单峰型变化趋势;但在雪天,与温度的变化不一致;苔藓、地衣这2种不同的植被土壤N2O排放通量日变化基本一致;温度是影响苔藓土壤N2O的排放通量季节变化的主要因子,同时还受降水的影响,干湿交替有利于N2O的排放;苔藓土壤N₂O的排放总量为3.7152kg;地衣土壤N₂O的排放总量为2.5344kg.由此可见,南极菲尔德斯半岛苔藓、地衣植被土壤N₂O排放量虽然很小,但仍起着大气N₂O源的作用.     

黔中非农业土壤CH_4的地-气交换及其影响因素

利用密闭箱-气相色谱法在2006~2007年对黔中地区退耕荒草地、灌丛、马尾松林和阔叶林土壤甲烷的交换通量进行原位观测。结果表明:亚热带喀斯特非农业土壤是大气CH4的一个吸收汇,相同植被条件下,淋溶石灰土吸收的CH4高于黄壤,而不同植被条件下土壤CH4的交换通量则因土壤类型的不同而有差异。土壤CH4交换通量的季节变化总体趋势表现为两个吸收峰,主要的吸收峰在温度较低的12月至次年2月,另一个较弱的吸收峰在7月至9月。统计分析表明,当温度<10℃时,土壤温度是影响土壤CH4吸收的主要控制因素;温度>10℃时,0~5 cm的土壤水分成为控制土壤CH4吸收的主要因素。     

不同施氮处理下旱作农田土壤CH_4、N_2O气体排放特征研究

依托甘肃农业大学布设在定西市李家堡镇的长期施氮定位实验,对不同施氮农田CH4和N2O气体通量,采用静态箱-气相色谱法进行小麦生育期的连续观测,并对影响通量变化的环境因子同期观测.结果表明:5个施氮处理下(0、52.5、105、157.5、210 kg·hm-2),旱作农田土壤在小麦全生育期内表现为CH4累积通量的汇和N2O累积通量的源;且不施氮处理时,CH4累积吸收通量最大;施氮量为210 kg·hm-2时,土壤CH4的累积吸收通量所受抑制最大,即土壤CH4累积吸收通量随施氮量升高而降低.相反,不施氮处理时,土壤N2O的累积排放通量最小,施氮量为210 kg·hm-2时,土壤N2O的累积排放通量最大,土壤N2O累积排放通量随施氮量的增加而增大.综合分析,施氮量增大会抑制全生育期旱作春小麦田土壤CH4吸收通量,提高土壤N2O的排放通量.因此,合理控制施氮量有利于生育期旱作农田土壤减排.CH4平均吸收通量随土壤温度的升高而降低,随土壤水分的升高而升高;相反,N2O平均排放通量随土壤温度的升高而升高,随土壤水分的升高而降低.5~10 cm层次的土壤温度与CH4平均吸收通量呈极显著线性负相关,与N2O平均排放通量呈显著正相关.5~10 cm层次的土壤水分与CH4平均吸收通量呈极显著线性正相关,与N2O平均排放通量呈显著负相关.     

崇明东滩芦苇湿地温室气体排放通量及其影响因素

通过静态箱-气相色谱法对崇明东滩芦苇群落在生长周期内的3种温室气体——CH4、N2O和CO2的排放、吸收特征进行研究.结果表明:芦苇群落湿地CH4排放通量受温度影响较大,夏季排放通量明显高于其他季节,年均排放通量为74.46μg/(m2·h);N2O年均排放通量为2.22μg/(m2·h),冬季排放通量最大;CO2的吸收率季节变化明显,年均排放通量为-101.93mg/(m2·h).温度、芦苇植株光合作用及呼吸作用是影响CH4产生和排放的主要因素;而沉积物氮素不足和限制,则是促使芦苇群落表现出对N2O吸收的原因;芦苇的光合作用及土壤呼吸作用随温度和季节的变化是控制芦苇湿地CO2的排放和吸收的主要因素.芦苇植株发达的通气组织是CH4和N2O由大气向沉积物扩散的通道,同时分子扩散过程也是沉积物产生的CH4、N2O和CO2扩散到大气中的途径和方式.     

碱蓬湿地CH4排放通量及影响因素研究

2008年4月至10月,以辽河口碱蓬湿地为研究区域,采用静态箱—气相色谱法对CH4排放通量进行了原位测定,分析了碱蓬湿地CH4排放通量的季节变化特征,同时研究了地表温度、土壤有机质含量及碱蓬的地上生物量对排放通量的影响。结果表明,碱蓬湿地是CH4的排放源,CH4排放呈单峰型变化趋势,7月排放通量最大为55.29μg/(m2.h)。CH4排放通量与土壤温度、土壤有机质含量及碱蓬地上生物量密切相关。CH4排放通量与地表温度之间呈显著的指数相关关系;土壤有机质含量及碱蓬地上生物量的变化与CH4排放通量的季节变化呈二次正相关关系。     

内蒙古大针茅草原的N_2O和CH_4通量变化特征

利用透光密闭箱对内蒙古半干旱典型草原大针茅草原土壤-植被系统温室气体N2O和CH4通量在不同年份进行了较长期的原位观测研究.结果表明,大针茅草地作为大气N2O的源和CH4的汇而起作用,N2O与CH4的排放强度分别为(1.37~16.33μg/(m2·h)和-227~-1μg/(m2·h), N2O和CH4的通量具有明显的日变化和季节变化特征,并且主要的环境因子(温度、水分)对其有重要影响.N2O通量的季节变化特征表现为:夏>秋>春>冬;CH4通量的季节变化特征表现为:春>夏>秋>冬.     

长江口潮滩湿地-大气界面碳通量特征

选择长江河口崇明东滩为典型研究区域,使用原位静态箱-气相色谱法,对长江河口潮滩湿地-大气界面碳通量(CH4和CO2)进行了为期一年的现场观测实验.结果表明,观测期内,崇明东滩低潮滩(CM-3)表现为碳的吸收汇,平均碳通量为-13.23 mg·m-2·h-4,且有明显的变化特征,8月为碳吸收的高峰期,2月碳的通量值最低;虽然低潮滩CH4年平均排放通量仅为0.04mg·m-2·h-1,在碳通量中所占比例很小,但却是大气CH4的持续排放源.中潮滩(CM-2)为大气CH4的排放源,在7月达到排放高峰;对CO2而言,光照条件下(明箱)以吸收为主,而无光照时(暗箱)中潮滩是CO2的排放源.中潮滩湿地-大气界面碳的年平均交换通量为51.79 mg·m-2·h-1,显著高于低潮滩,植被和有机质含量的不同是导致两者差异的主要原因.温度和光照是影响碳通量及其季节变化的重要因素.海三棱藨草植株和中、低潮滩藻类的光合作用均显著促进了潮滩对大气碳的吸收.     

农垦对草甸草原生态系统温室气体(CH4和N2O)的影响

2012~2013年在呼伦贝尔谢尔塔拉牧场对天然草甸草地和草地开垦农田后,不同农作物种植和管理措施下甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放进行了野外实地观测.结果表明,天然草甸草地和农田均为大气CH4的吸收汇、N2O的排放源.在生长季,天然草甸草地开垦增强了土壤的N2O排放量,但是对土壤CH4通量的影响却存在较大的不确定性.在相同的气象条件下,作物类型对生长季农田CH4和N2O排放通量都没有影响.在生长季,灌溉对干旱农田的CH4平均吸收通量没有显著影响,但降低了干旱农田N2O的平均排放通量.2012年和2013年农田CH4和N2O的差异主要是因为降雨量不同导致的年际差异.回归分析表明,N2O排放通量与土壤湿度呈线性相关,与土壤温度没有相关性,CH4的吸收通量与土壤温度呈线性相关,与土壤湿度呈线性负相关.土壤湿度是影响土壤CH4吸收和N2O排放的主要因素.     

Atmospheric trace compounds at a European coastal site—application to CO2, CH4 and COS flux determinations

The variations of CO₂, CH₄, COS, and NMHC concentrations, and of ²²²Rn activity were studied simultaneously in the boundary layer in a littoral site in Brittany, France. Various meteorological conditions occurred during the experiment allowing determination of trace gas concentrations characteristic of air masses having either dominant continental or oceanic influence. The relative NMHC concentration of the air reflects the origin of the air masses. Oceanic air is characterized by high proportions of alkenes, whereas the alkanes concentration is higher in continental air masses.In 1986 alternate sea- and land-breeze conditions allowed measurement of the evolution of the composition of an oceanic air mass under continental influence. By using the variabilities of ²²²Rn activities measured during the experiment, as well as the estimation of its mean flux over continents, we deduced the mean regional fluxes of CO₂, CH₄ and COS to be 5.8, 0.07 and −36 × 10⁻⁶ m mol m⁻² h⁻¹, respectively.     

长沙市郊大气CH4浓度变化特征

为研究长江中游地区大气CH4浓度(体积分数)变化特征,2007~2011年,利用内表面硅烷化的苏玛罐采样、GC/FID方法对长沙市郊空气样品中CH4浓度进行测定分析,并结合地面气象要素和后向轨迹,探讨CH4浓度变化特征与源汇的关系.结果表明,观测期间,大气CH4年平均浓度变化范围在2 012×10-9~2 075×10-9之间,季节变化特征为秋季高,春季低,浓度年较差为152×10-9.通过分析地面风和气团传输对长沙市郊大气CH4的影响表明,长沙市郊大气CH4浓度受西北风和偏南风交替控制,贡献率分别为41.1%和20.4%;引起CH4抬升的地面风包括:4个季节中的W-WNW-NW、夏季ESE-SE和冬季S,春夏季节S则导致CH4浓度降低;夏秋季节源自水稻产区的气团、冬春季节源自能源消费量较高地区的气团,对长沙市郊CH4浓度的抬升有显著贡献,南方长距离传输气团有利于CH4扩散和清除.     

江西赣州站大气CO2和CH4浓度变化特征研究

通过分析2018年12月—2019年11月江西赣州站大气CO₂和CH₄浓度高精度在线观测资料,对其CO₂和CH₄浓度变化特征进行了研究,分析了区域大气输送的影响以及潜在排放源区分布特征.结果表明：研究期内赣州站CO₂和CH₄的平均浓度分别为433.1×10^-6和2142.5×10^-9.赣州站CO₂和CH₄浓度日变化均表现为日间低、早晚高,CO₂浓度日振幅在夏季最大,为29.7×10^-6,冬季最小,为6.9×10^-6.CH₄浓度日振幅在秋季最大,为145.1×10^-9,冬季最小,为41.4×10^-9.CO₂本底浓度季节变化表现为4—8月迅速下降,8—11月逐渐上升,最大值出现在1月,最小值出现在8月,季节振幅为26.2×10^-6.CH₄本底浓度季节变化表现为1—7月逐渐下降,7—9月逐渐上升,最大值出现在1月,最小值出现在7月,季节振幅为79.5×10^-9,基本可代表江西赣州地区混合均匀大气的CO₂和CH₄季节变化状况.与南昌站对比分析表明,赣州站各季节CO₂和CH₄本底浓度均低于南昌站.赣州地区CO₂和CH₄潜在源区主要分布在江西北部、湖北东部、安徽南部和珠江三角洲地区.     

Methane and nitrous oxide fluxes from four tundra ecotopes in Ny-Ålesund of the High Arctic

During the summers of 2008 and 2009, net methane（CH4） and nitrous oxide（N2O） fluxes were investigated from 4 tundra ecotopes： normal lowland tundra（LT）, bird sanctuary tundra（BT）, the tundra in an abandoned coal mine（CT） and the tundra in scientific bases（ST） in Ny-Alesund of the High Arctic. Tundra soils in CT（184.5 ± 40.0 μg CH4/（m2·hr）） and ST（367.6 ± 92.3 μg CH4/（m2·hr）） showed high CH4 emissions due to the effects of human activities, whereas high CH4 uptake or low emission occurred in the soils of LT and BT.The lowland tundra soils（mean,-4.4-4.3 μg N2O/（m2·hr）） were weak N2 O sources and even sinks. Bird activity increased N2 O emissions from BT with the mean flux of7.9 μg N2O/（m2·hr）. The mean N2 O fluxes from CT（45.4 ± 10.2 μg N2O/（m2·hr）） and ST（78.8 ± 18.5 μg N2O/（m2·hr）） were one order of magnitude higher than those from LT and BT, indicating that human activities significantly increased N2 O emissions from tundra soils. Soil total carbon and water regime were important factors affecting CH4 fluxes from tundra soils. The N2 O fluxes showed a significant positive correlation with ammonia nitrogen（NH4＋-N） contents（r = 0.66, p 〈 0.001） at all the observation sites, indicating that ammonia nitrogen（NH4＋-N） content acted as a strong predictor for N2 O emissions from tundra soils. The CH4 and N2O fluxes did not correspond to the temperature variations of soil at 0-15 cm depths.Overall our results implied that human activities might have greater effects on soil CH4 and N2O emissions than current climate warming in Ny-Alesund, High Arctic.     

光腔衰荡光谱法走航连续观测海表大气中CH4

以基于高精度光腔衰荡光谱法(Cavity Ring-Down Spectroscopy,CRDS)的Picarro G2301型分析仪为核心,自主设计、组装,建立了适用于船载走航连续观测大气CH4的系统.采用可溯源至世界气象组织全球大气观测网(WMO-GAW)的标准气序列开展多次测试,并建立了外标法线性校正方程.测试表明,该系统对CH4响应精密度优于0.5 ×l0-9,准确度优于0.1％,5个月内漂移小于0.3 ×l0-9.同时,结合船载走航连续观测的特点,优化建立了观测数据处理与质量控制方法,以保证所获数据的高质量和国际可比性.分别于2011年7月和2012年5月,率先在北黄海及渤海海峡区域开展了海表大气CH4的走航连续观测.实践证明,该系统操作简便,运行稳定,适用于船载走航连续海表大气CH4的研究,可获取高精度高时空分辨的观测数据.其中,2011年7月观测到的CH4浓度范围为1823.8×10-9～2020.7×10-9,2012年5月为1887.2×10-9～ 2136.2×10-9,均呈渤海海峡区域浓度高,北黄海中部区域浓度低的分布特征.     

基于漂浮箱法和扩散模型法测定淡水养殖鱼塘甲烷排放通量的比较

本研究以我国东南部地区淡水养殖鱼塘为研究对象,于2017年9月到2018年8月采用漂浮箱法和扩散模型法同步原位观测其CH_4排放通量,旨在明确运用两种不同方法观测CH_4的排放特征、排放强度及其驱动因子,综合比较两种方法观测结果的差异性,其中扩散模型法能够进一步量化扩散传输对CH_4排放通量的贡献.结果表明,两种方法观测的CH_4排放通量有相似的季节变化特征,即夏秋季排放高,冬春季排放低.通过漂浮箱法观测淡水养殖鱼塘CH_4排放通量的变化范围为0. 14～3. 13 mg·(m~2·h)~(-1),其年平均排放通量为(0. 86±0. 30) mg·(m~2·h)~(-1),而由扩散模型法估算出鱼塘CH_4排放通量变化范围为0. 04～1. 41 mg·(m~2·h)~(-1),其年平均排放通量为(0. 45±0. 08) mg·(m~2·h)~(-1).基于两种方法观测的CH_4排放通量具有相同的环境驱动因子,CH_4排放通量与水温、底泥可溶性有机碳(DOC)和水体化学需氧量(COD)呈现显著的正相关关系,与水体溶解氧(DO)呈现出极显著的负相关关系.综合比较两种方法观测结果,发现由扩散模型法估算出的淡水养殖鱼塘CH_4排放通量约为漂浮箱法测定结果的45%左右(P 0. 01),扩散模型法可能低估淡水养殖系统CH_4排放通量.综上所述,漂浮箱法更适合用于观测我国东南部内陆地区淡水养殖生态系统CH_4排放.     

Characteristics of greenhouse gas emission in three full-scale wastewater treatment processes

Three full-scale wastewater treatment processes, Orbal oxidation ditch, anoxic/anaerobic/aerobic （reversed A^2O） and anaerobic/anoxic/aerobic （A^2O）, were selected to investigate the emission characteristics of greenhouse gases （GHG）, including carbon dioxide （CO2）, methane （CH4） and nitrous oxide （N2O）. Results showed that although the processes were different, the units presenting high GHG emission fluxes were remarkably similar, namely the highest CO2 and N2O emission fluxes occurred in the aerobic areas, and the highest CH4 emission fluxes occurred in the grit tanks. The GHG emission amount of each unit can be calculated from its area and GHG emission flux. The calculation results revealed that the maximum emission amounts of CO2, CH4 and N2O in the three wastewater treatment processes appeared in the aerobic areas in all cases. Theoretically, CH4 should be produced in anaerobic conditions, rather than aerobic conditions. However, results in this study showed that the CH4 emission fluxes in the forepart of the aerobic area were distinctly higher than in the anaerobic area. The situation for N2O was similar to that of CH4： the N2O emission flux in the aerobic area was also higher than that in the anoxic area. Through analysis of the GHG mass balance, it was found that the flow of dissolved GHG in the wastewater treatment processes and aerators may be the main reason for this phenomenon. Based on the monitoring and calculation results, GHG emission factors for the three wastewater treatment processes were determined. The A^2O process had the highest CO2 emission factor of 319.3 g CO2/kg CODremoved, and the highest CH4 and N2O emission factors of 3.3 g CH4/kg CODremoved and 3.6 g N2O/kg TNremoved were observed in the Orbal oxidation ditch process.     

CH4 emission model from the waste of Sus Domesticus and Gallus Domesticus in Nigerian local farms: environmental implications and prospects

The potential of CH₄ (methane) greenhouse gas (GHG) emissions based on a model of prevailing behavioural pattern of livestock waste management in Nigerian local farms was investigated in this paper. Livestock waste, from Sus domesticus, pig, and Gallus domesticus, poultry, were employed as substrates in the study which uses water from a fish rearing farm as the matrix medium to simulate wastewater pool/river environment. A substrate to fish-water ratio of 1:3 by mass was used in developed laboratory-size digesting reactor system with U-tube water displacement, to facilitate volumetric readings of gas production, for each mix of the livestock waste. Volumetric readings from these, at ambient temperature conditions in the retention time of 32 days, follow the Normal probability density function, in accordance with Kolmogorov-Smirnov goodness-of-fit criteria. These readings showed that CH₄-containing gas as high as 67.3?×?10^?3 dm³ was produced on the 14th day from the pig and 86.8?×?10^?3 dm³ on the 13th day from the poultry substrates. The overall CH₄-containing gas productions of 255.4?×?10^?3 dm³/kg and 323.58?×?10^?3 dm³/kg were observed for the pig and the poultry substrates, respectively. A 70% scale-up analysis, modelled from these results, for the nation yield potential emission of about 4 kg CH₄ (that could be as potent as 84 kg CO₂-equivalent) annually. The environmental implications on global warming and possible prospects of recoverable domestic benefits from the waste through the adoption of sustainable policy of livestock waste managements for mitigating the CH₄ emissions in Nigerian local farms are presented.