巢湖湖滨带不同土地类型土壤DOM光谱研究

以巢湖北部湖滨带为研究区域,采集潮间带、植物湿地、林地和田地4种类型土地0～20cm表层土壤,利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子法探讨不同土地类型土壤溶解性有机质(DOM)光谱特征。结果表明巢湖北部湖滨带4种土地类型土壤溶解性有机碳(DOC)与有色溶解性有机质(CDOM)、荧光溶解性有机质(FDOM)具有显著正相关关系(P<0.05),CDOM和FDOM也呈显著正相关关系(P<0.05);相较于其他3种类型土壤,植物湿地土壤DOC、CDOM和FDOM含量均为最高。紫外吸收光谱参数共同表明林地和田地土壤DOM分子量相对较大、疏水组分较高、芳香化程度较强。4种类型土壤光谱斜率比值(S_R)均小于0.70,荧光指数(FI)在1.40～1.90之间,表明土壤腐殖化程度较好,DOM具有内源与外源双重特征,以外源为主。植物湿地土壤自生源指数(BIX)和Fn(280)高于其他3种类型土地,且腐殖化指数(HIX)最低,表明自生源和类蛋白的组分高于其他3种土地类型,腐殖化程度最低。4种类型土地土壤DOM由类富里酸(Ex/Em=245, 320/420 nm)、类色...     

黄盖湖水体CDOM分布特征及来源分析

有色可溶性有机物(CDOM)是水生态系统的重要组成部分,系统、全面地了解CDOM动态对水生态系统管理至关重要。基于2021年秋季黄盖湖及入湖河流24个采样点位的水质数据,运用三维荧光光谱(EEMs)结合平行因子分析(PARAFAC)技术分析了黄盖湖水体CDOM组成特征及潜在来源。结果表明：黄盖湖水体中CDOM主要由3种荧光组分组成,分别为类腐殖质荧光组分C1(240,310/390)、类腐殖质荧光组分C2(265,350/460)和蛋白质荧光组分C3(220,280/320),3种组分占总荧光强度比例的平均值分别为39.58%、29.34%和31.08%。荧光指数(FI)、自生源指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)结果表明,不同湖区间腐殖度差异性显著(ANOVA,p<0.05),腐殖度大小具体表现为西部湖区>中部湖区>东部湖区。相关性分析表明,C1与C2显著正相关(R=0.55,P<0.01),黄盖湖水体中C1类腐殖质组分可能来源于水中微生物对C2类腐殖质组分的转化或藻类活动。黄盖湖水体CDOM以新近自生源为主,受人类活动影响明显,主要来源可能为流域内生活污水、...     

保护性耕作下蚕豆生育期土壤有机碳、氮含量变化与分布特征

为研究西南紫色土丘陵区坡耕地长期保护性耕作下旱作蚕豆不同生育时期农田土壤有机碳、氮相关组分分布特征,进而优化保护性耕作措施、改善土壤肥力。试验采用传统耕作、垄作、传统耕作+秸秆半量覆盖、垄作+秸秆半量覆盖、传统耕作+秸秆全量覆盖、垄作+秸秆全量覆盖6个处理。结果表明:在不同处理下,土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)、水溶性氮(DN)的含量分布均表现出0～1010～20 cm土层,且随时间变化整体波动均不大。蚕豆生育期内,无秸秆覆盖条件下,垄作较平作提高了土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳的含量,但在秸秆覆盖条件下,垄作却降低了土壤总有机碳和颗粒有机碳的含量,且随着秸秆覆盖量的增加土壤颗粒有机碳和活性有机碳含量下降。同时,无论平作或垄作,秸秆覆盖较无秸秆覆盖均有利于土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳含量的提升。相关性分析表明,TOC与TN、DN、AOC之间呈显著正相关,TN与POC、DN、AOC之间呈显著正相关,POC仅表现出与DOC显著正相关,DOC与DN呈极显著正相关,DN则与AOC为极显著正相关关系。总之,单一垄作措施或秸秆覆盖能更有利于改善土壤碳、氮状况,且土壤有机碳、氮不同组分之间存在一定的耦合关系。     

崇明东滩盐沼表层沉积物有机碳空间分布特征及其来源示踪研究

沉积物有机碳空间分布特征及其来源是盐沼碳循环研究的一个关键问题。该研究分析了长江口崇明东滩盐沼表层沉积物样品总有机碳(TOC)、总氮(TN)和稳定碳同位素(δ13C)等参数。研究表明:东滩表层沉积物TOC和TN的平均值分别为7. 70±3. 74和0. 74±0. 32 g/kg,两者均表现为自北向南减少的分布趋势。沉积物δ13C平均值为-25. 05±1. 21‰,三元混合模型模拟计算结果表明东滩沉积物有机碳主要来源于悬浮颗粒物(43. 53±22. 44%)和植被(43. 29±24. 82%),底栖微藻贡献率较低(13. 20±8. 40%)。东滩北部沉积物表现为高悬沙贡献-低植被贡献-高有机碳含量特征,中南部表现高植被贡献-低悬沙贡献-低有机碳含量的特点。     

三峡水库小江回水区溶解有机物的三维荧光光谱特征

为了解三峡水库水体中溶解有机物(DOM)的特征及来源,以小江回水区为研究对象,对其DOM的三维荧光光谱进行了测定与分析,探讨了荧光强度与DOC、CODMn和叶绿素a的关系。结果显示：小江回水区DOM的三维荧光光谱主要表现出3个峰,类腐殖质荧光峰A、类蛋白荧光峰B和C;DOM荧光强度与DOC、CODMn相关性较好,表明荧光溶解有机物质的含量可以较好反映水体中有机碳和可被氧化有机物的含量;在8月份非水华暴发时期荧光强度和叶绿素a相关性较差,表明DOM荧光物质主要不是由浮游植物产生。综合分析可以推断小江回水区DOM的来源既有外源输入,也有内源输入,且外源输入对DOM荧光物质的贡献大于内源输入.     

长江上游高山森林林窗对凋落物分解过程中可溶性碳的影响

采用凋落物分解袋法, 以川西高山森林典型乔木(四川红杉Larix mastersiana、岷江冷杉Abies faxoniana、红桦Betula albo-sinensis和方枝柏Sabina saltuaria)和灌木(高山杜鹃Rhododendron lapponicum和康定柳Salix paraplesia)凋落物为研究对象, 研究了林窗中心到郁闭林下不同生境(林窗中心、林冠林窗、扩展林窗和郁闭林下)中凋落物第一年分解不同关键时期(雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节)可溶性碳的动态特征。结果表明:6种凋落物可溶性碳和可溶性有机碳在冬季含量增加而在生长季节含量降低, 而可溶性无机碳含量在全年呈降低趋势;雪被形成期, 6种凋落物可溶性碳和可溶性有机碳在郁闭林下达到最大值, 而雪被覆盖期在林窗中心和林冠林窗达到最大值, 生长季节6种凋落物可溶性碳含量均低于初始含量。这表明全球气候变暖情景下, 冬季林内雪被覆盖时间和厚度降低且生长季节延长将减少凋落物可溶性碳含量, 且变化程度受到凋落物质量控制。     

不同水生植物腐解过程中有色可溶有机物(CDOM)的产生过程及微生物群落变化分析

通过对太湖的两种优势植物马来眼子菜(Potamogeton malaianus)和芦苇(Phragmites communis)进行室内腐解实验,利用紫外可见光谱和Illuminar高通量测序研究不同植物腐解过程中有色可溶有机物(CDOM)的产生情况及微生物群落变化。结果表明:马来眼子菜残体的去除率在2、10和30 d时均高于芦苇组。马来眼子菜组的溶解性有机碳(DOC)含量在第2天低于芦苇组,在第10天和第30天高于芦苇组。马来眼子菜组的CDOM相对浓度和其相对分子量在第2天高于芦苇组,在第10天和第30天低于芦苇组。初始水体中微生物分属34门、156纲,30天后,马来眼子菜和芦苇腐解液中的微生物多样性均降低了,分别分属23门和19门,以及95属和78属。两种植物在降解过程中,水体中降解难降解有机质类微生物逐渐占主要部分,如拟杆菌属(Bacteroides),密螺旋体属(Treponema),瘤胃微生物(Ruminococcaceae),此类微生物在芦苇降解组水体中的含量更多。     

神农架大九湖泥炭地孔隙水溶解有机碳特征及其影响因素

溶解性有机碳（Dissolved Organic Carbon, DOC）是泥炭地碳循环的重要组成部分。以往的研究大多集中在北方泥炭地,而对亚热带季风区泥炭地DOC动力学的认识十分有限。利用紫外可见光光谱（UV-Vis）和三维荧光光谱结合平行因子分析法（EEM-PARAFAC）研究了神农架大九湖泥炭地孔隙水的DOC浓度与化学组成及其影响因素。EEM-PARAFAC的结果表明：大九湖泥炭地孔隙水DOC主要包含3种类腐殖质组分。紫外可见光和荧光指标表明,泥炭孔隙水DOC表观分子较小,而芳香度较高。深度剖面数据表明,泥炭孔隙水DOC浓度随深度降低,0~10 cm深度浓度最高为24.16 mg/L,150~160 cm深度浓度最低为9.72 mg/L,并且深层DOC以微生物代谢产生的新鲜有机物为主,具有较低的腐殖化度。此外,氧化还原电位（ORP）与DOC浓度及化学性质关系密切。以上结果表明,在亚热带泥炭地中,微生物来源或受微生物改造的有机物是泥炭孔隙水DOC的重要组成部分;垂向输送或选择性保存是影响该亚热带亚高山泥炭地DOC动力学的重要因素。     

潮汐循环影响下上覆水环境因子和氮营养盐的变化及其相关关系

潮汐循环对水体理化特征的短期影响是潮汐河口各种理化参数变化的一个重要原因.通过崇明东旺沙堤外低潮滩和东海农场低潮滩采样及环境因子分析,发现崇明东滩各环境因子之间(除浊度外)相关性较好,均呈宽 "U"型变化;东海农场各环境因子之间相关性较差,变化不一致,且盐度、电导率变化与崇明东滩变化相反;受潮汐循环影响,崇明东滩涨潮初期各形态氮有明显释放过程,而东海农场的近底层水体在涨潮初期NH4 -N急剧下降,NOX--N缓慢下降;无论是在崇明东滩还是在东海农场,营养盐浓度受环境因子的共同影响,整个潮汐循环过程中总无机氮(TIN)与盐度呈显著线性负相关,这与整个长江口近岸水体的营养盐负荷相一致,长江上游淡水带来的高负荷营养盐流经河口进入海洋.     

三峡水库消落带优势草本植物残体淹水后温室气体排放特征

三峡水库消落带淹水后植物腐烂分解，向水体释放碳、氮养分，可能导致二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH ₄）和氧化亚氮（N₂O）等温室气体（GHGs）排放，消落带可能成为大气GHGs的排放源，但目前植物淹水腐解导致的GHGs排放还缺乏定量研究。选择三峡水库消落带优势草本植物狗牙根（Cynodon dactylon (Linn.) Pers.）、水蓼（Polygonum hydropiper）、鬼针草（Bidens bipinnata Linn.）和苍耳（Xanthium sibiricum Patrin ex Widder.）的茎叶，开展为期120 d的室内浸泡模拟淹水实验，测定植物残体干重、上覆水的水化学指标和养分浓度并监测其动态变化，同时测定水-气界面GHGs排放速率，旨在查明消落带植物残体淹水后的GHGs排放过程和通量及其植物种间差异。结果表明:植物残体淹水初期（前15 d）干重下降较快，随后下降变缓，其中苍耳干重损失最大，狗牙根干重损失最小；植物残体淹水初期（前15 d）水-气界面的GHGs快速排放，淹水第4~7 d达到峰值，中后期（第30 d起）平稳排放，鬼针草和苍耳淹水后水-气界面GHGs排放速率显著高于狗牙根和水蓼（P<0.05），鬼针草和苍耳淹水后CO ₂和CH₄累积排放量显著高于狗牙根和水蓼，苍耳、鬼针草和水蓼淹水后N₂O累积排放量显著高于狗牙根，总体而言，狗牙根淹水后GHGs排放量最低；消落带优势草本植物残体淹水后的CO₂和CH ₄排放速率随上覆水的DOC浓度升高而增加， N₂O排放速率与上覆水的NO^-₃-N浓度具有正相关关系，受NO^-₃-N浓度驱动。同时，植物形态和其碳氮含量影响植物淹水分解速率、进而影响养分释放和GHGs排放。