羰基硫(COS)在土壤中的吸收与转化

利用静态法研究了羰基硫(COS)在草坪土壤中的吸收与转化过程.土壤对COS的吸收速率与土壤的含水量和温度呈非线性关系,土壤吸收COS的最适宜温度为25℃,含水量为13%.在此条件下,大气COS的估算交换通量为184pmol·g-1(DW)·h-1或598pmol·m-2·s-1.采用GCFID,FPD和IC对土壤吸收COS可能的转化产物进行了测定,结果表明,CO2和SO2-4为主要反应产物,其中约50%的COS最终转化为水溶性硫酸盐,约50%的COS可能转化为其它非挥发性含硫化合物(可能主要为FeS).     

秋季COS和DMS在草坪与大气间的交换

利用静态箱法研究了羰基硫 (COS)和二甲基硫 (DMS)在绿化草坪与大气之间的交换 .在秋季 ,草坪对COS的吸收通量为 0 75— 1 4 5 μg·m- 2 ·h- 1 ,对DMS的排放通量为0 0 5— 0 35 μg·m- 2 ·h- 1 .COS和DMS的交换通量与环境温度、光照及初始浓度等因素有关 ,其中 ,周围大气COS的浓度对草坪吸收COS的影响最为明显 .草坪对COS的吸收通量与DMS的排放通量呈正相关 ,相关系数 (R2 )大于 0 7.此外 ,COS的垂直分布也表明草坪对COS具有明显的吸收作用     

甲硫氨酸和水分对土壤挥发性有机硫化物通量的影响

通过静态箱采样和Entech7100预浓缩仪-GC-MS分析了甲硫氨酸和土壤水分对羰基硫(COS)、二甲基硫醚(DMS)、二硫化碳(CS2)和二甲二硫醚(DMDS)等4种挥发性有机硫化合物(VOSCs)吸收或释放的影响.结果表明,土壤水分主要影响土壤COS和DMS通量,含水量低时,土壤吸收COS,释放DMS;接近或超过最大持水量时,土壤释放COS和DMS,且DMS释放速率显著增加,这可能主要受土壤Eh值的影响.添加甲硫氨酸后,土壤DMDS和DMS释放量显著增加,两者释放量接近所观测四种VOSCs总释放量的100%,说明甲硫氨酸是DMDS和的DMS重要前体物,DMDS与DMS释放速率峰值出现时间相同,而COS与CS2释放速率峰值出现时间基本一致,可能是不同VOSCs受不同土壤微生物和酶的影响所致.     

温度和土壤含水量对温带森林土壤温室气体排放的影响

全球温带森林土壤是影响陆地主要温室气体——二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的重要源和汇,土壤温湿度的交互作用是影响温室气体吸收与释放的重要影响因素,但目前针对温带森林土壤的温湿度变化对温室气体的影响研究甚少。本研究用自动控制温湿度的人工气候箱模拟不同温度(5、10、15℃)和土壤水分含量(最大田间持水量的20%、40%、60%、80%)环境,比较研究3种我国温带典型森林土壤CO2、N2O、CH4的通量动态变化及其综合增温潜势(GWP)。结果表明:温度和土壤含水量增加会导致3种森林土壤的CO2和N2O表现为排放源、CH4为弱吸收汇。其中,阔叶林和针叶林土壤CO2排放通量变化幅度相近,针阔混交林的排放通量波动范围较小于二者;针阔混交林和阔叶林土壤的N2O排放通量变化幅度相近,而针叶林土壤的排放通量波动范围明显高于二者;阔叶林土壤CH4吸收通量随温度和土壤含水量增加的幅度较其他2种林型显著。3种林型土壤GWP受温度和土壤含水量影响的敏感性由高到低依次为阔叶林针叶林针阔混交林。     

施肥与不施肥措施下小麦田的CO_2、CH_4、N_2O排放日变化特征

二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)是对全球气候变化影响最大的温室气体。由于土壤与大气之间的水热交换需要一定的传导平衡时间,因此土壤温室气体与温湿度之间的关系存在不同的表现形式。目前,有关温室气体研究多集中于季节性排放特征,而关于CO2、CH4、N2O的日变化研究却少见报道。以北京小麦(Triticum aestivuml)农田土壤为研究对象,对施肥和不施肥条件下CO2、CH4、N2O交换通量和气温、土壤温度进行连续观测,来探讨3种温室气体的日变化特征。采用人工静态暗箱法对小麦田土壤进行连续48 h原位观测,每2 h测定1次,每次盖箱时间为30 min。气体样品中的CO2、CH4、N2O用气相色谱仪(Agilent 6890A,FID/ECD)测定。结果表明:施肥与不施肥条件下小麦生育后期麦田土壤CO2、CH4、N2O交换通量具有明显的日变化特征。土壤表现为CH4的吸收汇、CO2和N2O的排放源。CH4的吸收通量、CO2和N2O的排放通量均表现为施肥区对照区。CO2、CH4的交换通量的70%以上出现在白天,而施肥区和对照区的N2O白天排放通量分别达到全天的81.8%、91.1%。另外,相关性分析表明,CO2、N2O交换通量的日变化与气温和5 cm地温呈极显著(P0.01)或显著(P0.05)的正相关关系,且N2O交换通量日变化与10 cm地温呈现极显著的正相关关系,说明温度是影响CO2、N2O交换通量日变化的重要因素;而气温、5 cm地温、10 cm地温对CH4交换通量日变化不存在显著性影响。     

全球变化下有关卤代甲烷源汇的研究进展

大气中存在的卤代甲烷对臭氧层具有极强的破坏作用并参与其它气候现象，其动态变化对臭氧的恢复和地球生态系统有重要影响。文章概述了全球变化下卤代甲烷源汇的研究情况并简单探索其进一步的研究方向。几种卤代甲烷中，溴代甲烷源汇最复杂且对臭氧具有最强的破坏力，因此研究较多。已证明CH3Br的来源有：海洋、土壤、生物燃烧、陆地植物和沼泽地的释放等；CH3Br的汇包括：光化学分解、被土壤和植物吸收、在海洋中的化学和生物降解等。但事实上是已知汇远远大于已知源，且各个源汇的通量在不同研究中结果差异较大，归其原因是卤代甲烷释放与吸收机制的不确定性。虽然近几年的研究也应用了稳定同位素示踪技术，但卤代甲烷各源汇的具体贡献并不清楚。今后卤代甲烷源汇的研究重点应放在与气体产生机制最密切的地下部分即“地下生态学”对其通量的影响，而同位素技术的改进及其在痕量气体研究中的应用也将是未来的重点方向。     

秋季羰基硫在植物与大气间的交换

利用静态箱法研究了秋季羰基硫(COS)在六种北京常见树种与大气间的交换．结果表明：法国梧桐、槐树、龙爪槐、玉兰、柳树对COS有吸收,油松没有吸收,树木与大气间COS的交换通量受树种、环境温度、光照、COS初始浓度等因素的影响．一般来说．温度高、光照强时,以上树种与大气间COS的交换强;空气中COS初始浓度高时,植物对COS的吸收通量高,植物对COS的吸收达到饱和较植物对CO2的吸收以及异戊二烯的排放持续时间长．     

鼎湖山典型森林土壤苯系物通量对模拟氮沉降的响应

苯系物(BTEX)是一类重要的挥发性有机化合物(VOCs),能参与大气光化学反应,并对人体健康有重要影响。土壤能释放或吸收BTEX,氮沉降会影响土壤生态过程,从而可能影响土壤BTEX通量。有关森林土壤BTEX通量对氮沉降响应的研究十分有限。运用静态箱采样、利用大气预浓缩仪-GC-MS研究了鼎湖山两种典型森林——马尾松林(Pine forest,PF)和季风常绿阔叶林(Monsoon evergreen broadleaf forest,BF)土壤BTEX通量对模拟氮沉降增加的响应。结果表明:自然氮沉降条件下,PF土壤吸收BTEX,乙苯吸收速率最大(-51.52±10.94)pmol·m-2·s-1,低氮抑制了PF土壤对BTEX的吸收,中氮主要使土壤由"汇"变为"源";BF土壤释放BTEX,甲苯释放速率最高(7.11±0.12)pmol·m-2·s-1,施氮降低了BF土壤BTEX释放量或使土壤由"源"变"汇",且低氮和高氮的影响效果更显著。施氮条件下,PF土壤甲苯与乙苯、间/对二甲苯、邻二甲苯通量显著相关,BF土壤苯与甲苯、间/对二甲苯、邻二甲苯显著相关。土壤BTEX通量无明显日变化规律,对照和高氮样地最大释放均出现在7:00,最大吸收出现在19:00(对照样地)和13:00(高氮样地)。自然氮沉降条件下,BF土壤CO2通量(29.46±3.27)mg·m-2·h-1显著高于PF土壤(11.02±0.96)mg·m-2·h-1,两个水平氮处理均促进了两种林型土壤CO2的释放。土壤BTEX通量与土壤温度、大气温度和CO2浓度无显著相关性;邻二甲苯和乙苯通量与土壤湿度呈显著相关。     

土壤硒含量显著影响黑小麦与普通小麦的硒吸收

为了解黑小麦(Triticum aestivum L.)与普通小麦养分含量和硒吸收差异特征,通过成熟期田间取样,研究了富硒土壤(马三村,土壤硒质量分数平均值0.874 mg·kg~(-1))和缺硒土壤(韩村,土壤硒质量分数平均值0.205 mg·kg~(-1))对小麦不同器官组织养分及硒含量的影响特征。结果表明,富硒土壤上种植的小麦籽粒样品平均硒质量分数为0.205mg·kg~(-1),变幅为0.138～0.241mg·kg~(-1),95%小麦籽粒达到富硒标准,其中黑小麦籽粒硒质量分数平均为0.239 mg·kg~(-1),全部达到富硒标准。缺硒土壤上种植的小麦籽粒平均硒质量分数为0.040 mg·kg~(-1),变幅为0.030～0.057 mg·kg~(-1),均未达到富硒标准。小麦籽粒富硒程度与土壤硒含量的相关系数为0.954,当土壤硒质量分数达到0.810 mg·kg~(-1)时,小麦籽粒才能达到富硒标准。在硒水平相当的土壤上,黑小麦比普通小麦对硒的积累量大,富硒程度较高。马三村和韩村黑小麦籽粒硒含量平均分别比普通小麦高38.9%和34.2%。此外,黑小麦籽粒中氮和磷元素含量较普通小麦高,但富硒和缺硒土壤对相同品种籽粒N、P、K含量影响不大。因此,黑小麦富含丰富的营养物质,可作为富硒食品源。该研究可为富硒小麦品种与土壤硒含量间的相关关系研究提供理论依据。     

4种草对铅锌尾矿污染土壤重金属的抗性与吸收特性

盆栽试验的结果表明,高羊毛、早熟禾、黑麦草、紫花苜蓿在纯尾矿污染土壤或经处理的尾矿污染土壤上都能生长,但在处理的土壤上生长的植物长势明显优于对照,其中紫花苜蓿的生物量所受影响比其他几种草坪草更大,说明其重金属抗性低于其他几种植物。单位面积上 4 种植物体内重金属质量分数高低均为 w(Zn)>w(Pb)>w(Cu)>w(Cd),但每种植物对 Cd、Pb、Zn 和 Cu 的吸收质量分数和分布均不相同,一般为根系质量分数大于茎叶。加入改良剂(CaCO3)和有机肥(菜枯)使生长在铅锌尾矿污染土壤上的 4 种草坪草生物量显著增加,植物体中的 Cd、Pb、Zn 质量分数下降,但 Cu 质量分数反而上升,结果单位面积上草坪草吸收各重金属元素的量均有所增加,可见利用改良措施与草坪草相结合的方法来修复重金属污染土壤具有可行性。