莱州湾-龙口湾表层沉积物有机质特征及来源分析

通过对莱州湾-龙口湾表层沉积物样品中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳与总氮的比值(C/N)、稳定碳氮同位素(δ13C、δ15N)生物地球化学指标的测定,分析了该区域沉积物中有机质的特征和来源.结果显示,莱州湾表层沉积物中TOC含量为0.47%±0.40%,龙口湾TOC含量为0.82%±0.37%,TN含量相差不大,因此龙口湾沉积物有机质相对含量高于莱州湾.港口的建设使龙口湾内水体流速减慢,加上龙口湾入海河流较少,使得龙口湾沉积物平均粒径(19.40μm)远低于莱州湾(43.89μm),比较容易吸附有机质.莱州湾沉积物中δ13C值为-24.96‰—21.46‰,平均值为-23.63‰;龙口湾表层沉积物中δ13C值为-23.02‰—22.39‰,平均值为-22.73‰.由此看来,莱州湾沉积物中有机质主要来源于陆生C3植物和藻类,而龙口湾有机质大部分来源于藻类,少数来自陆生C3植物.根据经典的二元模式计算,龙口湾陆源有机质的贡献比例范围为23.15%—33.67%,平均值为28.84%,莱州湾陆源贡献比例范围为7.65%—65.97%,平均值为43.75%.莱州湾沿岸有众多河流入海,尤其是含沙量最多的黄河,给湾内带来大量的陆上有机质,而龙口湾入海河流较少,沉积物中的陆上有机质较少.     

黄渤海表层沉积物中正构烷烃和甾醇的分布及来源研究

在黄海、渤海湾和莱州湾采集64个表层沉积物样品,分析正构烷烃（C15～C33）和甾醇（菜子甾醇、菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇）的质量分数和分子组合特征,探讨其来源,比较物质来源的空间差异。结果表明：（1）黄海表层沉积物中类脂生物标志物主要呈现陆源和海源共同影响的特征,其中北黄海以陆源输入为主,高碳数正构烷烃（〉C24）具有明显的奇碳优势,陆源高等植物的贡献较大;南黄海陆源输入与海洋自身贡献相当;渤海湾与莱州湾接受来自河流的大量陆源物质;（2）来源于陆源高等植物的甾醇（包括菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇）在黄海表层沉积物中的质量分数远小于渤海湾和莱州湾,但指示硅藻来源的菜子甾醇在整个研究区域均具有较高的质量分数。     

惠州白盆珠水库沉积物营养元素时空变化特征及源解析

为了探究自然过程和人类活动对水库水环境演变过程的影响,采集广东惠州白盆珠水库表层沉积物和沉积柱样品,测定表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,将水库划分为入库区、中部区和近坝区,分析表层沉积物的营养元素空间分布特征;利用放射性核素(~(210)Pb)和稳定初始放射性通量(CIC)模式为长度为27 cm的沉积柱建立年代序列,测定沉积柱TN、TP、TOC含量,碳稳定同位素(δ~(13)C)值和粒径垂向分布特征,分析营养元素时间分布特征及来源。结果表明:表层沉积物TN、TP和TOC含量分别在水库3个区域间无显著性差异(P0.05),营养物质污染程度低;沉积柱沉积历史约53年,平均沉积速率为0.5 cm·a~(-1);沉积柱TN、TP和TOC含量垂向分布特征可分为3个阶段:1983年之前含量均保持相对稳定,1984—2004年受人类活动影响而逐渐增加,2005—2018年呈先减小后逐渐增加趋势;沉积柱的总有机碳与总氮比值(C/N)和δ~(13)C指示沉积物中的有机质为陆源和内源的混合来源,由于白盆珠水库具有供水功能,以及流域内水土流失控制措施,陆源有机质占比与珠江三角洲其他水库相比较低,约占50%。     

土壤和沉积物中非水解有机碳对菲的吸附

采用改进的酸水解方法对土壤和沉积物中的有机质组分进行了分离和提取,用固体13C核磁共振（13CNMR）表征了非水解有机碳（NHC）,同时研究了不同有机质组分对菲的吸附行为,结果表明,菲的吸附等温线都呈现出明显的非线性,能很好地拟合Freundlich方程;而且NHC和碳黑（BC）比其原始和去矿样品的吸附容量都有明显提高.这些结果揭示了NHC和BC主要控制着菲在土壤和沉积物中的吸附行为.沉积物及其NHC对菲的吸附容量要高于土壤及其NHC,这与土壤和沉积物中有机质的不同来源有关.     

黄渤海表层沉积物中正构烷烃和甾醇的分布及来源研究

在黄海、渤海湾和莱州湾采集64个表层沉积物样品,分析正构烷烃(C15～C33)和甾醇(菜子甾醇、菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇)的质量分数和分子组合特征,探讨其来源,比较物质来源的空间差异。结果表明:(1)黄海表层沉积物中类脂生物标志物主要呈现陆源和海源共同影响的特征,其中北黄海以陆源输入为主,高碳数正构烷烃(>C24)具有明显的奇碳优势,陆源高等植物的贡献较大;南黄海陆源输入与海洋自身贡献相当;渤海湾与莱州湾接受来自河流的大量陆源物质;(2)来源于陆源高等植物的甾醇(包括菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇)在黄海表层沉积物中的质量分数远小于渤海湾和莱州湾,但指示硅藻来源的菜子甾醇在整个研究区域均具有较高的质量分数。     

青岛近海秋季生物气溶胶分布特征

生物气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,对生物气溶胶的分布特征进行分析对于了解其对人体健康和大气环境的影响具有重要作用.于2007年9-10月运用安德森6级生物粒子采样器在青岛近海连续采集生物气溶胶样品,探讨陆源和海源细菌及真菌的浓度和粒径分布特征.结果表明,青岛近海生物气溶胶中陆源细菌浓度高于海源细菌,而陆源真菌浓度低于海源真菌,海源菌总数高于陆源菌;陆源和海源细菌及真菌浓度分布表现为上午﹥下午﹥中午.9-10月陆源和海源细菌主要分布在大于2.1 (m的粒子中,占总数的80.0%以上,呈偏态分布;9月陆源和海源真菌主要分布在2.1~7.0 (m的粒子中,10月陆源和海源真菌主要分布在1.1~4.7 (m的粒子中,呈对数正态分布.总体而言,青岛近海生物气溶胶受到陆地与海洋的双重影响,海洋影响更为显著.     

大连刺参氨基酸碳稳定同位素组成特征的分析

本研究应用气相色谱-同位素比值质谱仪(GC-IRMS)对大连不同养殖区刺参氨基酸的碳稳定同位素组成进行分析,同时分析其食物来源的碳稳定同位素组成特征,探究刺参氨基酸稳定同位素组成差异形成的原因,并探讨以此作为刺参产地溯源的可行性.结果显示,刺参氨基酸δ~(13)C平均值为-19.35‰,其中李官、獐子岛较低分别为-25.26‰、-25.41‰,谢屯、大长山较高分别为-8.90‰、-12.59‰,且各地刺参δ~(13)C值差异显著;刺参食源氨基酸δ~(13)C平均值为-20.93‰,其中李官、獐子岛较低分别为-26.19‰、-24.25‰,谢屯、大长山较高分别为-11.58‰、-16.31‰,各地差异显著.发现刺参与其食源氨基酸碳稳定同位素组成有一定相关性,其中必需氨基酸相关性系数为0.97,非必需氨基酸为0.77.各地食源氨基酸δ~(13)C值的差异为各地刺参氨基酸碳稳定同位素组成的差异性提供依据,且发现以非必需氨基酸δ~(13)C值作为指标时对各地刺参区分效果更好.相关结论能为氨基酸的稳定同位素分析技术应用于鉴别刺参来源的真实性提供理论依据.     

东江流域土壤、植被和悬浮物的碳、氮同位素组成

碳、氮同位素值对监测流域植被组成、环境变迁是一种非常有效的指标,为中短时间尺度环境变化研究提供了一条新的途径。以亚热带山区的东江流域为例,以流域内的植被、土壤及水体悬浮物为研究对象,应用其有机质同位素组成（δ13C、δ15N）,揭示流域植被的成分和环境变化的信息。研究发现：东江流域土壤碳同位素、C/N比值差值不大;植被的氮同位素差值明显,C/N比值差异较大。对东江流域悬浮物δ13C值近20年的监测表明：其值在早期逐年升高,近10年来转趋稳定并呈明显下降趋势,变化范围在-17.8‰～-26.1‰之间,反映了该流域植被破坏和恢复的过程以及土壤侵蚀状况的变化趋势。     

植被恢复中坡地土壤颗粒有机碳分布特征和δ~(13)C值组成

以喀斯特地区植被恢复过程中典型坡地为研究对象,对坡地各个地形剖面土壤及土壤不同粒径组分中有机碳含量和有机质稳定碳同位素(δ13C值)组成进行了分析.结果显示:坡地土壤有机碳含量向下坡方向逐渐降低,上坡位两个剖面土壤砂粒(50～2000 um)中有机碳含量占50%以上,处于不稳定状态;易受到侵蚀作用破坏;而下坡位两个剖面中有机碳主要储存在粉粒(2～50um)和粘粒(<2um)土壤中,属于高度腐殖化的稳定有机碳.土壤有机质的δ13C值是评估SOC周转的一个良好指标,因粒径组成、剖面深度.植被和成土环境而不同.坡地各个土壤剖面中δ13C值的组成差异,较好地反映作物残体输入和土壤累积特征;输入土壤中的植物有机体由于分解程度不同而储存在不同粒径土壤中,因此各粒径中δ13C值对土层中有机质的储存和变化趋势具有较好的指示作用.     

人类活动对海南省小海泻湖沉积环境的影响

根据小海泻湖XHK04-01沉积物柱状样的210Pb定年以及总有机碳和总氮含量分析,探讨了人类活动对小海沉积环境的影响.分析表明:1988年以前,总有机碳和总氮的含量稳定在0.6%和0.04%,TOC/TN为14左右,沉积物的有机质主要来自陆地,陆源有机碳的含量占到总有机碳含量的80%,人类活动对沉积环境的影响变化较小;而1988年之后,由于人类活动的加剧,小海沉积物中总有机碳和总氮的含量迅速上升,到表层时总有机碳和总氮的含量均达到最高值,分别为1.2%和0.13%,TOC/TN下降到9,沉积物中小海自生来源的有机碳的比例显著增加,陆源有机碳的比例相对下降到45%.小海沉积物中营养元素的增加,导致小海水质的恶化.人类活动的影响在沉积速率上也有反映,在18cm以下沉积速率为0.46cm·a-1,0-18cm沉积速率为1.26cm·a-1.     

土壤生态系统中黑碳研究的几个关键问题

因人类活动的影响,全球大气C02浓度自1750年以来呈现逐步上升的趋势。农业生产活动与气候变化紧密相关,因土地利用方式的改变以及高度集约化的粮食、食物生产等农业活动都有可能增加CO2等温室气体的排放。如何遏制和减少大气中的CO2浓度是当前的热点问题,黑碳这一物质形式有可能为这一问题的缓解或解决提供新途径。生物质黑碳是生物质材料在低氧或无氧状态下经热裂解而形成的一种富含碳元素的有机连续体,其中碳（C）元素的含量高达70％-80％,并且大多以稳定的芳香环形式而存在。人类生存环境中所形成黑碳的80％以上最终都要归于土壤,且由于其较强的抗分解能力而长期滞留于土壤环境中。利用黑碳的这些特性及其碳封存能力,实施积极而有效的土壤管理措施,有可能增加土壤生态系统中的碳储存,从而为人类社会应对全球气候变化提供新的机遇。在文献资料调研的基础上,描述了土壤中黑碳的来源及其增加土壤碳储存、减缓陆地生态系统碳循环的潜力;阐释了量化土壤中黑碳的重要性以及精确测定土壤黑碳含量的关键所在;揭示了黑碳在土壤环境中的稳定性,探讨了外源黑碳与土壤本体有机碳的相互作用关系,并分析了黑碳对土壤温室气体排放的影响及其不确定性。揭示这些问题有助于客观评价黑碳能否作为一个有效的土壤有机碳库,也益于明确黑碳在全球碳循环以及中国农业减排过程中的作用与地位。     

外加碳源及沉水植物对沉积物各形态磷的影响

以原沉积物（处理1）和添加0.4%葡萄糖（碳源,处理2）的沉积物作为底质培养狐尾藻,采用室内模拟实验,研究了外加碳源及沉水植物对沉积物有机和无机磷形态的影响。结果表明：随着培养时间的延续,狐尾藻的生长促进了沉积物中磷的释放,其衰退增加了沉积物中磷的沉积;沉水植物对磷的不同赋存形态的影响并不相同,其中对无机磷形态中的Fe/Al-P和有机形态磷中的活性有机磷有显著的影响（p〈0.05）,而对其它形态磷的影响没有表现出统计差异;无论有无种植沉水植物,外加碳源可促进了沉积物Fe/Al-P和有机磷释放,增加了Ca-P固定;外加碳源显著提高了有机磷中活性有机磷的质量分数（p〈0.05）,降低了稳定性有机磷的质量分数,而种植沉水植物可显著降低活性有机磷质量分数。说明碳源和沉水植物对沉积物中磷形态分布有重要影响。     

浙江三门湾柱样沉积中长链烯酮、正构烷烃和多环芳烃组成、分布特征及对厄尔尼诺／拉尼娜事件的追踪

利用气相色谱对浙江三门湾H30柱样沉积中长链烯酮、正构烷烃和多环芳烃组成和来源进行分析,并对柱样沉积中相关有机地化指标与厄尔尼诺／拉尼娜事件的关联性进行了探讨。正构烷烃GC谱图显示碳数分布范围为C14-C35,呈双峰型,低碳峰群的主峰为C17-C19,高碳峰群的主峰为C27-C31,这种分布特征表明三门湾沉积物中陆地高等植物和海洋菌藻类的烷烃共存。根据多环芳烃的菲／蒽比值、荧蒽／芘比值、2-3环化合物总量和4环以上化合物总量等可推断,三门湾沉积地层中的多环芳烃主要来源于化石燃料的不完全燃烧物和石油源（航运事件）。基于精确的。mPb定年,1822-2005年间正构烷烃和多环芳烃含量分布、分子组合特征指数可能与厄尔尼诺,拉尼娜事件具有一定的关联。具体表现在,长链正构烷烃的含量与总多环芳烃含量变化具有良好的一致性,二者含量和花、CPI、烷烃C旷C19在厄尔尼诺年增加（尤其在厄尔尼诺结束年）,指示陆源有机质输入和海洋菌藻类一致增加;而二者含量和∑C21／∑C22＋、烷烃C15．C19在拉尼娜事件时降低,表明海洋菌藻类减少。     

不同灌溉方式冬小麦农田生态系统碳平衡研究

全球气候变暖趋势明显,陆地生态系统碳循环的研究成为目前的研究热点,而农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,由于农田生态系统是受人类强烈调节与控制的复合系统,其碳循环受各类农作措施的影响极大。新疆地处干旱区,水分条件是农田碳循环的最重要限制因子。为此,分析不同灌溉方式对冬小麦（Triticum aestivuml）农田生态系统碳平衡的影响,从而提出有利于新疆冬小麦生产的固碳减排的灌溉方式。试验于2012—2013年在伊宁县科技示范园冬小麦试验田进行,选择伊农18冬小麦品种为供试材料,确定滴灌和漫灌为两个试验主因子并设置小区。试验自冬小麦返青开始至完全成熟结束,期间平均每7天采1次样,其中用典型样株法采集小麦植株,分根、茎、叶等不同器官单独烘干测定植株固碳量;用静态钠石灰吸收法测定冬小麦土壤呼吸;收集整理已发表国内外文献中的各类碳排放参数确定本研究中所需参数;采用王小彬的碳平衡计算方法分析不同灌溉方式农田生态系统碳平衡,据此对滴灌和漫灌两种灌溉方式的冬麦农田作物生物量固碳、土壤碳排放量和作物生产过程中物质投入的间接碳排放量,以及两种灌溉方式下冬麦农田生态系统净碳值进行分析。试验结果表明：滴灌条件下冬麦农田生态系统小麦的固碳量、土壤碳排放总量分别比漫灌小麦的高出15.38%和11.43%,冬小麦穗是差异形成的主要原因;而农业生产资料排碳总量比漫灌少排3.88%;但无论是滴灌还是漫灌,耗电碳排放量均占农业生产资料碳排放总量的59%以上,是农业生产资料碳排放的第一大来源。两种灌溉方式下冬小麦田生态系统的净碳值均呈现出固碳并存在显著差异（p〈0.01）,且滴灌冬麦农田生态系统净碳值比漫灌高25.39%。因此,新疆冬小麦生产中采用滴灌方式更有利于农田生态系统的固碳,     

Hagfish in the New Zealand fjords are supported by chemoautotrophy of forest carbon

Forest litter is often considered to be a minor energy source to marine communities due to its refractory nature. Large volumes of forest litter are deposited in the New Zealand fjords, and likely recycled into available energy by microbial activity. In this study we used evidence from stable isotope analyses to test whether recycled carbon from chemoautotrophs was an important contributor to the diet of hagfish (Eptatretus cirrhatus). We then analyzed fatty acid biomarkers from the chemoautotrophic clam Solemya parkinsoni and E. cirrhatus to further discriminate the contribution of marine, terrestrial, and chemoautotrophic sources. Bulk isotopic signatures of E. cirrhatus varied considerably (delta13C, from -29.2 per thousand to -16.7 per thousand; delta15N, from -2.8 per thousand to +15.5 per thousand; delta34S, from -21.7 per thousand to +16.7 per thousand) and indicated that a significant percentage of organic matter (38-51%) originated from chemoautotrophs (delta13C, -31.3 per thousand +/- 0.1 per thousand [mean +/- SE]; delta15N, -5.7 per thousand +/- 0.2 per thousand; delta34S, -32.per thousand +/- 3.8 per thousand). Fatty acid biomarkers were depleted in 13C, particularly cis-vaccenic acid (18:1omega7: delta13C, -39.0 per thousand) indicating specific microbial origins of carbon. A high proportion of forest litter in sediments, coupled with isotopic and fatty acid biomarker results, indicates that terrestrial organic matter is a dominant contributor to this marine benthic system. This study demonstrates a clear linkage between terrestrial and marine ecological processes.     

岷江上游高山森林溪流非木质残体现存量与碳储量及其分配特征

森林溪流非木质残体的特征直接关系到流域源头水质环境以及森林生态系统碳及养分等物质的输出格局.为了解岷江上游水源源头高山森林生态系统溪流非木质残体的储量特征,于2013 年8 月高山森林溪流水量最大的季节,在研究区域海拔3 600 m 典型高山森林范围内,沿主河道两岸调查每条森林溪流的非木质残体储量,共找到18 条森林溪流汇入主河道,根据实地采样的可操作性和典型性,选择其中12 条溪流详细调查非木质残体储量,每条森林溪流从尽头到源头每隔10 m 设置一个长度为1 m,溪流实际宽度的样方（源头作为最后一个样方）.将样方内所有非木质残体全部采集,低温保存,迅速带回实验室,分别按照树皮、树叶和直径小于1 cm 树枝分离,65 ℃烘干至恒重,测定各组分现存量.然后,将样品粉碎过筛,采用重铬酸钾氧化法测定凋落物有机碳含量,以不同组分现存量与其碳含量计算各组分的碳储量.结果表明：（1）该区域森林溪流非木质残体总现存量和总碳储量分别为657.25 kg 和262.96 kg,单位面积现存量和碳储量为439.70 g·m^-2 和175.92g·m^-2;（2）各溪流中直径小于1 cm 树枝占非木质残体总现存量和总碳储量的69.76%和73.41%,其次为树叶,树皮比例最小且不足10%;（3）尽管溪流长度、面积和流量与非木质残体各组分单位面积现存量和碳储量均无显著相关关系,但显著影响溪流非木质残体总现存量和总碳储量及其在各组分的分配比例;（4）相对于树皮,凋落树叶现存量和碳储量所占比例在流量较小溪流中相对较大.这些结果为深入认识高山森林流域水环境及其在森林生态系统中的重要作用提供新的思路和一定的科学依据.     

渤海湾海岸带表层沉积物中黑碳的分布特征

在渤海湾西海岸潮间带、近海和主要河流采集了85个表层沉积物样品,对黑碳（BC）的质量分数及其分布规律进行了研究,并探讨了BC与沉积物粒度的关系。结果表明：（1）渤海湾海岸带表层沉积物中BC的平均质量分数为（0.65±0.42）mg·g^-1,占总有机碳的比例为16.8%±7.5%,均高于我国其它海岸带;（2）潮间带沉积物中BC的质量分数存在明显的南北分区差异（以天津港码头为界）,北区（0.92mg·g^-1）比南区（0.22mg·g^-1）平均高4倍以上;近海和河流样品BC的质量分数也有一定程度的＂北高南低＂趋势,表明BC在海岸带运移扩散的继承性,河流输入可能是主要途径;（3）潮间带沉积物粒度表现为＂北区细＂（以粘土质粉砂主）而＂南区粗＂（以砂为主）,反映两个区域的水动力条件和沉积环境不同,是造成BC质量分数区域差异的主要原因。