黄河三角洲新生湿地土壤碳氮磷分布及其生态化学计量学意义

河口湿地是连接陆地生态系统和海洋生态系统的纽带。土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)元素是湿地生态系统营养水平的重要指示物,显著影响湿地生态系统的生产力。本文研究了黄河三角洲新生湿地不同植被下土壤C、N、P的分布特征和生态化学计量特征。结果表明,1)黄河三角洲新生湿地C、N、P含量分别为1.2~8.4、0.2~0.8、0.4~0.6g/kg,平均值分别为3.5、0.4、0.5g/kg;土壤表层的C、N、P含量显著高于亚表层。2)黄河三角洲新生湿地C/N、C/P、N/P比值分别为4.62~12.67、2.02~16.39、0.22~1.53,平均值分别为8.77、6.81、0.77。土壤C/N、C/P、N/P比值随土壤剖面深度向下递减,不同植被土壤之间的C/N、C/P、N/P比值有所不同。土壤生态化学计量比值显示黄河三角洲新生湿地土壤有机质分解快,氮的矿化度高。因此,提高该地区土壤有机质的归还,同时适当增加氮肥使用成为湿地生态恢复的优先选项。     

环渤海芦苇湿地磷的吸附容量及释放风险评估

滨海湿地地处陆海交汇的关键带,是磷的"汇"、"源"和"转化器",在全球磷循环过程中扮演着十分重要的角色,其对水体磷素的截留能力日益受到关注.本文以环渤海地区芦苇湿地沉积物为研究对象,利用批处理实验研究了湿地磷的吸附容量和释放风险.结果表明,湿地沉积物磷的最大吸附容量（Q_max）为693.7~2117.2 mg·kg^-1,平均值为1468.6 mg·kg^-1,Q_max的大小顺序为七里海湿地 > 北大港湿地 > 南大港湿地 > 辽河三角洲湿地 > 寿光滨海湿地 > 黄河三角洲湿地.环渤海湿地沉积物磷吸附主要受Ca、Mg和TOC含量的影响.环渤海湿地磷吸附饱和度（DPS）和释放风险指数（ERI）分别为0.28%~4.50%和0.53%~10.10%,结果表明除寿光滨海湿地磷释放风险为中度风险外,其它湿地磷释放风险较低.总之,环渤海地区芦苇湿地沉积物具有较强磷吸附能力,沉积物为水体磷的"汇",沉积物释磷风险较低.建议在环渤海污染治理过程中充分发挥滨海湿地对磷的净化拦截作用,以降低陆源污染对近海水环境的影响.     

黔中土壤CO2的释放特征及其影响因素

利用密闭箱-气相色谱法在20062007年对黔中地区退耕荒草地、灌丛、马尾松林、阔叶林土壤二氧化碳的释放通量进行原位观测.结果表明,各观测点均为CO2的源,释放通量介于C (119.2±62.0)～(199.7±72.2) mg·m-2·h-1,植被条件和土壤类型影响土壤CO2的释放通量.相同植被条件下,黄壤释放的CO2高于石灰土土壤.不同植被条件下,黄壤CO2的释放具有相同的季节变化规律,夏季最高而冬季最低,年均释放量按林地、灌丛、退耕荒草地的顺序递减;石灰土CO2的释放季节变化规律则差异较大,年均释放量按灌丛、林地、退耕荒草地顺序递减.相关性分析表明,温度和土壤水分对土壤CO2释放通量的影响在不同观测点表现不同,总体表现为对黄壤的影响要比石灰土明显.     

荣成天鹅湖沉积物有机磷的生物有效性及其时空动态

有机磷是沉积物磷的重要组成部分,有机磷经酶水解后可以提供活性磷.研究沉积物有机磷的生物有效性及其变化规律对于深入了解湖泊富营养化形成机制具有重要意义.本研究选取富营养化的海岸泻湖—荣成天鹅湖湿地为研究对象,通过采集表层沉积物,结合酶水解技术分析了有机磷的生物有效性及其时空变化规律.结果表明,天鹅湖沉积物有机磷含量为107.9~161.9 mg·kg~(-1),平均含量为125.3 mg·kg~(-1).其中潜在生物有效性磷即酶水解有机磷含量为21.8~100.3 mg·kg~(-1),平均含量为53.2 mg·kg~(-1),占有机磷含量的26%~56%.有机磷的潜在的生物有效性大小遵循:植酸磷(21.5 mg·kg~(-1))≈二酯磷(20.7 mg·kg~(-1))磷酸单酯磷(14.1 mg·kg~(-1)).酶水解有机磷(包括Monoester-P、Phytic-P)的含量呈夏秋低,冬春高的特点.有机磷空间分布不均衡,有机磷主要分布集北部入河口和南部藻类区域,这和不同方位污染物质的来源、水生动植物的分布和沉积物粒度等差异有关.相关性分析表明,金属氧化物(Al、Fe、Mg、Ca)是有机磷的主要结合介质,金属氧化物含量和形态变化将决定有机磷分解矿化和生物有效性.总之,有机磷的水解是水体活性磷的重要补偿途径,也是维持天鹅湖富营养化的重要机制.在水体磷污染治理过程中应把有机磷纳入评价范畴,应该防止沉积物有机磷的矿化分解.     

贵州喀斯特水库红枫湖、百花湖p(CO2)季节变化研究

针对贵州喀斯特地区富营养水库(红枫湖、百花湖)表层水中的CO2分压p(CO2)进行为期1 a的监测,分析了影响两湖P(CO2)季节变化的因素并阐明了两湖p(CO2)季节变化的机理.不同于北部温带地区水库,两湖出现明显的季节变化特征:夏季表层水中CO2欠饱和,其他季节CO2过饱和.通过对物理、化学及生物因素与P(CO2)之间的相关性分析.结果表明,两湖P(CO2)与9 Chla之问存在的显著负相关,是由于浮游植物光合作用与细菌呼吸作用共同影响的结果,也是两湖P(CO2)出现季节变化的主要原因.水温与P(CO2)之间的显著负相关,主要是由于水温影响浮游植物生长引起的.降雨量与P(CO2)之间的显著负相关,主要是由于降雨量影响水库中营养盐的输入和浮游植物生长引起的.NO3-、NO2-与P(CO2)之间的显著正相关,是藻类吸收与有机质降解、硝化反应等共同作用的结果.SiO23-与P(CO2)之间的显著负相关,是SiO23-受降雨输入及藻类吸收共同影响的结果.而两湖DOC与P(CO2)相关性的差异可能与两湖DOC来源不同有关.     

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。     

黔中喀斯特石漠化地区土壤温室气体浓度的时空分布特征

2006~2007年对喀斯特石漠化地区土壤剖面中CO2、N2O和CH4的浓度分布进行观测.结果表明,土壤剖面中CO2、N2O和CH4浓度分别介于530.2~31512.6、0.27~0.67和0.1~3.5μL.L-1.总体上,自地表向下,CO2和N2O浓度逐渐增大,CH4浓度则为逐渐减小,但在阴冷潮湿的10、11月和1月,15cm以下土层中CO2和N2O浓度随着深度的增加逐渐减小,CH4浓度则明显增加.土壤温度、水分同时影响剖面中CO2、N2O和CH4的时空分布,但影响效应以及作用的土层深度有所不同.相关分析结果表明,土壤中CO2和N2O浓度的时空分布显著正相关(r为0.780~0.894,p0.05~0.01),相关关系受环境因子的影响;CO2和CH4的时空分布则呈显著负相关关系(r=330,p0.01);N2O和CH4的空间分布为互逆关系,但只在土壤水分较大月份达到显著水平(r为-0.829~-0.956,p0.05~0.01).     

黄河口溶解无机碳时空分布特征及影响因素研究

河口是全球碳循环的重要区域.为了研究黄河口表层水中溶解无机碳(DIC)的时空分布特征,2013年春季、夏季、秋季、深秋分别对表层水进行采样分析,讨论了DIC含量与环境因子间的相关关系.结果表明,黄河口表层水体DIC浓度在26.34~39.43 mg·L-1,其分布趋势为淡水端高于海水端,在盐度小于15‰的区域发生明显亏损,最大亏损量为20.46%;季节分布规律表现为春季秋季深秋夏季.通过主成分分析表明,水温、悬浮物、盐度、叶绿素a是影响黄河口表层水DIC浓度变化的主要因素,其解释效率达83%,而碱度、p H、溶解有机碳、溶解氧等因素对DIC分布特征的影响不容忽视.DIC在低盐区亏损的主要原因是碳酸钙沉降.黄河口DIC呈逐年增长趋势,主要受水体停留时间、温度、外源输入及环境条件等因素的影响.     

贵州喀斯特水库红枫湖、百花湖P(CO2)季节变化研究

针对贵州喀斯特地区富营养水库（红枫湖、百花湖）表层水中的CO₂分压P(CO₂)进行为期1 a的监测,分析了影响两湖P(CO₂)季节变化的因素并阐明了两湖P(CO₂)季节变化的机理.不同于北部温带地区水库,两湖出现明显的季节变化特征：夏季表层水中CO₂欠饱和,其他季节CO₂过饱和.通过对物理、化学及生物因素与P(CO₂)之间的相关性分析. 结果表明,两湖P(CO₂)与Chla之间存在的显著负相关,是由于浮游植物光合作用与细菌呼吸作用共同影响的结果,也是两湖P(CO₂)出现季节变化的主要原因.水温与P(CO₂)之间的显著负相关,主要是由于水温影响浮游植物生长引起的.降雨量与P(CO₂)之间的显著负相关,主要是由于降雨量影响水库中营养盐的输入和浮游植物生长引起的.NO^-₃、NO^-₂与P(CO₂)之间的显著正相关,是藻类吸收与有机质降解、硝化反应等共同作用的结果.SiO^{2-₃与P(CO₂)之间的显著负相关,是SiO2-₃受降雨输入及藻类吸收共同影响的结果.而两湖DOC与P(CO₂)相关性的差异可能与两湖DOC来源不同有关.}     

相关分析和主成份分析在有机酸来源分析中的应用

源解析是大气中低分子有机酸研究的重要内容。收集了贵阳市和尚重镇2006年5月至2007年4月降水样品,测定其中有机酸和主要的无机离子。结果表明,大气降水有机酸存在显著相关关系,说明两地区均存在有机酸的共同来源。运用不同来源示踪剂发现,尚重镇低分子有机酸来源比较单一,主要是受植物或土壤的直接和间接释放作用的影响;贵阳市低分子有机酸的来源相对复杂,尤其是人为活动和大气光化学反应都可能是大气有机酸的重要来源。主成分分析把贵阳市和尚重镇大气降水中主要离子大致分为3类,尚重镇SO42-、NO3-、HCOOH、CH3COOH和(COOH)2是第一主成份,反映了农业活动、土壤释放和生物质燃烧可能是这类污染物的重要来源,贵阳市降水中CH3COOH、HCOOH和(COOH)2具有较高的因子负荷,为第三主成份占方差总和的19.68%。