喀斯特峡谷区常见植物叶片δ^13C值与环境因子的关系研究

通过对贵州花江峡谷喀斯特石漠化区4种典型石漠化植物群落中11种常见植物种叶片的δ13C值测定,研究了各植物种对影响植物碳同位素分馏的主要环境因子(土壤储水量、大气相对湿度、光照强度、土壤厚度)的响应,分析了石漠化梯度中不同土层土壤储水量、大气相对湿度、土壤有机质、年均气温、光照强度等环境因子梯度变化与植物叶片δ13C值的关系.结果表明,大部分物种的δ13C值对环境因子的变化趋势表现为随环境水分好转呈下降趋势,即水分利用效率下降;也有部分物种呈稳定不变或逆势上升趋势.相关性分析表明,清香木(Pistacia weinmannifolia)、石岩枫(Mallotus repandus)、红背山麻杆(Alchornea trewioides)的主导因子是土层储水量;肾蕨(Nephrolepis cordifolia)、野桐(Mallotus japonicus vat.floccosus)的主导因子是土壤厚度;肾蕨、八角枫(Alangium chinense)、构树(Broussonetia papyrifera)的主导因子是光照强度;而广西密花树(Rapanea kwangsiensis)、圆叶乌桕(Sapium rotundifolium)和灰毛浆果楝(Cipadessa cinerascens)则分辨不出主导因子,即环境影响因素更为综合.总体而占,叶片高δ13C值是对低水分、高光、低资源环境的适应.     

黔中喀斯特石漠化区不同土壤类型对常见植物叶片δ13C值的影响

通过测定黔中喀斯特区清镇市王家寨小流域内常见种叶片δ13C值,探讨土壤类型和石漠化等级对喀斯特植物水分利用效率的影响.结果表明,小流域内不同土壤类型植物叶片的δ13C值总体差异不显著(P>0.05),黄壤区植物叶片δ13C值分布区间较黑色石灰土区窄,变异系数较小,整体较黑色石灰土区偏负.小流域内黑色石灰土区植物群落δ13C均值随石漠化进行趋正,黄壤区随石漠化呈现出先趋正后趋负的变化格局.方差分析结果显示黄壤区各石漠化植物群落δ13C值间不存在显著差异(P>0.05),黑色石灰土区各石漠化植物群落δ13C值间均存在显著(P<0.05)或极显著差异(P<0.01).相关分析结果显示黄壤区植物叶片δ13C值的主要影响因子为土厚和坡度,黑色石灰土区为土壤含水量.研究区土壤对植被δ13C值的影响是通过调节土壤水分实现的.     

喀斯特高原区5种常见灌木叶片δ~(13)C值的季节变化及其对石漠化程度的响应

测定了贵州高原喀斯特石漠化小流域内5种灌木叶片δ13C值的季节变化,旨在探讨季节及石漠化等级对植物叶片δ13C值的影响。结果表明:不同季节间植物叶片δ13C值呈显著差异,生长初期(4月)叶片的δ13C值显著高于生长中后期(7月、9月及12月);5种灌木种种间差异显著,火棘的叶片δ13C值最负,荚蒾的叶片δ13C值最正,粉枝莓,鼠李和竹叶椒的叶片δ13C值居中;7月不同石漠化等级间植物叶片δ13C值存在显著差异,而在其余月份(即4月、9月及12月)不同石漠化等级间植物叶片δ13C值不存在显著差异,但基本呈现无、轻度石漠化植物叶片小于中度石漠化植物叶片δ13C值的格局;整个生长季中,叶片δ13C值与土壤含水量的相关关系研究表明大多数种在大多数时间随土壤水分的减少其δ13C值增高。     

青奥会期间基于δ13C观测的大气CO2来源解析

开展城市冠层大气CO_2及其δ~(13)C的观测有助于解析自然源与人为源在区域碳循环中的作用.本研究于南京青奥会期间开展了大气CO_2及其δ~(13)C高频原位观测,在小时尺度至日尺度上对比了有无临时排放管制期间大气CO_2及其δ~(13)C的差异.研究发现,短期减排对降低区域尺度大气CO_2浓度有明显的短期效应(21×10-6),在整个青奥会临时管控期间长三角地区实际削减燃煤排放5%.本研究进一步采用Miller-Tans方法确定了长三角地区的CO_2排放源同位素组分;基于文献调查,提供了长三角地区主要人为源和自然源的δ~(13)C信息;量化了长三角夏季CO_2地表净通量、植被通量及人为排放通量.结果表明,水泥工业过程排放是长三角地区夏季大气δ~(13)C富集的主要人为原因(2.36‰).夏季长三角地区植被作用可以抵消23%~39%的人为CO_2排放.本文旨在通过采用自上而下的观测数据与传统IPCC的排放源清单相结合的方案,为城市区域碳源解析提供新的拆分方案.     

喀斯特小流域内不同背景区植物解剖结构与植物叶片δ13C的关系研究

本文应用光学显微镜和电子扫描显微镜的方法测量了生长在贵州省清镇市王家寨小流域内不同背景区(喀斯特与非喀斯特)11种植物的叶片解剖结构,比较了不同背景区整体植物以及各样地之间相同植物的叶片解剖结构与其δ13C值的相关关系。研究结果表明,研究区内所有植物从非退化到退化过程中的叶片解剖结构与δ13C值呈现显著的正相关关系,喀斯特背景区的竹叶椒和小叶鼠李,非喀斯特背景区的粉枝莓、油茶和构树的叶片解剖结构与δ13C值也呈现显著的正相关关系,喀斯特背景区与非喀斯特背景区植物具有比较一致的变化趋势,而生长在两背景区的同种植物叶片解剖结构和δ13C值均无显著性差异。这说明了在本研究小流域内,由于光、热、水、气等外部影响因素的一致性,不同背景区从非退化样地到退化样地的发展过程中,植物叶片的解剖形态特征为了适应环境的改变而产生了相同的响应趋势,这些响应变化均与植物叶片的δ13C值具有正相关关系,尤其是石漠化样地上的植物叶片解剖形态特征以及其δ13C值对生境条件的响应是最迅速和最敏感的。     

北京市和厦门市大气 CO2 浓度及 δ13C 值变化特征

本文对北京市和厦门市大气CO_2及δ~(13)C进行观测,研究内陆城市和沿海城市CO_2浓度及δ~(13)C的季节和昼夜变化规律及影响因素,以期为政府制定碳减排政策提供科学依据。北京市和厦门市CO_2浓度均呈现秋冬季高于春夏季,而δ~(13)C秋冬季低于春夏季,季节差异原因可能是秋冬大气边界层降低,化石燃料消耗增加,贫13C的CO_2气体大量排放。观测期间,两个城市日变化模式均表现为CO_2夜间高于白天,δ~(13)C夜间低于白天;且在早晚交通高峰时段,两地CO_2浓度均有不同程度升高,而δ~(13)C有不同程度降低。冬季,北京市由于受西、北部高山阻挡,在东南风条件下使得其夜间大气CO_2浓度显著增高,δ~(13)C值则显著降低。根据两地新增CO_2的δ~(13)C值(δs)推测,北京市受到煤炭燃烧贡献较大,厦门市季节差异较大,推测受植物排放CO_2速率及气象条件等共同影响。     

北京上甸子站大气CO2及δ13C(CO2)本底变化

基于北京上甸子站(SDZ)2007~2013年大气CO_2及2009~2013年大气δ13C(CO_2)瓶采样观测资料,筛分获得混合均匀且未受局地污染影响、具代表性的大气CO_2及δ13C(CO_2)本底数据.2007~2013年SDZ站大气CO_2年均本底浓度变化范围为385.6×10-6~398.1×10-6,年均增长率为2.0×10-6a-1;2009~2013年其大气δ13C(CO_2)年均本底值变化范围为-8.38‰~-8.52‰,年均增长率为-0.03‰·a-1.SDZ站2007~2013年的7~9月月均浓度最低水平均出现在2008年,且2007~2008年增长率仅为0.3×10-6a-1,推测主要源于2008年奥运期间北京及其周边省市节能减排措施实施导致碳排放量减少.SDZ站大气CO_2本底浓度季节变化最低值出现在8月,最高值出现在3月,季节振幅达到23.9×10-6;大气δ13C(CO_2)与CO_2季节变化特征大致呈镜像关系,其季节振幅为1.03‰.对SDZ站CO_2源汇的碳同位素"signature"(δs)研究表明,供暖季Ⅰ(01-01~03-14)和Ⅱ(11-15~12-31)的δs分别为-21.30‰和-25.39‰,推测主要源自化石燃料与生物质燃烧的影响;其植物生长季的δbio值为-21.28‰,推测主要来自植被活动的贡献.     

利用黑松树轮δ13C 重建山东塔山地区近七十年来冬春季节的平均气温

对采自山东塔山的黑松(Pinus thunbergii Parl) 树芯样本进行交叉定年后建立树轮稳定碳同位素序列（δ¹³C 序列）。将得到的树轮δ¹³C 序列进行校正以去除大气CO₂的影响,提取其高频部分分析与气候要素的响应关系,发现黑松树轮δ¹³C 的高频序列与对应年份平均气温的响应比对降水量的响应显著。气温和降水对树轮δ¹³C 的影响均有滞后效应,即塔山地区树轮δ¹³C 能记录冬季气候变化。在相关分析基础上用回归方程重建了山东塔山地区近七十年冬春季节（即上年12 月— 当年5 月）的平均气温,分析发现重建序列有明显的冷暖交替上升的变化趋势。     

气体稳定同位素比质谱法分析本底大气CO2的δ13C和δ18O

将商用MAT253稳定同位素比质谱仪、Airtrap高效预浓缩气体捕集阱与自加工16口自动进样器集成,建立了高精度气体稳定同位素比质谱分析系统,用于程序化自动分析本底大气CO2的δ13C和δ18O.气样分析时用工作标气定量并穿插目标气测定,还定期用实验室上一级标气对工作标气和参比气进行标校,以保证分析结果的可靠和可比.结果表明,利用不同稳定同位素比范围的标气重复进样测试,发现该系统对δ13C和δ18O的分析精度分别优于0.03‰和0.06‰,能基本满足本底大气CO2的碳氧稳定同位素比分析需求和WMO/GAW质量目标.     

重庆地区石笋δ13C记录的全新世气候环境变化

本文利用重庆市青木关镇狮子洞石笋QM09铀系测年数据和氧碳稳定同位素数据,重建了研究区9.4~0 ka BP的古气候环境演化历史。依据狮子洞石笋δ~(13)C记录变化趋势,将其划分为2个阶段:(1)9.4~3.0 ka BP期间,狮子洞石笋δ~(13)C记录除了在4.2 ka BP附近发生一次短暂的偏重事件外,整体变化比较平缓,石笋δ~(13)C值比较偏轻;同时石笋δ~(18)O值在该期也较为偏轻,暗示了此时段季风强盛,气候温暖湿润,地表植被变化稳定。此时人类活动比较弱,对自然环境的影响小,植被变化主要受自然气候环境的影响;(2)3.0~0 ka BP期间,石笋δ~(13)C记录不再呈现如第一阶段般平稳变动的趋势,在3.0 ka BP时开始波动下降,在经历1.7 ka BP大幅下降后,δ~(13)C便频繁波动大幅升降。石笋δ~(18)O记录显示该时段季风减弱,气候变干,植被退化,土壤水中溶解的CO_2含量减少。加之该期人类活动剧烈,地表自然植被遭到破坏,当地无机环境更多的参与到地下水循环体系中来,使得石笋δ~(13)C逐渐加重。     

土壤中多氯联苯的综合污染指数评价方法研究

借鉴综合污染指数的概念,引入加拿大环境理事会制订的土壤中多氯联苯(PCBs)标准指标.建立了PCBs污染的毒害性分污染指数(TPI)、持久性分污染指数(PPI)和生物累积性分污染指数(BPI)加权计算的综合污染指数(IPI)评价方法以及各污染指数的相关表达式,确定了土壤环境中PCBs的毒害性转换系数(Ti)、持久性转换系数(Pi)和生物累积性转换系数(Bi).利用建立的土壤中PCBs的综合污染指数评价方法定量评价了现代黄河三角洲地区土壤中的PCBs污染现状,22个采样点的PCBs污染的IPI值在1.1-531.7之间,整个现代黄河三角洲地区的PCBs污染现状属轻度污染.该评价体系综合地考虑了PCB8同系物间的环境行为差异,较现有的PCBs总量评价方法更科学合理,在持久有机污染物(POPs)的污染评价方面具有推广价值.     

多氯联苯管理体系探讨

多氯联苯属于《斯德哥尔摩公约》首批需要控制和消减的持久性有机污染物,在国内主要用于电力设备的绝缘油。中国的多氯联苯污染形态主要有含多氯联苯的设备以及受多氯联苯污染的土壤。针对中国目前存在的多氯联苯污染,分析了其特点,从法律、法规以及标准等方面介绍了多氯联苯污染控制的相关政策法规和管理现状,同发达国家多氯联苯污染管理体系进行比较,对中国多氯联苯污染管理不足提出相应的具体管理政策建议,主要包括管理方面持久性有机污染物技术规范方面和环境经济方面。     

中国近海海洋环境多氯联苯(PCBs)污染现状及影响因素

对中国近海海洋环境(水体、表层沉积物和生物体)中多氯联苯(PCBs)的空间分布、污染程度、来源及影响因素进行了总结,得出如下结果:①我国近海海域水体中,PCBs的含量水平呈现由北向南逐渐增加的趋势,以东部沿海工农业发达地区为最高,我国大部分近海海域水体中PCBs都超过美国EPA制定的30 ng·L-1的标准,污染比较严重;②我国近海海域表层沉积物中PCBs只有小部分超过ISQG(interim sediment quality guideline)和ERL(effects range-low)值,引起生物负效应的几率比较小,污染程度较轻;③生物体内富集的PCBs以4、5和6等高氯代联苯为主,其含量都低于《食品中污染物限量标准》2 000ng·g-1,不会对人类健康造成影响.④我国近海海洋环境中PCBs主要来源于周围大型工厂排放的废水以及电子垃圾拆解造成的PCBs泄漏,影响PCBs含量水平的主要因素有距离陆地的远近程度、水流交换情况、水量大小、季节的变化、沉积物颗粒大小、有机碳含量等等.     

黄河岸边土壤中类二(口恶)英类多氯联苯污染现状及风险

研究了全黄河范围内40个国家重点控制断面岸边土壤样品中类二噁英类多氯联苯(dioxin-like polychlorinated biphenyls,DL-PCBs)的污染现状,并利用毒性当量法和健康风险评价模型定量描述黄河岸边土壤中DL-PCBs对沿岸居民的毒性风险、致癌风险和非致癌风险.结果表明,黄河岸边土壤中各采样断面岸边土壤中ΣDL-PCBs的含量(以dw计,下同)范围为:0.37~7.17 ng·g~(-1),均值为0.38 ng·g~(-1).毒性风险计算表明,黄河岸边土壤中DL-PCBs的毒性当量范围为:0.00~30.31 pg·g~(-1),均值是13.63 pg·g~(-1),基本不会对沿岸居民产生毒性风险;健康风险模型计算表明,黄河岸边土壤中DL-PCBs对儿童和成人的致癌风险、非致癌风险均未超过美国EPA规定的限值,基本不会产生明显的健康风险.相比而言,黄河中游沿岸居民更易受到DL-PCBs危害.     

现代黄河三角洲土壤中多氯联苯来源解析研究

对现代黄河三角洲22个表层土壤样品中类二英类多氯联苯（PCBs）进行双毛细管柱GC-ECD结合MS测试,并对所得数据进行主成分分析,在同系物水平上解析了现代黄河三角洲土壤中PCBs污染的类型、来源、贡献率和同系物组成.结果表明,现代黄河三角洲土壤中PCBs污染存在4类污染源：第1类污染是由地表径流带来的非点源污染,来自黄河沿岸企业的工业生产和使用,其贡献率为49.6％,同系物组成与国产PCBs相似,且与Aroclor1221相对应;第2和第3类同属点源污染,来自沿海地区的油田开采活动,贡献率分别为15.0％和10.1％,第2类同系物组成与Aroclor1221和Aroclor1242叠加的结果类似,第3类与Aroclor1260相似;第4类污染是由大气污染导致的非点源污染,来自大气的干、湿沉降,其贡献率为8.4％,同系物组成与Aroclor1242、Aroclor1248和Aroclor1260叠加的结果类似.     

长江口滨岸水体悬浮颗粒物中PCBs分布特征

对长江口滨岸带14个采样点水体悬浮物中的多氯联苯(PCBs)进行GC-ECD测试,结果表明PCBs含量水平为2.5～51.5ng/g,平均值为13.2ng/g,普遍高于相应表层沉积物中的含量,但没有表现出明显的与排污有关的地域性分布规律;PCBs的含量与悬浮物的粒径和有机质含量不显著相关,而可能与有机质来源和矿物组成有关;在大多数采样站位,低氯代联苯(2～5CB)占PCBs总量的70%以上,其中2CB在悬浮物中占有绝对优势地位.这一组成特征可能与我国主要生产和使用低氯代联苯有关,但与过去表层沉积物中以3CB为主的特征不同,表明可能有新的PCBs的输入.与国内外相关研究结果对比,本区PCBs的污染属中等水平.     

土壤中多氯联苯监测分析方法

文章综述了国内外现有的土壤中多氯联苯的标准监测方法及其它文献报道方法,评述了各方法的优、缺点,介绍了本文所研制的适用性强、能满足监测需求的方法.     

土壤中多氯联苯监测分析方法

文章综述了国内外现有的土壤中多氯联苯的标准监测方法及其它文献报道方法，评述了各方法的优、缺点，介绍了本文所研制的适用性强、能满足监测需求的方法。     

黄河表层沉积物中类二(口恶)英多氯联苯水平分布

从青藏高原到黄河入海口,采集了黄河流域不同地区15个采样点的表层沉积物,使用GC-MS测定了表层沉积物中类二(口恶)英多氯联苯(DL-PCBs)的浓度水平,黄河流域15个采样点ΣDL-PCBs浓度范围(以dw计,下同)为2.3~14.8 pg·g-1,毒性当量在0.0014~0.0231 pg·g-1之间,平均值为0.0073 pg·g-1,与国内外其他河流的研究相比,黄河沉积物中DL-PCBs水平和毒性当量处于较低水平.黄河沉积物中DL-PCBs同族体主要以四氯代和五氯代为主,其中黄河流经的乡村与经济欠发达地区沉积物中DL-PCBs同族体组分较为相似,而流经工业发达、人口众多地区的沉积物中DL-PCBs同族体分布相似.研究表明石化企业及水利水电设施影响沉积物中DL-PCBs同族体的组成分布,并且黄河表层沉积物中ΣDL-PCBs的浓度与当地人均GDP显著相关,黄河流经经济发达地区的沉积物中的DL-PCBs水平高于偏远地区.     

天津市区表层土壤中多氯联苯的污染特征

用GC/ECD分析、GC/MS验证的方法测定了天津市区41个表层(0~10 cm)土壤样品中84种PCB异构体. 结果表明:w(PCBs)为0.82~8.86 ng/g,平均值为3.56 ng/g,其中工业区>路边绿化带>公园. 7种PCB指示异构体的浓度(以w计)范围为0.08~2.05 ng/g,占总量的22.89%,与w(PCBs)具有较好的相关性(R=0.74,P<0.000 1). 5氯联苯和3氯联苯是主要的异构体,分别占总量的28.30%和22.14%. 浓度位居前10位的异构体分别是PCB31/28、PCB201、PCB6、PCB84、PCB92、PCB101、PCB16/32、PCB89、PCB180和PCB12/13. 主成分分析显示,国产变压器油与电容器油、Aro1242、Aro1248、Aro1254、A30和KC300以及现有工业的排放是天津市区表层土壤中PCBs的主要来源. 关键词:多氯联苯(PCBs); 表层土壤; PCB指示异构体; 异构体