青藏高原东部生态系统土壤碳排放

在青藏高原探讨不同生态系统碳平衡规律及其影响因子并揭示其对全球含碳温室气体变化的影响与响应,有重要的现实意义和理论价值。分别在海北高寒草甸生态站、贡嘎山森林生态站和拉萨农业生态站用静态箱法进行了土壤CO₂排放的试验研究。土壤CO₂排放速率日平均值为草甸215.87～329.68mgCO₂m^-2h^-1,森林713.72～2102.56mgCO₂m^-2h^-1,农田913.05～1135.83mgCO₂m^-2h^-1。土壤碳排放速率日变化,在农田和高寒草甸区表现为单峰型,均以地方时8∶00～16∶00最高,0∶00～8∶00最低。草甸、农田土壤碳排放随着牧草、作物生长发育的加速而逐渐增加,越接近成熟(或枯黄期)其值越低,林区以6～9月的生长旺季为最高。土壤碳排放与温度之间有较好的相关性,温度是影响土壤碳排放的重要因子,全球变暖有可能引起高原土壤碳排放的增加。     

Stimulation of gaseous phosphine production from Antarctic seabird guanos and ornithogenic soils

Matrix-bound phosphine (MBP) is a general term used to indicate non-gaseous reduced phosphorus compounds that are transformed into phosphine gas upon reaction with bases or acids. Antarctic seabird guanos and ornithogenic soils were used as materials to compare the different digestion methods for transforming matrix-bound phosphine into phosphine gas. The results demonstrated that more phosphine gas in most of Antarctic environmental materials was formed of matrix-bound phosphine by caustic digestion than by acidic digestion. The comparative study on different digestion methods also revealed that the fraction of MBP converted to gaseous phosphine during the digestion depended on the temperature. The optimal digestion temperature was close to 70℃ and the optimal digestion time was about 20 min. Acidic conditions were more favorable for the release of matrix-bound phosphine compared to the central[u1] conditions. The proper additional water dilution can increase the production and emission of phosphine from the Antarctic penguin guanos.     

沼泽湿地N2O通量特征及N2O与CO2排放间的关系

对三江平原淡水沼泽湿地进行了连续4年的野外原位观测.结果表明,沼泽湿地冬季是N2O的汇,但从全年来看,仍为N2O排放的源.5～8月是N2O排放的主要时期.土壤温度是影响N2O通量季节变化的重要环境因素,生长季内的积水水位和土壤温度则会影响到N2O通量的年际变化;沼泽湿地N2O与CO2排放间相关性显著,促使二者间产生这种内在联系的因素包括温度、植物根系的作用、有机质分解的联系作用以及植物气孔行为的调节.     

二次富集气相色谱法测定环境中的痕量磷化氢

本文研究了富集柱类型、富集温度和色谱操作条件等因素对二次富集气相色谱法测定环境中痕量PH3的影响,并将其应用于青岛大气和东海陆架沉积物中PH3的测定,取得了较为满意的结果.该方法具有操作简单、灵敏度高、分析速度快、干扰少等优点,其检测限为0.02 pg、精密度2.0%、线性范围为0.56 pg～5.6 ng.用此方法测定了冬季东海大陆架表层沉积物中PH3含量为(0.51～23.10)×10-9,其分布明显受到人类活动的影响,研究结果还表明东海沉积物中的PH3是海洋中磷的潜在来源之一;青岛崂山大气中PH3日变化趋势说明大气中PH3明显受光照的影响.     

稻田生态系统气体调节功能及其价值

论文以2002年在上海五四农场稻田生态系统田间实验为基础,运用造林成本法、碳税法和工业制氧法对稻田生态系统气体调节功能及其价值进行研究。研究表明:①稻田生态系统O2释放物理量变化范围为16518～38517kg·hm-2,其价值量也有相同的变化趋势,变化范围是6217～11873元·hm-2;②稻田生态系统对温室气体(CO2、N2O和CH4)调节基本上起着抑制作用,而不是促进作用,在水稻生育期内,稻田温室气体调节物理量的变化范围为-997～2787kgCO2-C·hm-2,价值量变化范围为-751～2098元·hm-2;③稻田生态系统气体调节功能的综合价值变化范围为5467～12842元·hm-2。可见,除了粮食生产和提供秸秆外,农田生态系统还为人类社会提供包括气体调节、养分转化、供观赏的景观等在内的服务功能,共同为人类福利服务。     

Greenhouse gas emissions from a constructed wetland for municipal sewage treatment

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣＨ4 ａｎｄＮ2 Ｏｐｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｅｗａｇｅｓｙｓｔｅｍ ,ａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｇａｓｅｓｉｎｔｏａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ,ｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｗｏｒｌｄｗｉｄｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｇｌｏｂａｌｗａｒｍｉｎｇ .Ａｓａｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｉｓ,ｎｕｍｅｒｏｕｓｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｂｅｅ…     

黄河三角洲潮滩湿地系统二甲基硫排放通量的时空变化

为了探讨黄河三角洲潮滩湿地系统二甲基硫(dimethylsulfide,DMS)排放的时空变化和主要影响因子,利用静态箱法监测了黄河三角洲高潮滩、中潮滩和低潮滩DMS通量和环境因子的年际变化.结果表明,从全年来看,黄河三角洲潮滩湿地系统是DMS的释放源,高潮滩、中潮滩和低潮滩释放DMS的通量范围依次为0.043~0.59μg·m~(-2)·h~(-1)、0.18~1.90μg·m~(-2)·h~(-1)和0.88~5.80μg·m~(-2)·h~(-1),均值依次为0.33μg·m~(-2)·h~(-1)、0.95μg·m~(-2)·h~(-1)和2.18μg·m~(-2)·h~(-1).黄河三角洲潮滩湿地DMS的释放通量具有明显的时空变化,其排放主要集中在植物生长季.潮滩湿地间DMS的排放通量差异显著(p0.05),表现为低潮滩中潮滩高潮滩,这种时空变化可能与季节、植被、环境因子、土壤基质等的空间变化有关.DMS的排放受到多种因素的影响,在高潮滩,0 cm地温对DMS排放通量影响显著;在低潮滩,0~5 cm土壤体积含水量对DMS排放通量影响显著,而在中潮滩则没有发现显著的影响因子.该研究成果可以为进一步研究黄河三角洲湿地硫循环及其对大气环境的影响提供基础数据.     

七星湖湿地磷素分布特征及扩散通量估算

为研究山东省滕州市七星湖湿地磷素的分布特征及其迁移规律,植被在磷的迁移转化中的作用,采集秋季七星湖表层沉积物及其上覆水体样品,分析总磷(TP)、总溶解性磷(TDP)、溶解性活性反应磷(SRP)、颗粒态磷(PP)的分布特征和相关性,计算沉积物-上覆水体界面的扩散通量。结果表明:TP浓度在上覆水体明水区域沿途总体变化不大(0.05~0.06 mg/L),在芦苇群落沿程降低(0.04~0.09 mg/L),香蒲群落中有波动变化(0.02~0.09 mg/L)。上、中、下游3个断面明水区域沉积物间隙水中各形态磷素浓度均比植物区域高,说明植物对沉积物中磷素的截留吸收转化有重要作用。上、中、下游大型挺水植物各器官磷素所占比例有明显差异,且地上部分高于地下部分。七星湖湿地经过3年的磷素沉降,沉积物TP浓度增加42.2%。沉积物-上覆水体间TDP和SRP的扩散通量均为正通量,表明磷素从沉积物向上覆水体扩散,且明水区域扩散通量均高于植物区域。表层沉积物间隙水和上覆水体各形态磷的相关性表明,间隙水中的磷主要以TDP和SRP的形态向上覆水体扩散。     

Effects of environmental factors on the production and release of matrix-bound phosphine from lake sediments

Effects of pH, temperature, and oxygen on the production and release of phosphine in eutrophic lake sediments were investigated under laboratory tests. Results indicated that the elimination of matrix-bound phosphine was accelerated under initial pH 1 or 12. Phosphine levels could reach maximum under initial pH 10. The contents of phosphine increased with the addition of alkali under pH 4–12. The rates of phosphine production and release from lake sediments varied with temperature. 20°C was the most favorable temperature for the production of matrix-bound phosphine. Oxygen showed little effect on matrix-bound phosphine. Matrix-bound phosphine concentrations in lake sediments were concluded to be dependent on a balance of natural generation and depletion processes. Translated from Acta Scientise Circumstantiae, 2005, 25(5): 681–685 [译自: 环境科学学报]     

Influence of modified biochar supported sulfidation of nano-zero-valent-iron (S-nZVI/BC) on nitrate removal and greenhouse gas emission in constructed wetland

In this study, the biochar (BC) produced from sawdust, sludge, reed and walnut were used to support sulfidation of nano-zero-valent-iron (S-nZVI) to enhance nitrate (${\text{NO}}_3^{-}$-N) removal and investigate the impact on greenhouse gas emissions. Batch experiment results showed the S-nZVI/BC_{sawdust (2:1, 500)}, S-nZVI/BC_{sludge (2:1, 900)}, S-nZVI/BC_{reed (2:1, 700)}, and S-nZVI/BC _{walnut (2:1, 700)} respectively improved ${\text{NO}}_3^{-}$-N removal efficiencies by 22%, 20%, 3% and 0.1%, and the selectivity toward N₂ by 22%, 25%, 22% and 18%. S-nZVI uniformly loaded on BC provided electrons for the conversion of ${\text{NO}}_3^{-}$-N to N₂ through Fe⁰. At the same time, FeS_x layer was formed on the outer layer of ZVI in the sulfidation process to prevent iron oxidation, so as to improve the electrons utilization efficiency After adding four kinds of S-nZVI/BC into constructed wetlands (CWs), the ${\text{NO}}_3^{-}$-N removal efficiencies could reach 100% and the N₂O emission fluxes were reduced by 24.17%-36.63%. And the average removal efficiencies of TN, COD, TP were increased by 21.9%, -16.5%, 44.3%, repectively. The increasing relative abundances of denitrifying bacteria, such as Comamonas and Simplicispira, suggested that S-nZVI/BC could also improve the process of microbial denitrification. In addition, different S-nZVI/BC had different effects on denitrification functional genes (narG, nirk, nirS and nosZ genes), methanotrophs (pmoA) and methanogenesis (mcrA). This research provided an effective method to improve ${\text{NO}}_3^{-}$-N removal and reduce N₂O emission in CWs.     

环境因子对湖泊沉积物中吸附态磷化氢生成和释放的影响

以富营养化湖泊的沉积物湿样为研究对象,采用室内模拟的方法,考察了pH、温度和氧气对沉积物中吸附态磷化氢生成和释放的影响．结果表明,实验过程维持pH值动态恒定,当起始pH值为1或12时,沉积物磷化氢消失很快;起始pH值为10时,吸附态磷化氢的净积累量较大;起始pH值4～12的条件下,向沉积物一水体系中加碱可使吸附态磷化氢的积累量增加．温度对吸附态磷化氢的生成和释放均有影响,20℃时沉积物中吸附态磷化氢的净积累量最大．氧气对吸附态磷化氢的影响不显．沉积物中吸附态磷化氢的净含量是其生成和释放相互平衡后的结果．     

磷化氢生物净化体系及抑制作用机理

在PH3生物净化体系中添加呼吸链电子传递抑制剂,对比分析微生物生长代谢、磷的迁移转化、活性氧(ROS)产生及氧化酶活性等变化规律.当鱼藤酮或抗霉素A分别添加至R1、R2PH3生物反应器后,其微生物体O2-·含量在运行时间14～17d期间的平均值分别上升至0.68,0.96mmol/g,明显高于空白对照组R0反应器.除自...     

中国湿地现状及其保护对策

湿地是重要的自然资源,广泛分布在世界各地,是人类干预较少的生境之一;湿地具有重要而又独特的环境功能,是自然环境的重要组成部分：我国复杂的自然条件构成厂多样化的湿地类型,使之成为复杂的生态系统的有机部分;湿地蕴含着多样性的生物资源,具有十分重要的国际意义。湿地破坏是由于人们不合理的开发利用引起的,因此湿地保护必须首先注意合理地开发利用,建立持续发展战略,将湿地保护纳入国家社会经济发展规划,强化湿地保护的法律监督,兴建湿地类型自然保护区,积极开展有关的科学研究和国际合作,建立有利于社会各界广泛参与的保护机制,努力提高人们的湿地保护意识。     

水库建成与运行对温室气体排放的影响

碳中和是全球控制增温效应的主要手段,而准确估算碳排放是预测气候变化与实现碳中和的重要环节.水库是温室气体的重要排放源,由于受人为活动及水库运行方式的影响,水库温室气体排放量估算存在许多不确定性.本研究总结了水库主要温室气体(CH4、CO2和N2O)的产生与排放过程,重点分析了水库温室气体产生与排放的主要影响因素,包括水库库龄、位置和大小及有机物、温度、溶解氧、流速、水深和风速等;并通过分析水库建成前后水文情势的改变,探讨了水库建成对温室气体排放的可能影响.在此基础上,进一步提出未来水库温室气体排放有待研究的4个方面:水库系统扩散及冒泡通量的时空异质性、水库不同区域温室气体排放的差异性、多沙河流水库温室气体排放规律、水库建成前后温室气体排放情况对比,从而为更全面地评估水库温室气体排放提供依据.     

胶州湾河口潮滩沉积物中N_2O的产生和释放及其影响因素

分别于2007年12月、2008年5月、9月和11月、2009年2月在胶州湾周边潮滩采集柱状沉积物进行培养实验,测定硝化、反硝化速率和沉积物-水界面N2O交换通量,并对其影响因素进行了初步探讨.结果表明：胶州湾周边河口潮滩沉积物中的反硝化速率明显高于硝化速率,二者均呈现明显的季节变化.大沽河口潮滩沉积物反硝化速率变化范...     

模拟SO_4~(2-)沉降对河口潮汐湿地甲烷排放通量的影响

2008年每月小潮日原位定期向闽江河口鳝鱼滩咸草(Cyperus malaccensis)潮汐湿地试验样地施加25,50,100kgSO42--S/(hm2·a)的硫酸钠溶液,探讨模拟SO42-酸沉降对河口潮汐湿地甲烷排放通量的影响.结果表明,SO42-酸沉降对于河口潮汐湿地甲烷排放通量基本无抑制作用.添加SO42-室内厌氧培养试验结果显示,虽然SO42-输入对湿地土壤CH4产生量具有一定的抑制作用,但相对对照组,下降幅度仅为8.5%~15.4%.室内添加甲烷产生基质的厌氧培养试验结果表明,非竞争性途径甲烷产生基质(甲醇和三甲胺)的添加可刺激并增加土壤的甲烷产生量,解释了原位施加SO42-对于河口潮汐湿地甲烷排放通量的基本无抑制作用的试验结果.     

胶州湾潮滩湿地CHBr3通量特征及影响因素研究

在2016年7月~2017年5月期间,运用静态箱法对胶州湾潮滩湿地系统的CHBr₃排放通量进行了观测,并对影响CHBr₃通量的主要影响因子进行了探究.结果表明,胶州湾潮滩湿地是CHBr₃的排放源,互花米草湿地和光滩释放CHBr₃的通量均值分别为10.92nmol/（m²×d）和8.96nmol/（m²×d）,说明互花米草湿地在一定程度上能够促进CHBr₃的排放.不同潮滩湿地之间CHBr₃的排放通量有明显区别.互花米草湿地在夏秋季节较高的CHBr₃通量可能主要是受温度和植被生物量的影响,光滩在冬春季节较高的CHBr₃通量可能与冻融循环过程有关.胶州湾潮滩湿地环境因素变化比较复杂,CHBr₃的排放通量受多种因素的影响.温度对CHBr₃排放通量的影响显著,而植被生长状况、水盐条件和营养元素等对CHBr₃排放通量的影响也不容忽视.     

太湖水域PH3的时空变化特征

以太湖为研究对象 ,考察了富营养化浅水湖泊中磷化氢的时空分布特征 .结果表明 ,湖面大气中PH3 由于受风向、天气等因素的综合作用 ,时空分布规律不太明显 .表层湖水和底层湖水由于受到风浪扰动 ,天气变化和船只等的影响 ,不同采样点PH3 的含量变化不大 .同时 ,PH3 浓度沿湖水垂直梯度方向的变化亦较小 .而过滤湖水与原始湖水中PH3 的时空变化在同一采样点位、同一采样时间 ,原始湖水中PH3 的浓度明显高于过滤湖水中PH3 的浓度 .底泥中PH3 含量的变化可能与湖底氧化还原环境和温度有关 ,对于水体污染比较严重的地方底泥PH3 含量较高 .     

多种湿地植物组合对污水中氮和磷的去除效果

通过室内静水实验,研究了再力花(Thalia dealbata)、鸢尾(Iris tectorum)、菖蒲(Acorus calamus)、茭白(Zizania aquatica)、睡莲(Nymphaea tetragona Georgi)、大聚藻(Myriophyllum aquaticum)、马蹄莲(Zantedeschia aethiopica Spreng)7种不同生态型的湿地植物进行镶嵌组合后各组合对水体中氮、磷的去除效果.结果表明,不同生态型的湿地植物组合对污水中氮和磷的去除效果较好,8种组合中对总氮和氨氮去除效果最好的组合为睡莲+再力花(S+Z)和睡莲+马蹄莲+茭白+菖蒲(S+M+J+C),最大去除率分别为92.29%和95.50%.对总磷的去除效果最好的组合为睡莲+再力花+鸢尾(S+Z+Y),较无植物对照组的最大净化率提高了43.73%.不同水生植物组合后对氮、磷的净化效果差异较小,种湿地植物组合对总氮、氨氮和磷的去除率范围分别为83.19%～92.29%、86.50%～95.50%和85.67%～99.87%.运用隶属函数进行综合评价,筛选出对污水中氮和磷净化能力较强的组合为:睡莲+再力花(S+Z)、睡莲+马蹄莲+茭白+菖蒲(S+M+J+C)、睡莲+再力花+鸢尾(S+Z+Y)及睡莲+再力花+茭白+菖蒲(S+Z+J+C).     

全球气候变化对森林生态系统的影响

人类活动所引起的温室效应及由此造成的全球气候变化和对全球生态环境的影响正越来越引起人们的关注。作为全球陆地生态系统一个重要组分的森林对未来气候变化的响应更是人们关注的重点。文中系统地论述了未来气候变化对森林生态系统树种组成、林分结构、分布和生产力的潜在响应,提出了今后需要加强的一些研究领域。