湖泊沉积物中磷化氢的释放动力学初探

采用柱状芯样模拟法,研究了太湖沉积物-水界面磷化氢的释放动力学.结果表明:当沉积物-水界面磷化氢的释放达到动态平衡时,水界面中磷化氢的浓度基本不再增大,大约在0.34 pg·l-1左右,此时磷化氢的释放通量约为0.008 pg·dm-2·h-1.根据室内模拟结果,太湖沉积物每年的磷化氢释放量在13.81-49.62 g之间,从而使磷化氢在湖水中的平均浓度达到0.16 pmol·l-1.     

不同小叶章湿地H2S和COS的排放通量研究

利用静态箱/气相色谱法,观测了小叶章沼泽化草甸和小叶章典型草甸两种湿地类型中H2S和COS在生长季(5-9月)的释放动态,结果表明:在两种小叶章湿地中,H2S和COS的排放通量均具有明显的季节和日变化规律.在小叶章沼泽化草甸中H2S和COS的平均释放通量分别为0.34μg·m-2·h-1和-0.29μg·m-2·h-1;小叶章典型草甸H2S和COS的平均释放通量分别为0.14μg·m-2·h-1和-0.20μg·m-2·h-1;小叶章沼泽化草甸H2S和COS的平均释放通量均高于小叶章典型草甸.在生长季两种小叶章湿地均能向大气释放H2S,对COS则表现为从大气中吸收.小叶章的生长过程对H2S和COS的排放影响显著,在小叶章生长旺盛期,H2S出现排放峰值,COS出现吸收高峰.     

亚热带稻田生态系统CO2通量的季节变化特征

为估算和评价稻田生态系统碳源/汇强度及其对大气CO2浓度变化的贡献,研究了稻田生态系统与大气间CO2交换通量的季节变化特征及其影响因素.采用涡度相关技术对我国亚热带稻田生态系统CO2交换通量进行了连续监测,在数据剔除、校正和差补的基础上,对瞬时CO2通量值进行计算求得日CO2通量值和年CO2通量值,并对CO2通量季节变化及其与主要气象因子的关系进行了探讨.结果表明,稻田生态系统光合吸收CO2通量(GPP)、呼吸排放CO2通量(Reco)和净吸收CO2通量(NEE)的季节变化均呈6～9月较高,1～5月和10～12月较低的对称分布.其中5～9月水稻生长时期的NEE总量占年总量的80%以上,对年NEE总量起决定性作用.光合有效辐射(PAR)和日平均气温(Ta)是GPP与NEE季节变化的最主要影响因子,二者与GPP和NEE分别存在显著的二元线性关系.年净吸收CO2总量为2475.6g/(m2·a),这表明我国亚热带稻田生态系统是大气CO2的汇.     

饱和砂土不排水单调剪切特性试验研究——考虑剪切过程中变化的总主应力方向的影响

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,针对相对密度Dr=30%的福建标准砂,进行了不排水条件下的单调剪切试验。在剪切过程中,控制平均固结应力和中主应力系数保持不变,而总主应力方向不固定。与剪切过程中总主应力方向固定不变条件下的单调剪切试验进行了对比分析。试验研究表明,当饱和砂土试样具有水平沉积面时,初始固结主应力方向与剪切方向的不同组合,导致单调剪切过程中总的主应力方向的不断变化,从而显著地影响着饱和砂土不排水单调剪切特性。总的主应力方向是影响饱和砂土不排水单调剪切特性的最根本原因。     

三峡消落带沉积物-大气界面汞交换通量及其影响因素

应用动力通量箱(Dynamic Flux Chamber,DFC)与高时间分辨率的RA-915+自动汞分析仪联用技术,在消落带沉积物出露期,野外现场监测沉积物-大气界面汞交换通量,同时对其影响因素进行了分析。结果表明:三峡库区消落带沉积物-大气界面汞交换通量范围为-6.80±12.35~28.17±36.17 ng/(m2·h)晴天库区消落带沉积物-大气界面汞交换通量表现出相同的变化趋势,即从早晨开始沉积物-大气界面汞的交换通量逐渐增加,到正午左右达到峰值,之后交换通量逐渐减小,但阴天这一趋势不明显。暖季白天沉积物-大气界面汞交换通量都以释放为主,冷季白天则以沉降为主。暖季晴天,沉积物-大气汞交换通量与气温、沉积物温度、光照强度呈显著正相关关系,与相对湿度呈显著负相关关系。无论晴天还是阴天,大气汞浓度都与沉积物-大气汞交换通量呈负相关关系。白天,光照强度和大气汞浓度是影响消落带沉积物/大气界面汞交换通量的主要因素,而在夜间,沉积物温度和大气汞浓度是其主要影响因素。     

城市生态系统复合下垫面碳通量特征——以上海市奉贤大学城为例

随着城市化进程的加速和城市人口规模的增加,城市已成为最大的碳源,研究城市生态系统对大气二氧化碳的贡献成为碳循环研究的焦点问题之一。基于研究区域内土地利用现状和一年的涡动观测系统观测数据,结合地理信息技术(Arc GIS)和通量计算工具(Eddypro及ART Footprint Tool)以及碳通量足迹模型分析了上海奉贤大学城碳通量足迹特征,基于此探讨不同下垫面类型,包括以草本和木本等透水层为主的下垫面(称为自然系统),以建筑物、道路等不透水层为主的下垫面(称为社会系统)碳通量的变化特征。研究结果表明:1)在不同风向上,碳通量贡献区范围随着大气稳定度的增加而扩大。大气处于稳定条件下,非主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围1 100 m)比主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围780m)要大;当大气处于不稳定条件下时主风向和非主风向下的碳通量贡献区范围相差不大(最大范围分别为321和351m)。2)不同下垫面其源汇特征不同,以绿色植物为主的自然系统年碳通量均值为–4.1μmol/m~2/s,表现为碳汇;社会系统的年碳通量均值为8.6μmol/m~2/s,表现为碳源。3)自然系统的碳通量日变化具有较明显的季节分异,变化特征大致呈"U"型;社会系统的碳通量日变化没有明显的季节分异,变化特征大致呈"M"型。绿色植物对城市生态系统的大气二氧化碳有降低作用,结合自然和社会系统的碳通量变化特征可以为以后合理规划城市布局,建立低碳城市提供服务。     

崇明东滩不同部位的季节性沉积研究

2002年4月至2003年4月,通过对崇明东滩南部、中部和北部的标志桩观测以及实地观测分析,发现崇明东滩在一年中不同季节冲淤变化过程存在很大差异：春季到夏季,南部以冲刷为主,中部和北部以淤积为主;夏季到秋季,南部和中部以淤积为主,北部表现为冲刷;秋季到冬季,南部、中部和北部都以冲刷为主;头一年冬季到次年春季,南部和北部以淤积为主,中部则表现为冲刷。在同一观测路线上,不同季节高、中、低潮滩冲淤也存在一定差异。通过对沉积物粒度、水体含沙量等指标的测试,并借助潮差等资料,探究了影响潮滩季节性沉积的因素,发现潮滩季节性沉积与潮滩基础地貌、水体含沙量、水动力、潮流等有密切关系;但在不同部位不同季节,各因素对潮滩冲淤影响程度各不相同。     

长江口及其邻近海域表层沉积物分布特征

根据长江口和杭州湾北部沉积物粒度分析数据,研究表层沉积物类型、分布以及分区特征。结果表明：沉积物的分布特征受水动力条件、地貌类型以及泥沙来源等因素的综合影响,长江口表层沉积物在纵向分布上,自西向东粒径从粗到细、分选程度从好至差,在横向上自北港－北槽－南槽,沉积物粒度逐渐变细;水流动力作用强的河槽和波浪作用强的口门浅滩沉积物粒度较粗,水动力较弱的河口边滩及口外海滨区沉积物则较细。根据沉积物分布特征可将长江口及其邻近海域分为河口分汊河段沉积区、河口拦门沙沉积区、口外海滨沉积区和杭州湾北部沉积区等4个沉积区。     

长江徐六泾黑碳的季节变化及环境意义

2009年8月~2010年7月,每月在长江口徐六泾对水中悬浮颗粒物进行了采样,分析悬浮颗粒物中有机碳及黑碳含量,研究它们的季节变化特征,并计算出相应的输送通量。结果显示,水体中颗粒有机碳（Particulate organic carbon,POC）含量在034~092 mg/L,黑碳（Black carbon,BC）含量在0035~0096 mg/L;POC含量与水中总悬浮颗粒物（Total suspended material,TSM）含量有显著的正相关,但POC％随着TSM浓度的增加而减小;此外,水体中BC含量与人类的燃烧活动密切相关。观测期间长江的POC通量为234×106 t/yr,BC通量为277×105 t/yr,且BC通量占到颗粒有机碳通量的129%     

翅碱蓬-沙蚕对Cu污染沉积质理化性质的影响研究

以中国北方滩涂湿地的优势种植物翅碱蓬(Suaeda heteroptera Kitag.)和优势多毛类动物双齿围沙蚕(Nereis succinea)为实验对象,以向沉积质中添加Cu2+来模拟重金属污染,通过盆栽实验,分别测定翅碱蓬、沙蚕及两者混合培养对Cu污染沉积质的pH、氧化-还原电位(Eh)、总氮含量、总磷含量及脱氢酶活性的影响,研究它们对Cu污染沉积质理化性质的改善作用。结果表明,翅碱蓬、沙蚕对Cu污染沉积质理化性质的影响与Cu处理浓度有关。翅碱蓬-沙蚕体系对Cu污染沉积质理化性质的影响与两者单独作用时均不同,且对不同Cu处理浓度沉积质的影响效果也不尽相同;总体来看,对于Cu污染沉积质,翅碱蓬-沙蚕体系可促使pH升高,Eh下降,总氮含量升高,脱氢酶活性升高,而对总磷含量的影响不明显。