乳化植物油强化地下水中Cr(VI)的生物地球化学还原研究

设计天然细砂模拟实验,利用乳化植物油作为电子供体,研究生物地球化学作用对Cr(VI)的还原过程和机理.结果表明,乳化油可以使地下水呈弱酸性,反应体系pH值最终为6.59;并长期维持还原环境,Eh最终降低至-158.6mV.乳化油可显著促进土著微生物的异化铁还原作用,将细砂介质中的Fe(III)还原成Fe(II)并耦合去除Cr(VI).当反应进行到14d时,Cr(VI)全部被去除,反应第28d总铬完全被去除.Fe(II)的累积对反应体系中的氧化还原环境有重要影响.当实验结束时,Fe(II)浓度为44.40mg/L,乳化油消耗了48.9%.XPS和XRD表征分析反应后的细砂,结果表明生成的Cr(III)最终以Fe-Cr无定型态沉淀存在.     

湿地生态系统硅生物地球化学循环研究进展

硅在地壳中的丰度仅次于氧,是地球表面大多数土壤和岩石的一种基本成分,也是水生植物（特别是硅藻类）以及多种作物生长所必需的营养元素,还是控制陆地、海洋、沿海和内陆水生态系统机能的重要营养元素。目前关于全球硅的生物地球化学循环的研究多集中在陆地和海洋两大生态系统,而湿地生态系统中硅的循环过程、储存量尚不清楚。虽然在河口湿地开展一些关于硅的相关研究,但是硅在湿地的循环机制研究不够全面,尤其相比碳、氮、磷等元素,硅素研究甚少。而且,国内关于硅的相关研究更为匮乏。本文在总结国内外关于湿地生态系统硅素研究的基础上,综述硅在湿地生态系统的存在形态与分布特征,阐述硅在湿地生态系统中的基本循环过程,列举影响硅在湿地生态系统中循环的主要因素,如：湿地类型、水淹时间、季节变化、人类干扰等;提出在今后研究工作中应进一步探索硅在湿地生态系统中迁移、转化的机制,加深研究人类活动对湿地生态系统硅循环的影响,特别是应该加强研究河口潮汐湿地和沿海湿地生态系统硅的生物地球化学循环过程和储存量,有助于明确湿地生态系统对于硅的截留量;并弄清湿地中碳与硅含量之间的关系,从水文学角度分析湿地中排水、蒸发、洪期及滞留时间等因素对硅循环的影响,从而试图建立湿地硅循环模型,有助于预测湿地生态系统硅循环对沿海地区赤潮等富营养化现象和全球气候变化的影响。     

DNDC模型在长江三角洲农田生态系统的CH4和N2O排放量估算中的应用

长江三角洲是我国农业发达地区之一 ,其农业生产所排放的CH4 和N2 O ,早已引起了研究者的重视 .本研究在分析总结现有的野外观测结果的基础上 ,验证了估算区域痕量气体排放量的生物地球化学模型DNDC ,估算出长江三角洲地区的CH4 和N2 O排放量分别为 1 69( 1 2 9～ 2 0 9)Tg·a-1和 0 0 1 9( 0 0 1 4～ 0 0 2 4 )Tg·a-1,分别占全国农田CH4 和N2 O排放量的 1 6 7%和 6 1 % .     

A geostatistical approach for mapping thematic classification accuracy and evaluating the impact of inaccurate spatial data on ecological model predictions

Spatial information in the form of geographical information system coverages and remotely sensed imagery is increasingly used in ecological modeling. Examples include maps of land cover type from which ecologically relevant properties, such as biomass or leaf area index, are derived. Spatial information, however, is not error-free: acquisition and processing errors, as well as the complexity of the physical processes involved, make remotely sensed data imperfect measurements of ecological attributes. It is therefore important to first assess the accuracy of the spatial information being used and then evaluate the impact of such inaccurate information on ecological model predictions. In this paper, the role of geostatistics for mapping thematic classification accuracy through integration of abundant image-derived (soft) and sparse higher accuracy (hard) class labels is presented. Such assessment leads to local indices of map quality, which can be used for guiding additional ground surveys. Stochastic simulation is proposed for generating multiple alternative realizations (maps) of the spatial distribution of the higher accuracy class labels over the study area. All simulated realizations are consistent with the available pieces of information (hard and soft labels) up to their validated level of accuracy. The simulated alternative class label representations can be used for assessing joint spatial accuracy, i.e., classification accuracy regarding entire spatial features read from the thematic map. Such realizations can also serve as input parameters to spatially explicit ecological models; the resulting distribution of ecological responses provides a model of uncertainty regarding the ecological model prediction. A case study illustrates the generation of alternative land cover maps for a Landsat Thematic Mapper (TM) subscene, and the subsequent construction of local map quality indices. Simulated land cover maps are then input into a biogeochemical model for assessing uncertainty regarding net primary production (NPP).     

杉木人工林生态系统的生物地球化学循环Ⅱ:氮素沉降动态

在福建南平地区 ,对两片杉木人工林 (标记为FFC和XQF)的氮素沉降进行了为期 3a(1994～ 1996 )的定位研究 .结果表明 ,降水通过林冠后 ,穿透雨的氮素含量没有发生明显变化 ,但树干径流的养分富集现象则十分显著 .降雨、穿透雨和树干径流中的氮素含量表现出明显的季节变化 ,均以夏季最低 ,冬季最高 ,春秋季居中 ,这种格局强烈受降雨量的控制 .在FFC和XQF监测场 ,每年从降雨中输入的NH 4 N分别为 8.73kghm-2 和 4.6 2kghm-2 ,NO-3 N分别为 9.36kghm-2 和 6 .83kghm-2 ,总计氮素输入分别为 18.0 9kghm-2 及 11.45kghm-2 ,其中16 .4% (2 .97kghm-2 )和 4.9% (0 .5 6kghm-2 )在降水过程中直接被两林分的林冠所吸收 .吸收行为主要出现在春、夏两季 ,这是杉木生长旺盛的阶段 ,而在秋、冬季则主要表现为淋溶 .林龄和密度是影响林冠对氮素吸收量的两个主要因子 .图 3表 1参 2 2     

长江口邻近海域表层沉积物中的细菌藿多醇及对低氧区的响应判别

作为新型细菌生物标志物的细菌藿多醇（bacteriohopanepolyols,BHPs）在有机质来源追踪和环境变化响应等方面有明确的指示作用.本文应用高效液相色谱串联大气压化学电离源质谱法（HPLC-APCI-MS）分析,在解析长江口邻近海域表层沉积物中BHPs的组成、分布和来源特征基础上,探讨了BHPs对长江口邻近海域季节性低氧的指示作用.结果表明,长江口邻近海域表层沉积物中共检测出12种BHPs,其含量范围（以TOC计）为3.79~269 μg·g^-1.BHPs以细菌藿四醇（bacteriohopanetetrol,BHT）、2-甲基BHT、氨基BHPs和腺苷藿烷及同系物为主要组分,分别占总量的40%、22%、12%和4%.各组分含量及相应指标呈现出明显的空间变化趋势,其中,主要来源于海洋自生来源的BHT呈现明显的"离岸增加"趋势;主要为陆源贡献的腺苷藿烷等土壤标志物BHPs呈现明显的"离岸降低"特征.Rsoil指数呈现出与腺苷藿烷等土壤标志物BHPs相似的空间分布格局,其陆源有机质贡献从近岸的61.5%下降至外海的1.66%,表明长江口邻近海域近岸有机质主要为陆源输入,而外海主要为海源贡献.细菌藿四醇同分异构体BHT-Ⅱ来源于厌氧氨氧化细菌,其相对含量的高值区与长江口低氧区分布相一致,且与底层水溶解氧（DO）含量呈显著负相关,表明低氧环境有利于BHT-Ⅱ的生成,BHT-Ⅱ可用于指示海洋低氧区环境特征.     

微电极测量系统在湖泊沉积物-水界面生物地球化学过程研究中的应用

本文利用微电极测量系统对高原深水型湖泊红枫湖沉积物-水界面O2和H2S的微剖面分布进行了高分辨率研究。结果表明,红枫湖北湖中部和大坝沉积物-水界面扩散边界层厚度约为0.7mm,O2的扩散通量(J)分别为5.80和7.65mmol·m-2·d-1,O2的渗透深度分别为3.6±0.3mm和3.4±0.9mm,H2S的剖面变化主要受沉积物组成、O2消耗速率和硫酸盐还原菌(SRB)分布的影响。微电极测量系统具有原位测定、时空分辨率高、数据可靠性好等优点,在湖泊沉积物-水界面微尺度生物地球化学过程和驱动机制研究方面可发挥重要作用。     

沉积物电缆细菌研究进展

目前,在沉积物中发现一种丝状多细胞微生物-电缆细菌,该菌属于变形菌门的脱硫球茎菌科（Desulfobulbaceae）.电缆细菌通过远距离电子传输将沉积物表面的氧还原与深处缺氧层的硫化物氧化电耦合进行完整的氧化还原反应,调节氧分子和硫化物迁移转化.电缆细菌有3种连接方式,表层存在脊段结构进行电子运输,并在富含硫酸盐和季节性周期变化的自然环境中广泛存在.这种新型的多细胞合作方式对沉积物的生物地球化学循环产生显著影响,促进沉积物硫化区铁锰的溶解,并抑制硫和磷等元素的释放.此外,电缆细菌参与硫化物和烃类污染物的降解,为污染沉积物生物修复领域提供新的研究方向.本文对电缆细菌的发现、生理代谢、栖息环境以及生物地球化学循环的影响等研究进行了综述.     

甘肃公婆泉铜矿区生物地球化学异常特征及找矿预测模式

对比研究公婆泉铜矿生物地球化学异常与原生异常后发现 :产生生物地球化学异常的元素通常是那些在原生异常中强度高且浓度系数较大的元素 ,植物本身对元素的生理吸收特性对元素异常的形成也有重要影响。二者异常组合分带的共同特点是在矿化中心都存在Cu、(Pb)、Au、Ag异常 ,向外都存在Ba、B、As、(Sb)异常 ,最外带则都有Ti、V等异常。比较花岗闪长斑岩和英安斑岩铜矿体的生物地球化学异常 ,前者元素的种类多 ,且内带出现原生晕的中下部或尾晕元素Sn、W等 ,反映其为浅偏中等剥蚀 ;后者元素的种类少 ,内带未出现中下部或尾晕元素 ,反映其为浅剥蚀。建立的铜矿床 (体 )生物地球化学找矿预测模式能为定位预测戈壁覆盖层下的隐伏矿床 (体 )并推断其剥蚀程度和矿体规模提供重要的科学依据。     

Aggregated Estimation of Basic Parameters of Biological Production and Carbon Budget of Russian Terrestrial Ecosystems: 3. Biogeochemical Carbon Fluxes

The biogeochemical cycle of organic carbon in Russian terrestrial ecosystems in 1990 is considered. Its components have been estimated as follows: net primary production, 4354 million metric tons of carbon (Mt C); annual amount of plant detritus, 3223 Mt C; heterotrophic soil respiration, 3214 Mt C; biomass utilization, 680 Mt C; damage to vegetation caused by fire and pests, 140 Mt C; and removal by surface and ground waters, 79 Mt C. Anthropogenically regulated fluxes of organic carbon (820 Mt C) are comparable to its amount involved in the natural cycle.