不同地表条件下生物炭对土壤氨挥发的影响

为了探究生物炭对不同地表条件下土壤氨挥发的作用及其效应,通过田间小区试验的方法,探讨生物炭与作物种植覆盖双重影响下,土壤氨的产生、土壤铵态氮含量、土壤脲酶活性的响应性变化.试验设置了6个处理,分别为CK+(未施生物炭+种植作物)、BC0.5+[施用生物炭0.5 kg·(m~2·a)~(-1)+种植作物]、BC4.5+[施用生物炭4.5 kg·(m~2·a)~(-1)+种植作物]、CK-(未施生物炭+裸地)、BC0.5-[施用生物炭0.5 kg·(m~2·a)~(-1)+裸地]、BC4.5-[施用生物炭4.5 kg·(m~2·a)~(-1)+裸地].结果表明在作物种植条件下,相对于CK+处理,BC4.5+、BC0.5+处理的土壤氨挥发随时间呈现先增加(前4 d内)后显著下降的态势,降幅分别为9.95%~61.80%、7.97%~50.52%(P0.05);但同期裸地条件下的BC4.5-、BC0.5-处理的土壤氨挥发较CK-处理则增加了40.02%~93.15%、28.09%~57.45%(P0.05).在等量生物炭施用条件下,作物种植土壤的氨挥发量明显低于裸地土壤,BC4.5+、BC0.5+较BC4.5-、BC0.5-处理分别降低了27.10%~92.10%、13.17%~83.45%(P0.05),但是CK+与CK-处理间的土壤氨挥发量差异不显著.上述结果说明作物种植覆盖地表对生物炭介导的土壤氨挥发具有一定的抑制效应.作物种植条件下,BC4.5+、BC0.5+处理较CK+处理的土壤铵态氮和脲酶含量的最大增幅依次为69.25%、72.73%和93.61%、90.56%(P0.05),但同期土壤氨挥发降低;而裸地条件下,BC4.5-、BC0.5-处理的土壤铵态氮和脲酶含量较CK-呈下降趋势明显,最大降幅依次为63.78%、95.70%和78.38%、92.64%(P0.05),同时土壤氨的挥发量上升.可见生物炭影响下的土壤氨挥发不仅与土壤铵态氮和脲酶含量的变化密切相关,且作物种植覆盖地表的影响更为深刻.     

南京河流夏季水-气界面N2O排放通量

利用静态箱-气相色谱法对南京4条河流(内秦淮河、外秦淮河、金川河、团结河)和1座水库(金牛湖)的夏季水-气界面N2O气体通量进行24 h连续观测.结果表明,4条河流24 h内均为N2O的排放源,而金牛湖作为本底对照则表现为N2O的吸收汇.受水利条件变化的影响内秦淮河N2O在20:00达到排放峰值.金川河和团结河N2O排放通量均在夜间水中溶解氧饱和度极低的时候达到最低值.外秦淮白天的硝化作用和夜间的反硝化作用导致其N2O呈现出双峰的排放趋势.金牛湖N2O的排放量主要受风速影响,呈现出夜高昼低的排放趋势.在常规观测中,团结河、金川河、外秦淮河及金牛湖这4种水体能代表全天平均值的采样时间段均在08:00~12:00之间,但对于受外界影响较大的内秦淮其适宜的时间段则为14:00~16:00.     

Pollution characteristics of atmospheric dustfall and heavy metals in a typical inland heavy industry city in China

Through field sampling of atmospheric dustfall in regions of Zhuzhou City, China for a period of one year, the deposition fluxes of atmospheric dustfall and five heavy metals contained inside, including Cr, As, Cd, Hg and Pb, were analyzed. Meanwhile the enrichment factor and index methods were used to analyze the pollution characteristics of heavy metals of atmospheric dustfall in Zhuzhou. The annual deposition flux of atmospheric dustfall in Zhuzhou was 50.79 g/(m~2·year), while the annual deposition fluxes of Cr, As, Cd, Hg and Pb were 9.80, 59.69, 140.09, 0.87 and 1074.91 mg/(m~2·year), respectively.The pollution level of atmospheric dustfall in Zhuzhou was relatively lower compared with most other cities in China, but the deposition fluxes of As, Cd, Hg and Pb in atmospheric dustfall in Zhuzhou were much higher than that in most cities and regions around the world. Cd is the typical heavy metal element in atmospheric dustfall in Zhuzhou, and both the enrichment factor and pollution index of Cd were the highest. Cd, Hg, Pb and As in atmospheric dustfall were mainly from human activities. According to the single-factor index, Nemerow index and pollution load index analyses, the atmospheric dustfall in Zhuzhou could easily cause severe heavy metal pollution to urban soil, and the most polluting element was Cd, followed by Pb, As and Hg. Only the pollution level of Cr lay in the safety region and mainly originated from natural sources.     

HgCl_2对网箱养殖海域营养盐在沉积物——水界面上交换速率的影响

在滴加HgCl2的状况下,应用实验室培养法研究了大亚湾大鹏澳网箱养殖海域各营养盐(NO2-N、NO3-N、NH4-N、PO4-P、SiO3-Si)在沉积物-海水界面上的交换通量;并根据改进的连续函数法计算了各营养盐在沉积物-海水界面上的交换速率.结果表明,在滴加HgCl2后,上述营养盐在沉积物-海水界面上的交换速率均明显下降,其减小幅度分别达到31.91%、52.27%、44.06%、48.05%和43.10%.加入HgCl2后,沉积物中微生物的分解作用和小型底栖生物的扰动作用受到抑制,有机物质向无机营养盐的转化能力和营养盐由沉积物向水体中的扩散能力减弱,各营养盐在沉积物-水界面上交换速率随之减小.     

城市复杂下垫面供暖前后CO_2通量特征分析

城市二氧化碳排放是全球大气二氧化碳的重要来源.利用涡度相关法测量的沈阳城市中心CO2浓度和通量资料,分析了2008年10～11月供暖期前后CO2浓度和通量的变化特征.研究表明,供暖期前后CO2浓度日变化呈双峰型曲线,第1个峰值出现在04:45,与日出时间一致,第2个次峰出现受机动车高峰和供暖影响;CO2通量研究表明,城市二氧化碳为净排放,供暖期前二氧化碳排放为52.69g.(m2.d)-1,供暖期后为82.50g.(m2.d)-1,植被光合作用起到了消减交通高峰时释放的CO2的作用,供暖期由于燃料燃烧在17:15～18:15出现明显CO2通量峰值,CO2排放比供暖期前增加29.37g.(m2.d)-1;CO2通量与温度的峰值和感热通量转为正值的时间有一定的对应关系.研究也指出,CO2浓度与通量的变化受风向与源区的协同影响.     

春季珠江口内营养盐剖面分布和沉积物-水界面交换通量的研究

2005年春季(4月)对珠江口内6个站位的营养盐剖面分布及沉积物-水界面的交换通量进行了全面研究。在获取该海域沉积物间隙水营养盐剖面资料的基础上,估算了沉积物-水界面营养盐的交换通量,并且与实验测定的沉积物-水界面交换通量进行了对比。研究结果表明,珠江口内间隙水营养盐在不同站位间含量差异明显,呈现出由河口向外海逐渐降低的分布趋势。对于大多数站位营养盐,交换实验得到的通量大于利用间隙水浓度梯度法估算的结果,交换实验具有更高的分辨率。应用交换实验测定的沉积物-水界面交换通量,体现了营养盐扩散和界面反应的综合作用结果。研究区域的NH4+,NO3-,NO2-,SiO44-和PO43-的交换通量分别为-1.318 4~0.985 4,-0.558 3~0.469 2,-1.518 8~0.143 8,-1.967 3~3.883 1和-0.246 4~0.093 9 mmol.d-1.m-2。     

养殖塘CH4排放特征及其影响因素

富营养化的养殖塘是重要的甲烷(CH_4)排放源.为明确养殖塘CH_4排放特征及其影响因素,本研究利用倒置漏斗法和体积扩散模型法,分别对安徽全椒两个养殖塘冬、春季CH_4冒泡通量和扩散通量进行了多日连续观测.结果表明,冬季CH_4冒泡通量白天高于夜间,夜间几乎为零;春季夜间高于白天.在季节尺度上,冬季CH_4冒泡通量显著低于春季,分别为3. 92mg·(m~2·d)-1和106. 94 mg·(m~2·d)-1;冬季CH_4扩散通量略高于春季,分别为2. 81 mg·(m~2·d)-1和0. 87 mg·(m~2·d)-1.自然因素(水温和气压)与CH_4冒泡通量和扩散通量显著相关.其中随水温的升高、气压的降低,CH_4冒泡通量分别呈指数递增和线性递增趋势.人工管理措施(冬季排水和春季施粪)会显著提高CH_4冒泡通量,但对扩散通量的影响并不显著.在冬季排水期间,水深与CH_4冒泡通量显著负相关;在春季鸡粪投放点,CH_4冒泡通量可高达1002. 30 mg·(m~2·d)-1.本研究可为评估小型养殖塘对全球碳循环的贡献提供数据支撑.     

Linear alkylbenzenes in riverine runoff of the Pearl River Delta (China) and their application as anthropogenic molecular markers in coastal environments

The average concentrations of ∑LABs (sum of C₁₀-C₁₃-LABs) in runoff samples collected from the eight major riverine outlets of the Pearl River Delta (PRD) of China ranged from 1.4 to 6124 ng/L in the dissolved phase and from 0.01 to 11.4 μg/g dry weight in the particulate phase during March 2005-February 2006. The annual riverine flux of ∑LABs from the PRD to the coastal ocean was estimated at approximately 14 tons/yr. The inventories of ∑LABs in agricultural lands of Guangdong Province ranged from 313 to 1825 kg/yr. The early and late rice fields were the major sink of LABs, accounting for approximately 68% of total LABs inventory in agricultural lands. The social-economically estimated annual discharge of LABs from household detergents in the PRD was ∼696 tons/yr, more than an order of magnitude higher than that estimated from field measurements (about 14 tons/yr), which was attributed to several factors.     

城市生态系统健康评价新模型及应用——以天津市为例

从城市生态系统的活力、组织结构、恢复力、生态系统服务功能及人群健康5个方面建立了城市生态系统健康评价的指标体系,并针对目前现有的城市生态系统健康评价模型的不足,以最大流原理为基础,以自组织特征映射神经网络(SOM)为算法实现手段,从复杂系统结构演化的角度提出了一个新的城市生态系统健康评价模型.进而使用该模型对2001-2009年天津市生态系统健康进行评价.结果表明,天津市2001-2007年城市生态系统处于亚健康状况,2008、2009年处于较健康的状况,并得出天津市生态系统健康状况处于逐年增长的趋势的判定.由于该模型从一定程度上体现了城市生态系统健康的演化动力学机理和城市生态系统时空演变特性,因此,不仅在评价上有较大的优越性,在城市生态系统健康发展变化状态的预测上也具有潜力.     

柳江流域柳州断面水化学特征及无机碳汇通量分析

用河流水化学的离子组成特征来揭示流域化学风化过程及其碳汇效应成为了当前全球变化研究的一个重要方面.对2013年1月至12月柳州段河水每月2~3次采样分析,结果表明,水化学类型为舒卡列夫分类法中的HCO3-Ca型,离子组成以Ca2+和HCO-3为主,这主要体现了流域内碳酸盐岩溶解对河水水化学特征的控制作用.河水的主要离子质量浓度表现出明显的季节变化特征,总体上冬季最高,秋季和春季次之,夏季最低.其中Ca2+和HCO-3离子质量浓度受稀释效应和CO2效应的共同作用,表现为夏季最低,秋季最高;其它离子的质量浓度变化受稀释效应、农业活动或两者的共同作用的影响.对河水的化学计量分析表明碳酸和硫酸共同参与了流域碳酸盐的风化,并且δ34S的值为7.65‰~8.55‰,通过分析SO2-4可能主要来自矿床硫化物的氧化和大气酸沉降.为了准确估算岩溶碳通量,运用化学质量平衡法,估算出[HCO-3硫酸]/[HCO-3]=28.26%,在扣除硫酸作用产生的无机碳(HCO-3)的基础上,运用水化学-径流法估算出柳江柳州断面无机碳通量(以CO2计)为8.95×105t·a-1.并且通过分析碳通量与流量和HCO-3之间的关系,表明河流流量是影响岩溶碳通量的主控因素.