气候变暖背景下森林土壤碳循环研究进展

由人类活动引起的温室效应以及由此造成的气候变暖对森林牛态系统的影响已引起人们的普遍关注.森林土壤碳循环作为全球碳循环的重要组成部分,是决定未来陆地牛物嘲表现为碳源/碳汇的关键环节,揭示这一作用对于准确理解全球变化背景下陆地生态系统碳循环过程具有重要的指导意义.本文主要通过论述影响土壤碳循环过程的5个方面(土壤呼吸、土壤微生物、土壤酶活性、凋落物输入与分解、土壤碳库),综述了近10 a来全球气候变暖对土壤碳循环过程的影响.近年来,尽管已开展了大量有关土壤碳循环对气候变暖的响应及反馈机制的研究,并取得了一定的成果,但研究结果仍然存在很大的不确定性.整合各种密切关联的全球变化现象,完善研究方法和实验手段,加强根际微生态系统碳循环过程与机理研究将是下一步研究的方向和重点.参70     

北京大气颗粒物碳质组分粒径分布的季节变化特征

为了解有机碳(OC)和元素碳(EC)在北京大气颗粒物中的季节变化、粒径分布和来源,于2010年3月—2011年2月采用惯性撞击分级采样器采集大气颗粒物样品,热光碳分析仪测定其中有机碳和元素碳质量浓度.结果表明,OC在粗细粒子中含量相当,EC主要存在于细粒子中,在<2.1μm颗粒物中分别占(52±11)%和(70±22)%.OC存在明显的季节变化,冬、夏季高于春、秋季,而EC则表现为冬、秋季大于春、夏季.OC和EC粒径分布呈"双峰型",细粒子段峰值分别位于0.43—1.1μm和0.43—0.65μm,粗粒子段峰值均位于4.7—5.8μm.四季峰值对应的粒径段、峰宽和峰高存在差异.OC与EC粒径分布和相关性的季节变化表明,冬季OC与EC的主要来源为燃煤排放,夏季EC的主要来源为机动车尾气.     

森林新近凋落叶溶出DOM的性质及其对菲增溶作用的影响

凋落叶作为森林凋落物的主要组成部分,其溶出的大量有机质也是森林土壤可溶性有机质（DOM）的主要来源之一。研究森林凋落叶溶出DOM对PAHs增溶作用的影响有利于合理预测及评价森林土壤中PAHs的环境行为和生态风险。本研究采集了南亚热带常绿阔叶人工林的4种常见树种--尾叶桉（Eucalyptus urophylla）、木荷（Schima superba）、大叶相思（Acacia auriculiformis）和湿地松（Pinus elliottii）的新近凋落叶为试验材料,研究其DOM含量、组成与性质,对比分析了不同凋落叶DOM对菲的増溶作用及其与DOM性质的相关关系。结果表明,4种凋落叶的可溶性有机碳（DOC）质量分数在C 11.61~36.25 mg·g-1之间,其中尾叶桉的含量最大,湿地松最小。尾叶桉和木荷DOM的主要组分是可溶性糖（SS）和可溶性酚（SP）,两者总C量占DOC的比例超过47%,而大叶相思和湿地松中SS和SP两者总量所占比例均低于30%。另外,4种凋落叶DOM的质量分数（以C计）与其电导率的线性关系图中有明显转折点,说明它们均具有表面活性剂的性质。凋落叶DOM在临界胶束浓度（CMC）之上对菲具有不同程度的増溶作用,其与菲的结合系数（logKDOC）的大小顺序为尾叶桉（3.05 L·kg-1）＞木荷（3.02 L·kg-1）＞大叶相思（2.79 L·kg-1）＞湿地松（2.54 L·kg-1）,这表明尾叶桉和木荷DOM的增溶作用明显高于大叶相思和湿地松DOM。经分析表明,logKDOC与各DOM在254、280 nm处的特征紫外吸光度值（SUV-A254、SUV-A280）及其SS、SP的相对含量均呈显著正相关（p＜0.01）,与A240/A420、A254/A400比值呈显著负相关（p＜0.01）,说明DOM的芳香化程度越高,分子量越大, SS与SP所占比例越高,其对菲的増溶效果越明显。     

利用方式对紫色水稻土有机碳与颗粒态有机碳的影响

土壤是陆地生态系统中重要的动态碳库,其微小的变化可能带来对全球大气CO2浓度的较大变化。颗粒态有机碳在土壤中周转速度较快,比土壤总有机碳更易受土地利用方式的影响,对于评价土地利用变化对土壤碳固定过程影响具有重要意义。采集不同的耕作、轮作和施肥处理的14年28茬的紫色土长期试验土壤,分析有机碳与颗粒态有机碳含量在土壤及不同深度分布特点,结果表明:长期垄作免耕并实行水稻(Oryza sativa)油菜(Brassica)轮作的利用方式下,0～10cm土层土壤有机碳与颗粒态有机碳含量明显高于其他利用方式下,而稻油水旱轮作平作利用方式下最低。整个耕层0～30cm深度的土壤有机碳含量介于8.92～29.98g·kg-1之间,颗粒态有机碳含量变幅为0.54～3.43g·kg-1之间,且存在随深度递增而降低的趋势。土壤有机碳与颗粒态有机碳都可用作评价利用方式影响紫色水稻土土壤质量变化与固碳能力的有效指标,但颗粒有机碳对于管理措施的响应更为敏感。从总有机碳与颗粒有机碳的关系来看,不同管理下有机碳的增加与土壤物理保护能力的提高有关。垄作免耕(稻油)的利用方式最有利于有机碳的保护和稳定。     

不同土地利用方式对土壤有机碳及其组分影响研究

测定了5种土地利用方式下（人工草地、围封样地、一年耕地、弃耕地、自由放牧样地）土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、易氧化态碳和轻组有机碳组分含量特征,比较分析土地利用变化对典型草原土壤起源下土壤有机碳组分的变化。结果表明,1）人工草地土壤有机碳含量为（14．98±3．47）g·kg-1,围封样地的为（12．41±6．40）g·kg-1,一年耕地的为（12．20±5．59）g·kg-1,弃耕样地的为（10．39±5．08）g·kg-1,自由放牧样地的为（9．45±3．19）g·kg-1。人工草地土壤有机碳含量明显高于其他样地,围封样地和一年耕地的含量相似,自由放牧样地的含量最小。2）土壤微生物生物量碳、易氧化态碳和轻组有机碳的含量在不同土地利用方式下的变化趋势与土壤有机碳含量的变化趋势基本一致。土壤有机碳及其组分含量在土壤剖面上,随着土层深度的增加而逐渐降低。3）土壤微生物生物量碳、易氧化态碳和轻组有机碳的平均分配比率在不同类型样地范围分别为0．24％～0．66％、0．002％～0．019％和0．05％-0．25％,显示出各组分对土壤环境变化的敏感度不同,其中土壤微生物生物量碳更能反映土壤有机碳的早期变化,可以作为表征土壤有机碳变化和土壤肥力的敏感指标。     

聚合氯化铁絮凝处理低温低浊水的研究

通过聚合氯化铁(PFC)对高岭土悬浮颗粒的絮凝试验中浊度和Zeta电位的测试，发现低温时在相同的PFC投药量下随着碱化度(B)的增大，Zeta电位减小；在达到相同的浊度去除，低温时PFC的投加量要小于常温时，在相同的药剂投加量低温时Zeta电位要高于常温时；温度降低PFC水解和沉淀速度减小，使得PFC水解中间体更易与污染物反应，同时增强了电中和能力，减少了PFC的用量；温度的降低使得PFC的多核羟基络合物中间体水解程度减小而保持形态的时间延长，所以PFC比传统混凝剂FeCl3处理低温低浊水更有效。     

大气气溶胶含碳物质基本特征综述

准确界定了气溶胶含碳物质,特别是有机碳和元素碳的基本概念,指出了元素碳与黑碳的异同,总结了有机碳和元素碳的排放源,以及二次有机碳的经验公式.阐述了有机碳、元素碳对全球气候、大气化学过程及人体健康带来的危害及机理.归纳了气溶胶中有机碳、元素碳组分的空间分布特征、时间变化特征.概述了国内气溶胶有机碳、元素碳的研究状况,指出国内相关研究重点和趋势.     

饮用水生物处理中微生物量和活性的测定方法

微生物量和微生物活性是饮用水生物处理工艺设计与运行的重要参数。总结论述了适用于表示饮用水生物处理过程生物膜中微生物数量和活性的几种主要指标的测定方法。     

温度及外加碳源对生物脱氮除磷过程的影响

针对污水处理厂普遍面临的进水碳源不足及冬季低温时出水氮磷不能稳定达标的问题,研究了温度(21、15和10℃)和外加碳源(乙酸)对活性污泥缺氧条件下反硝化及释磷过程的影响。结果表明,在缺氧条件下投加乙酸,释磷与反硝化反应可同时进行,且乙酸投量的增加仅延长快速碳源反硝化阶段及缺氧释磷阶段的反应时间;温度降低为15℃和10℃时,快速碳源反硝化阶段反硝化速率及缺氧释磷速率较21℃分别降低了约29.2%、42.2%和26.1%、32.3%。当硝态氮目标去除量与磷酸盐目标释放量之比超过5时,乙酸的最优投量以满足反硝化要求为准,计算得出21、15和10℃时常州某城镇污水处理厂乙酸最优投加量计算值约为30、39和46 mg/L。     

土壤渗滤对有机微污染物去除性能研究

采用土壤柱试验研究了土壤渗滤对再生水中有机微污染物的去除性能。结果表明,土壤柱对再生水中的DOC、UV₂₅₄、总氮和总磷有较好的去除效果,并具有较高的抗冲击负荷的能力;土壤表层10 cm厚度对DOC的去除起主要作用;UV₂₅₄和AOX在土壤表层10 cm厚度降解效果不明显,随着深度增加去除率逐渐升高;液相色谱有机碳探测(LC-OCD)检测结果表明,土壤柱对溶解性有机物质的去除主要体现在对多糖物质的降解上,其次是有机酸类,对腐殖质也有一定的去除作用。