福建北部天湖山全新世泥炭古气候记录的初步研究

通过对福建北部天湖山泥炭沉积记录的有机质含量和腐殖化度等多种环境代用指标的综合分析,在可靠14C测年技术的支持下,恢复了福建北部天湖山近10cal kyr BP以来的气候与环境演变过程.结果发现,泥炭有机含量和腐殖化度敏感地记录了研究区古气候变化信息,其低值指示气候相对暖湿,高值指示气候相对冷干.约10～4cal kyr BP泥炭有机质含量和腐殖化度较高,指示气候暖湿,是该区域水热组合状况最好;4cal kyr BP以来泥炭有机质含量和腐殖化度较低,指示气候相对干冷.细分千年尺度的气候变化阶段有待于测年精度的进一步提高.     

泥炭植物残体分解速率的研究

研究了实验室条件和野外条件下泥炭植物残体的分解速率，探讨了植物残体分解过程中主要的影响因素，结果表明，在水分５０％，温度为３０℃，弱碱性的实验条件下，泥炭植物残体分解得最快；不同的植物残体分解速度不同，灰藓分解得最快，其次是芦苇，针叶松，赤杨和棉花莎草，泥炭藓残体分解得最慢。     

氮添加对杨树人工林土壤活性有机碳季节变化的影响

为研究大气氮沉降对森林生态系统碳循环的影响, 从2012年5月起,选择典型的苏北杨树(Populus deltoides cv. ‘I-35’)人工林为实验地, 采用随机区组设计不同氮添加处理, 进行野外氮添加定位试验,分析氮添加对不同林龄杨树人工林土壤活性有机碳的影响。结果表明:氮添加提高了土壤微生物生物量碳、可溶性有机碳的含量; 土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳含量有显著的季节变化,总体表现为夏秋季较高,冬春季较低。相关分析表明,微生物生物量碳含量与土壤温度呈极显著正相关(p<0.01),可溶性有机碳含量与土壤温度相关性不显著(p>0.05)。研究表明,苏北杨树人工林土壤活性有机碳含量的季节变化主要受到土壤温度影响,同时其对氮添加呈正响应。     

氮限制和海洋酸化对颗石藻Emiliania huxleyi NIWA1108生理指标的交互影响

在实验室内对颗石藻Emiliania huxleyi NIWA1108进行了受控连续模拟培养实验,共设置4个CO_2分压及氮浓度处理组:p(CO_2)400μatm,氮充足;p(CO_2)800μatm,氮充足;p(CO_2)400μatm,氮限制;p(CO_2)800μatm,氮限制.实验结果显示:氮限制大大减小了颗石球的体积,降低了细胞颗粒有机氮、细胞颗粒有机磷、胞外颗粒无机碳含量,CO_2浓度升高进一步降低了细胞各元素含量,尤其是颗粒无机碳含量;高二氧化碳分压或氮限制条件下颗石藻颗粒无机碳相对于有机碳的比值均有所降低,而在高二氧化碳分压和氮限制同时作用下,该比值进一步降低,并伴随着该藻沉降速率的显著降低,表明酸化和氮限制对颗石藻生理及生物地球化学指标尤其是钙化作用存在着潜在协同效应.     

蓝藻水热液化制取生物油过程优化研究

为优化蓝藻水热液化制取生物油过程,探索反应条件间的交互影响作用及其反应机理,通过设计三因素三水平响应面分析实验,对反应温度(250~370℃)、反应时间(20~50min)、物料质量分数(5%~20%)及其交互作用对蓝藻水热液化反应产油率的影响进行了研究,并通过分析水相产物中的总有机碳、氨氮含量和生物油中的有机物结构研究了生物油产物中化合物分布转化规律。实验结果表明:产油率随着温度的升高而提高,水相产物中总有机碳回收率显著降低,氮回收率提高;反应时间、物料质量分数升高时氮回收率显著升高,而对总有机碳回收率的影响并不显著。通过对油相产物的傅里叶红外分析发现,生物油含有烷烃和酯类,以及酮、羧酸、烯烃、醇类化合物等。通过二次多项回归模型进行方差分析和回归拟合,得到了蓝藻水热液化制油反应的优化条件为反应温度369.99℃、反应时间40.33min、物料质量分数5%,在此条件下,预测所得的最大产油率为33.73%。     

三峡库区库首森林生态系统植物叶片碳氮磷化学计量特征研究

【目的】森林是三峡库区重要的生态屏障,研究该地区森林生态系统化学计量特征可深入了解生态系统的养分循环、限制作用以及稳定机制。【方法】通过对三峡库区库首森林生态系统的7个站点进行典型取样,研究了包括乔木、灌木和草本30种植物的107个样品叶片中碳(C)、氮(N)和磷(P)的化学计量学特征。【结果】三峡库区库首森林生态系统植物叶片中有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)的含量变化范围分别为352.0～506.3、8.3～48.6和0.5～2.5 mg/g,平均值为450.2、18.6和1.2 mg/g; 叶片C/N、C/P和N/P的变化范围为7.6～56.5、158.8～799.3和7.3～40.2,平均值为28.6、450.4和16.9。不同生活型植物叶片的养分组成存在显著差异,乔木叶片的有机碳含量要明显高于灌木和草本,而草本植物的叶片全氮和全磷的含量要明显高于乔木和灌木; 落叶乔木叶片的全氮、全磷含量及N/P的值要明显高于常绿乔木,但有机碳含量及C/N和C/P的值则相反。不同生活型植物有机碳与全氮(磷)含量的相互关系也存在差异,草本植物叶片有机碳与全氮(磷)含量存在极显著负相关,乔木叶片有机碳与全氮含量呈显著的负相关,但与全磷含量不相关,灌木叶片有机碳与全氮(磷)含量不相关; 不同生活型植物叶片全氮和全磷含量均存在极显著正相关。【结论】三峡库区库首森林生态系统植物叶片有机碳含量处于中等水平,而全氮和全磷含量相对较低,磷缺乏是限制该区植被生产力的关键元素。     

高寒露天煤矿剥离物理化特性及其植物生长适宜性分析

为了解高寒露天煤矿剥离物的理化特性,采用土壤理化常规分析和稳定同位素分析方法,对采自木里露天煤矿的剥离物及邻近高寒沼泽化草甸和高寒草甸土壤的氮含量、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH和稳定碳氮同位素δ~(13)C和δ~(15)N进行了分析,对露天煤矿剥离物的植物生长适宜性进行了分析讨论。结果表明:露天煤矿剥离物主要是由泥炭型沼泽草甸土或高寒草甸土、砂岩、页岩、片岩、煤矸石以及由土壤和冰混合形成的冻土组成,煤矿废弃物粗质构成成分占64%以上;剥离物的饱和土壤持水量显著低于草甸或沼泽土壤(P0.05)。剥离物的有机碳、氮含量、全钾、全磷及有效钾含量显著低于沼泽化草甸和高寒草甸土壤的有机碳、氮含量、全钾、全磷及有效钾含量(P0.05),但剥离物的有效氮和有效磷含量能满足建植初期幼苗生长的养分需要。煤矿剥离物的物理结构和持水能力不利于植物的生长,但其养分能够基本适合植物生长;由于有机碳和全氮含量低,建议在渣山复绿初期,施用无机肥和有机肥实现有效快速地重建。     

生物炭添加对污泥堆肥腐殖化和氨气排放的影响

近年来,市政污泥产量及无害化处置量均呈增加趋势,污泥堆肥技术成为研究与关注的热点,但传统堆肥中存在许多问题。为提高市政污泥堆肥腐殖化程度并减少氮素损失,通过好氧堆肥方法研究了添加生物炭对市政污泥堆肥腐殖质组分及氨气排放的影响。结果表明,在37 d堆肥中,对照（C1）、添加5%生物炭（C2）、添加10%生物炭（C3）3个处理均达到腐熟标准。与对照相比,生物炭添加延长了堆体高温时间1~4 d,提高了堆体pH和EC,对总有机碳、水溶性有机碳、富里酸分解更彻底;堆肥结束时,C2堆体腐殖化指数、胡敏酸占有率和胡富比均高于对照,腐殖化效果最好。氨气释放主要在高温期,累计释放量C1（178.43 g/m2）＞C3（151.28 g/m2）＞C2（134.97 g/m2）,堆肥结束C1、C2和C3总氮含量分别为11.67 g/kg 、13.48 g/kg和13.03 g/kg,添加生物炭有利于氮素保留。可见,生物炭在提高堆肥腐殖质稳定和减少氨气排放中具有良好效果,且5%添加量优于10%。     

杭州西溪湿地植物群落对土壤碳氮磷分布的影响

对杭州西溪湿地5种植物群落土壤有机碳、碳密度、碳储量、氮和磷的分布进行了研究.结果表明:西溪湿地早竹林土壤有机碳的水平含量最高;全氮、全磷的垂直分布与有机碳的垂直分布基本一致,速效养分的垂直分布与全量养分的垂直分布类似;C/N值表明除了早竹林外各群落有机质腐殖化程度都较高,而且有机氮更容易矿化;相关分析表明,麦冬和杂草群落土壤中氮素的主要存在形态是硝态氮,柿树林土壤中氮素的主要存在形态是铵态氮,而各个群落土壤中的磷不是以无机磷为主要形态存在.     

凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮含量的影响

【目的】研究凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体的分布及不同粒径团聚体中C和N含量的影响,为改善杨树人工林土壤质量提供参考。【方法】以东台滨海杨树人工林为研究对象,采用随机区组法设置野外固定试验样地,共设置6个不同处理,即对照(CK)、杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2)、接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)。每种处理设置4个重复样地。按照粒径的不同对土壤中的团聚体进行分级,测定每种粒径团聚体中的有机碳和全氮含量,同时以平均质量直径(MWD)作为指标来考察土壤团聚体稳定性。【结果】不同粒径水稳性土壤团聚体中的有机碳含量一般随着粒径的增大而提高。杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)比杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)更能提高团聚体中的有机碳含量。在接种蚯蚓后,杨树凋落叶无论是表施还是混施均使得各粒径团聚体的有机碳含量有所提高。对比同一处理不同粒径团聚体全氮含量,粒径为≥0.250~2.000 mm团聚体的全氮含量普遍要高于其他粒径团聚体的,而粒径<0.053 mm团聚体的全氮含量相对最低。【结论】接种蚯蚓可以提高杨树人工林土壤团聚体中的全氮含量,同时杨树凋落叶混施比表施能更有效提高土壤团聚体中的全氮含量;接种蚯蚓加速了杨树人工林土壤有机质的腐殖化过程,使得土壤有机质的分解速率加快。相比杨树凋落叶表施处理,杨树凋落叶混施处理会加快土壤有机质的腐殖化过程。     

粤东五华河悬浮颗粒有机质的组成及输出通量

河流碳输出过程构成全球碳循环的一个重要环节。基于一个完整水文年的月周期性采样分析,讨论了五华河径流中悬浮颗粒有机质(POM)的性质及其来源,估算了流域有机质的输出通量。结果表明:五华河径流中颗粒有机碳(POC)和颗粒有机氮(PON)的平均含量分别为0.77 mg/L和0.12 mg/L,其中汛期含量高于枯水期;五华河河流总悬浮颗粒物(TSS)、POC、PON含量以及河流颗粒有机质C/N比与流量的关系揭示五华河径流中POM主要源自流域土壤有机质的侵蚀,而且在迁移过程中受到水体微生物的分解;五华河流域POC和PON年输出通量分别为430 kg/(km2·a)和70 kg/(km2·a),其中汛期POC和PON输出量分别占全年输出总量的74.23%和76.17%。     

添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳特征的影响

【目的】研究添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳(DOC)的影响,探究土壤DOC的组分来源以及滨海盐渍土壤碳库的稳定性,为改良滨海盐渍土并发挥其碳汇效应提供依据。【方法】以江苏大丰滨海两种不同盐分的盐渍土壤为研究对象,利用紫外-可见光谱和三维荧光光谱结合平行因子分析法,分析添加牛粪有机肥后两种盐渍土壤中DOC含量及紫外-可见光谱、三维荧光光谱特征的动态变化。【结果】添加有机肥的土壤DOC含量显著增加,且有机肥的添加提高了土壤DOC的腐殖化程度,试验第15天和第60天时高盐土壤DOC的腐殖化程度更高,土壤中DOC主要来源于添加的有机肥。三维荧光光谱特征显示,添加有机肥后土壤DOC中类富里酸峰较为明显。平行因子分析法将土壤DOC分为4个荧光组分:C1为外源类短波类腐殖质组分(紫外光区为类富里酸、海洋类富里酸),C2为外源类腐殖质组分(紫外光区、可见光区均为类富里酸),C3为内源类蛋白质组分(类络氨酸、类色氨酸),C4为内源类蛋白质组分(类络氨酸),随时间的变化各组分的占比也表现出不同的情况。【结论】滨海两种盐渍土壤添加牛粪有机肥后,土壤中DOC的含量、类腐殖质组分占比及腐质化程度均显著提高,类络氨酸组分的占比显著降低(P<0.05)。添加有机肥有利于盐渍土壤中活性碳库的稳定,但由于影响DOC的因素众多,不同的盐渍土壤表现情况各异。     

地磁要素年均值的太阳周期变化

本文利用我国部分标准地磁台的观测资料,分析研究了地磁通日、静日和静日午夜年均值与周期远小于一年的短期扰动关系。结果表明,磁暴和地磁周日变化等短期扰动不同程度地影响了通日年均值,地磁年均值的太阳周期变化(长期变化)中含有短周期扰动的贡献。     

The seasonal cycle of interhemispheric oscillations in mass field of the global atmosphere

Using the daily and monthly data of surface air pressure, meridional wind, radiation and water vapor from NCEP/NCAR reanalysis for the period of 1979―2006, we have examined the seasonal variations of the interhemispheric oscillations (IHO) in mass field of the global atmosphere. Our results have demonstrated that IHO as observed in surface air pressure field shows the distinct seasonal cycle. This seasonal cycle has an interhemispheric seesaw structure with comparable annual ranges of surface air pressure in the Southern and Northern Hemispheres. Mass of water vapor changes out-of-phase between the Southern and Northern Hemispheres, showing clearly a seasonal cycle with its annual range almost equivalent to annual range of the IHO seasonal cycle. Amazingly, the cross-equatorial flow is found to be induced by annual changes in water vapor mass as a response of the atmosphere to seasonal cycle of forcing from hemispheric net surface short- and long-wave radiations. The IHO seasonality exhibits its larger variations in magnitude in mid-latitudes other than in other regions of the globe. Additionally, our results also show that the global air mass is redistributed seasonally not only between the Northern and Southern Hemispheres but also between land and sea. This land-sea air mass redis- tribution induces a zonal pattern of surface air pressure in the Northern Hemisphere but the meridional pattern in the Southern Hemisphere.     

水力侵蚀过程中土壤有机碳循环研究进展

水力侵蚀(水蚀)是土壤侵蚀研究的焦点和热点领域,研究水蚀作用下侵蚀与沉积过程中土壤有机碳的动态变化对于评估土壤碳的“源/汇”效应具有重要意义。笔者总结了水蚀过程中土壤碳循环的研究现状,从侵蚀过程中土壤有机碳流失的定量研究、有机碳迁移与再分配以及有机碳矿化的影响等3个方面明确了土壤水蚀过程中土壤有机碳动态,并对国内外土壤水蚀过程中的有机碳主要研究成果进行了对比分析。建议未来研究中先对水蚀过程中有机碳的破坏、搬运和沉积等全过程进行精准解析和量化,在此基础上揭示其物理、化学及生物等共同作用下碳矿化特征的响应机制,全面探究水蚀过程中土壤碳收支的动态,量化土壤侵蚀对全球土壤碳循环的贡献率。     

Humification degrees of peat in Qinghai-Xizang Plateau and palaeoclimate change

In this article we report a new and sensitive palaeoclimate proxy indieator-humification degrees of peat. Based on the comparison of humification degrees with other climate proxy records, such as δ^13C time series of the C. mulieensis remains cellulose in the same peat profile, we suggest that humifieation degrees of peat in Qinghai-Xizang Plateau can served as a palaeoclimate proxy indicator. The higher the hnmification degrees of peat, the warmer-wetter the climate; on the contrary, the lower the humification degrees, the colder-drier the climate. Due to the simple method of deter-mination, humifieation degree of peat is worthy studying and applying further.     

采用两种实验方法进行气藏岩芯应力敏感研究

目前实验室测定岩芯应力敏感性通常采用变外压恒内压方式测试,该测试方法与气田实际开发过程中上覆岩层压力不变,流体压力变小的实际情况不符合,提出了变内压恒外压测试方法,采用苏里格低渗岩芯在地层温度条件下进行变内压恒外压测试和变外压恒内压测试。研究表明：变内压恒外压测试比变外压恒内压测试应力敏感性更弱,随多次应力敏感次数增加,应力敏感性变弱,甚至趋于一个极限。为气井动态分析提供了实验依据,对研究低渗气藏相对高、中、低渗岩芯在多次升降压过程中的应力敏感特征有重要意义。     

生物机能实验系统的实验教学应用与维护

介绍了生物机能实验系统的基本原理及软硬件组成特点,实验室对该系统的使用情况。实践证明该系统具有设计先进、操作方便、数据记录处理精准快捷等特点,总结出该系统的日常使用维护注意事项。     

乌江水系典型小流域年径流序列变化规律及周期特征分析

小流域河川径流序列的变化规律及周期特征分析,对小流域水利工程建设、水资源开发利用等具有重要的现实意义。基于乌江吊水岩冲沟1961—2014年天然径流序列,通过基尼系数、累积距平法、Mann-Kendall法、Morlet小波分析法等方法分析研究了年径流序列的年内分配、趋势特征、突变特征及周期特征。结果表明:吊水岩冲沟年径流年内分配大部分相对合理,部分径流年内分配差距较大;吊水岩冲沟年径流量呈不显著减少变化;年径流量丰枯转变频繁,突变多发生于1992—1998年;年径流量存在明显周期特性,第一主周期为23 a,次周期为17、6 a。研究成果可为小流域水资源开发利用提供依据。