铜绿微囊藻细胞内外有机物特性及氯消毒副产物

分析比较了铜绿微囊藻细胞内外溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)、藻毒素、嗅味物质Beta环柠檬醛等有机物质量浓度以及相对分子质量分布和亲疏水特性特征.结果表明,不同生长时期细胞内有机物含量较细胞外高3倍以上(以DOC计算).藻细胞内有机物相对分子质量分布区间主要分成3个部分:小于1 kD(叶绿素,胡萝卜素,藻毒素,嗅味物质等)、40~800 kD(藻蓝蛋白)、大于800kD(核糖体,蓝藻淀粉等);细胞外有机物分布主要集中在1~200 kD之间(约占90%),小分子和大分子物质较少.此外,亲疏水性分析结果表明,细胞内外主要有机物均为中性亲水物质,质量分数分别为75.9%和52.7%.消毒副产物研究表明,细胞内外有机物三氯甲烷生成潜能分别为18.24μg和26.72μg.mg-1DOC;细胞内外总氯乙酸总生成潜能分别为66.98和58.56μg.mg-1DOC.此外,细胞内外有机氮/有机碳较普通原水高3倍以上,ρ(DON)/ρ(DOC)=0.23.可能造成以有机氮为前体物的含氮消毒副产物的大量生成.同时,细胞内还大量存在细胞外不存在的致嗅物质Beta环柠檬醛等,藻毒素含量较细胞外也高数倍.     

珠江三角洲全新统横栏组淤泥沉积中的有机碳、总氮和碳氮比值记录

对广州番禺区ZK5孔中全新统横栏组淤泥沉积进行了总有机碳，总氮含量和碳氮比值分析。根据其变化可划分2个不同的沉积环境阶段，阶段Ⅰ（15.8-9.0m)的总有机碳含量变化幅度较大，总氮含量很低，碳氮比值较高。表明其有机质以陆源为主，有机质生产力明显受气候的控制，阶段Ⅱ（9-1.4m)总有机碳和总氮含量上升，变化较小，而碳氮比值下降，表明其主要受海洋的影响，有机质主要来源于原地浮游生物。     

九龙江口红树林与毗邻水域营养盐和有机碳的潮水交换

红树林缓解近海富营养化、维持近海生物多样性的功能已成共识,但此功能的大小却鲜有报道.在福建九龙江河口,对红树林与其毗邻水域通过潮汐的物质交换进行了定量研究.结果表明:通过潮汐的作用,九龙江口红树林具有吸收毗邻水域氮、磷营养盐的作用,溶解无机氮(DIN)和溶解无机磷(DIP)的吸收量分别为-0.40和-0.04kg/(hm2·d);具有向毗邻水域输出有机碳的作用,溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)的输出量分别为0.07和0.01kg/(hm2·d).因此,九龙江口红树林是近海水域无机营养盐的汇、有机碳的源.     

~(234)Th示踪法估算楚科奇海的颗粒有机碳输出通量

为了研究楚科奇海生物泵过程,利用234Th示踪法估算了该海区真光层颗粒有机碳的输出通量。测定了中国第2次北极考察期间获得的楚科奇海测站海水样品中溶解态及颗粒态234Th、238U和颗粒有机碳的含量。基于上层水体中234Th与238U的不平衡并结合一维稳态不可逆清除模型,估算出了真光层中溶解态234Th的清除速率、颗粒态234Th的迁出速率、234Th的平均停留时间等颗粒动力学参数以及颗粒有机碳的输出通量和ThE比值(颗粒有机碳输出通量和初级生产力的比值)。楚科奇海具有较高的颗粒有机碳输出通量和很高的ThE比值,生物泵运转活跃,是全球碳循环的重要汇区。     

有机肥对黑土不同粒级有机碳、氮的影响

采集公主岭市长期定位监测基地不施肥和施用不同用量有机肥的黑土,通过超声波分散-离心分离得到细黏粒(<0.2μm)、粗黏粒(0.2～2μm)、粉粒(2～53μm)、细砂粒(53～250μm)、粗砂粒(250～2000μm)5个颗粒级别,分析全土及不同粒级中土壤有机碳、总氮并进行含量与分布的比较。结果表明,有机质多集中在粉+黏粒中,碳氮比随着粒级的减小而逐渐降低;与粗黏粒相比,细黏粒有机质的转化更快。长期施用有机肥后,除细砂粒级外,全土及各粒级有机碳、氮库大小和浓度均有显著增加;粗砂粒中有机碳、总氮的富集系数升高,黏粒(尤其是细黏粒)中富集系数降低;粉粒和砂粒中的C/N显著降低。施肥量的变化对全土和各粒级中有机碳、总氮浓度的影响较大,对C/N比的影响不显著。     

天津北大港沼泽湿地土壤团聚体碳组分对长期开垦的响应

为研究滨海湿地消亡与退化过程中土壤团聚体碳组分的变化情况,选取天津北大港盐渍化芦苇沼泽湿地和对应长期开垦的农田为研究对象,分别采集表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)的土壤,利用湿筛法得到大团聚体(2.000 mm)、中团聚体(0.250～2.000 mm)、微团聚体(0.053～0.250 mm)和矿质颗粒组分(0.053 mm)共4个土壤团聚体粒级组分,并利用元素分析仪对其有机碳和无机碳含量进行测定和分析.结果表明:①湿地开垦后,表层土壤大团聚体比例显著下降了82%,微团聚体和矿质颗粒组分比例分别显著增加了181%和57%,亚表层土壤中团聚体和微团聚体比例分别显著增加了40%和113%,矿质颗粒组分比例显著下降了61%.②开垦后,除了亚表层土壤的矿质颗粒组分外,土壤各粒级团聚体有机碳(soil organic carbon,SOC)含量均显著降低(-35%～206%),其中,中团聚体SOC含量对开垦响应最敏感.③开垦显著增加了土壤无机碳(soilinorganiccarbon,SIC)的含量,表层和亚表层土壤增幅分别为25%和137%,可见无机碳多富集在下层土壤中;但大团聚体组分的无机碳含量下降,占比下降了41%.④湿地开垦后,表层全土及各组分总碳(total carbon,TC)含量均显著降低了26%～50%,亚表层全土TC含量增加了16%,其中矿质颗粒组分TC含量的增加(65%)弥补了大团聚体和中团聚体TC的减少.综上,长期开垦改变了湿地土壤团聚体的分布和土壤结构,显著降低了有机碳和表层土壤的总碳含量,从而削弱了滨海湿地的碳汇和肥力等重要功能;但开垦增加了无机碳含量(68%),这在一定程度上减缓了碳库的流失,因此今后在滨海盐渍化湿地地区应进一步关注无机碳的动态变化.     

西天山高寒草甸地区土壤有机碳分布及其影响因素

西天山对西北干旱区气候和物质循环有着巨大的调节作用,开展该地区土壤有机碳分布及其储量的研究对于理解西天山高寒草甸地区对全球气候变化的潜在作用及风险具有重要意义.以西天山高寒草甸地区为研究对象,采集四个海拔共12个土壤样品,测定了土壤有机碳、全氮含量及其他理化性质,并对土壤有机碳、全氮、碳氮比在不同海拔和不同深度上的分布特征及影响有机碳的因素进行分析.结果表明:土壤有机碳含量与p H显著负相关(p0.05),碳氮比随土壤深度的增加而显著减少(p0.05),土壤有机碳含量、全氮随海拔高度的增加而增加,碳氮比在海拔2 900 m处最大且比值接近微生物生命活动最适点,暗示全球增温的大环境下海拔2 900 m处可能会成为西天山高寒草甸有机碳释放最快的碳源.本研究旨在明确西天山高寒草甸地区土壤有机碳的分布特征及其潜在影响因素,为评价其碳汇碳源提供基本理论依据.     

炼山和套种绿肥对桉树人工林下植物和土壤C:N:P化学计量特征的影响

【目的】研究炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物和土壤C、N、P化学计量特征的影响,阐明炼山和套种绿肥条件下桉树人工林林下植物与土壤C、N、P的作用关系。【方法】在凭祥市热带林业实验中心青山试验场测定炼山和套种绿肥(山毛豆)处理下的桉树人工林林下植物与土壤C、N、P生态化学计量特征的变化规律。【结果】桉树人工林林下植物灌上(灌木层地上部分)有机碳、全氮含量最高,全磷含量最低;土壤有机碳和全氮含量随土壤层次的加深而递减,而土壤全磷则呈表层土的含量最高,随后减少再逐渐回升的趋势。炼山处理降低了林下植物中的有机碳、全氮含量,尤其是草上(草本层地上部分)和灌上(P0.05),却提高灌下(灌木层地下部分)的全磷含量(P0.05);炼山降低0～60cm土层的有机碳及全磷含量,降低0～10cm土层的全氮含量,提高10～60cm土层的全氮含量。套种绿肥后,林下植物有机碳含量降低,灌木层的全氮含量提高;显著降低草本层的全磷含量,而显著提高灌上的全磷含量;显著降低0～10cm的土壤有机碳及全磷含量(P0.05),小幅度降低0～10cm、10～20cm土层的全氮含量(P0.05)。炼山+套种绿肥处理,土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量显著提高,林下植物草上全氮和全磷含量显著增加(P0.05);与单一的炼山或套种绿肥处理恰好相反。炼山提高林下植物生态化学计量比值,却降低土壤生态化学计量比值;套种绿肥总体上提高林下植物的N∶P和C∶P,降低林下植物的C∶N和土壤生态化学计量比值;炼山+套种绿肥对土壤生态化学计量比影响显著,总体降低林下植物的生态化学计量比,尤其是草上及灌上组分(P0.05)。林下草本和灌木层植物的地上部分与土壤的生态化学计量比呈负相关关系。【结论】炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物与土壤C∶N∶P化学计量特征有显著影响,炼山+套种绿肥比单一处理的方式更有利于提高土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量以及林下草本植物地上部分全氮和全磷含量。     

三聚氰胺改性酚醛基多孔碳材料的制备及其二氧化碳吸附性能

采用浓乳液模板法制备三聚氰胺-间苯二酚-甲醛多孔树脂,将其热解后得到了可用于二氧化碳吸附的氮掺杂多孔碳材料。研究了浓乳液模板的分散相体积分数和三聚氰胺含量对多孔碳材料微观形貌的影响,结果表明,在浓乳液模板分散相体积分数为90%的条件下制备的多孔聚合物具有丰富的通孔结构。经过热解后,得到了兼具无机碳骨架和有机氮活性位点的氮掺杂多孔碳材料。进一步研究了不同热解温度和三聚氰胺含量对多孔碳材料二氧化碳吸附性能的影响,二氧化碳的吸附容量最高可达到3.32 mmol/g,同时表现出良好的选择吸附性和再生性。     

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。     

利用影像技术在线追踪测量植物生长速率及其对二氧化碳的响应

二氧化碳(CO_2)是室内空气质量的重要监测指标之一,同时又是植物光合作用的原材料,与植物生长有着密切的联系.考虑植物生长速率与CO_2浓度之间的关联,利用影像技术发展在线追踪测量植物生长速率的方法,并探索利用该方法实时监测CO_2浓度的可能性,建立基于植物的低成本、简单、灵敏的气体传感平台.使用普通的网络摄像头,开发了基于matlab的、极其灵敏的光学边界跟踪方法,实时测量了活体黄豆幼苗的生长速率(下胚轴茎高增长率)及其与二氧化碳浓度(400~1700ppm)之间的关系.结果显示,随着二氧化碳浓度的增加,植物生长速率从400ppm时的6μm·min~(-1)增加到800ppm时的22μm·min~(-1),但当浓度超过900ppm时,生长速率却随之降低.该方法所观察到的这种现象与文献中使用其他方法得到的结果大致相符,进一步验证了该方法的可信性.另外,此方法成本低、简单、灵敏、无污染,无需化学药品和专门仪器,未来不仅可能应用于空气质量监测,还可以用于植物生理学和农业科学研究.     

东北黑土不同粒级有机质化学特征及其对长期有机培肥的响应

为探究长期有机培肥条件下黑土中不同粒级土壤的有机质含量及化学特征的变化情况,以公主岭黑土长期施肥试验地的黑土为研究对象,分别采集不同施肥处理下的土壤.采用粒级分组法得到土壤有机质粗颗粒组分(>250μm)、细颗粒组分(53～250μm)、矿质结合组分(<53μm),利用元素分析仪测定碳、氮含量,并应用热裂解-气相色谱/...     

胶州湾胶体有机碳、氮和磷的初步研究

1997年至 1998年间在青岛胶州湾对海水中的胶体有机碳、氮和磷进行了初步研究。胶体有机碳 (COC)的浓度范围为 33.9～ 5 4 .0 μmol·L-1,约占总溶解有机碳的 31%。在总溶解氮和磷中 ,胶体氮和磷均以有机物的形式存在 ,胶体有机氮 (CON)的浓度范围为 2 .13～ 4 .5 1μmol·L-1,平均 3.0 7μmol·L-1,约占总溶解有机氮 (DON)的 31%。胶体有机碳、氮、磷季节变化幅度并不很大 ,表明胶体物质在水体中输入和输出大体处于平衡状态。     

模拟氮沉降对红椎人工幼龄林土壤微生物生物量和微生物群落结构的影响

采用氯仿熏蒸浸提法和磷脂脂肪酸法(phospholipid fatty acid,PLFA)研究了我国南亚热带地区新造红椎(Castanopsis hystrix)人工幼龄林土壤微生物生物量与群落结构对模拟氮沉降的响应。施氮量分别为0 kg/(hm2·年)(对照)、50 kg/(hm2·年)(低氮)、100 kg/(hm2·年)(中氮)和150 kg/(hm2·年)(高氮),所施氮素为NH4NO3,试验周期为17个月。结果表明,中氮和高氮处理显著提高了土壤氮素的有效性,但显著降低了土壤p H。所有氮处理均未对土壤有机碳含量产生显著影响,但中氮和高氮处理显著降低了土壤碳氮比,并且显著升高了土壤可浸提有机碳含量。中氮和高氮处理显著降低了土壤微生物生物量碳含量,但显著升高了微生物生物量氮(MBN)含量。再者,中氮和高氮处理显著降低了土壤微生物总PLFAs量、细菌PLFAs量和真菌PLFAs量。3个施氮水平均显著降低了革兰氏阴性菌PLFAs的相对丰度,均显著升高了放线菌PLFAs的相对丰度,但仅高氮处理显著降低了革兰氏阳性菌PLFAs的相对丰度。此外,中、高氮处理均显著升高了真菌细菌PLFAs量比。主成分分析结果表明,3个模拟氮沉降水平均显著影响了红椎人工幼龄林土壤微生物群落结构。冗余分析结果表明,氮沉降下红椎人工幼龄林土壤微生物群落结构的变化与MBN和p H显著相关。以上结果表明,氮沉降显著影响了红椎人工幼龄林土壤微生物群落的稳定性,进而对土壤健康和肥力产生消极影响。     

ICP-MS测定中药萝芙木中微量元素的含量及形态分析

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了中药萝芙木中9种微量元素的含量及形态分析.样品采用去离子水浸提,HNO3-H2O2电炉加热消解,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,用茶叶标准物质对测定方法的准确度进行验证,初步探究微量元素的存在形态.结果显示萝芙木中9种微量元素的总含量大小为ZnMnPbFeCuCrAsNiCd,水提液中各元素的含量大小为ZnMnAsNiCrPbCd,Fe和Cu未检出.水提残渣态中各元素的含量为0.014~9.643μg/g,水提液中Zn、Mn、Cr、As、Ni元素都存在可溶有机态和可溶无机态,有机态与无机态的比率值在28.12%~264.55%之间,其中Zn、Cr、Ni的有机态大于无机态,比值大于166.67%;颗粒吸附率在7.69%~125%之间.萝芙木中9种微量元素是以多种形态共存的复杂体系.     

硝氮和紫外辐射对龙须菜碳氮利用的影响

【目的】探讨大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)碳氮利用对紫外辐射(UVR)的响应,揭示可利用氮在其中的调节作用。【方法】设置2种硝氮浓度(低氮,50μmol·L-1;高氮,500μmol·L-1)和3种不同波长的光辐射处理(P,395~700nm;PA,320~700nm;PAB,295~700nm),龙须菜叶状体在上述不同条件下适应培养25d后,测定藻体的硝氮和无机碳利用情况。【结果】PA和PAB条件下培养的龙须菜,对硝氮的最大吸收速率显著升高,尤其在高氮条件下升高更加明显。P条件下,高氮适应培养的藻体硝酸还原酶(nitrate reduscate,NR)活性显著降低;但在PA和PAB下没有发现这种氮营养史的影响。UVR显著降低了龙须菜的最大光合固碳速率(Pmax)和对外源无机碳的半饱和常数(KDIC),提高了总碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)的活性。高氮适应下藻体的最大光合固碳速率和总CA活性显著升高,同时半饱和常数显著降低。【结论】UVR的存在能够促进龙须菜对外源硝氮的吸收利用,抑制海藻光合固碳能力,但可利用氮的加富可以缓解UVR对龙须菜光合作用的抑制。     

钙矾石二氧化碳分解反应的动力学研究

研究了温度、湿度和二氧化碳分压对钙矾石被CO_2分解反应的动力学特征。测得了分解反应对二氧化碳分压是0.83级,对水分压是1级。在23℃时初始反应的速率常数为1.25×10~4mg·m~(-2)·h~(-1)·MPa~(-1)·~(83)。发现在水分压,二氧化碳分压相同的条件下,温度升高分解速率反而减小,还发现只要相对湿度很低,即使二氧化碳分压高至0.1MPa,分解速率也近于零。据此,本文对影响分解反应速率的关键因素提出了看法,对阻止钙矾石碳化的方法提出了方案。     

高浓度CO2对红松幼苗及土壤碳氮特征的影响

为探知红松苗对未来大气CO₂浓度的碳、氮响应策略,系统了解不同CO₂浓度下红松幼苗及其土壤碳、氮特征,采用生长箱培养法,分别研究了350、700 μmol/mol CO₂浓度下红松幼苗主要器官碳、氮浓度与积累(吸收)量变化,并分析其培养土壤的碳、氮含量。结果表明:与低浓度CO₂处理相比,高浓度CO₂处理并未对红松幼苗根、茎及叶的碳浓度产生显著影响,但导致叶碳积累量显著增加37.63%; 高浓度CO₂培养导致红松幼苗根、茎、叶氮浓度显著降低,茎氮吸收量显著下降27.45%,根、茎、叶的碳氮比升高,土壤溶解性有机碳含量显著增加28.82%,总有机碳、微生物量碳、全氮、微生物量氮及水解性氮含量均未发生显著变化,碳氮比增加。总体上,3年生的红松幼苗氮浓度、碳氮比、叶碳积累量及土壤溶解性有机碳对CO₂升高响应迅速。     

中国典型侵蚀区小流域水力侵蚀引发的CO_2通量特征

土壤水力侵蚀通过影响有机碳的合成分解过程,引发可观的CO_2吸收-排放效应.各典型水蚀区的侵蚀速率、土壤性质各不相同,其CO_2通量特征有待研究.本文收集了黑土区、紫色土区、黄土区、红壤区等中国四大典型侵蚀区中7个代表性小流域36个土壤剖面的~(137)Cs及有机碳含量数据,利用"基于参照点的CO_2通量分离方法",计算了各小流域的有机碳横向迁移通量,以及由于水蚀引发的CO_2通量.结果表明,(1)有机碳的横向迁移速率由侵蚀/淤积速率以及土壤表层含碳量共同决定,位于黄土区和红壤区的小流域有机碳流失最为严重;(2)7个小流域侵蚀区CO_2的通量范围为:-22.8~21.5g C/(m~2·a),淤积区CO_2通量范围为-31.6~54.5g C/(m~2·a);碳汇强度与欧美小流域相当,碳源强度略强;(3)位于黑土区的多数小流域以及紫色土区的小流域整体表现为碳汇;位于黄土区的小流域整体表现为强烈的碳源;位于红壤区的流域在侵蚀区表现为碳源,在淤积区表现为碳汇.其中,紫色土区小流域的固碳能力最强,79%~87%的有机碳流失可最终得到恢复;(4)针对小流域不同的CO_2通量特征,可通过合理配置水土保持措施,实现土壤侵蚀和CO_2通量的协同调控.     

武夷山不同海拔土壤水溶性有机碳的含量特征

土壤水溶性有机碳(WSOC)是土壤碳循环中最活跃的组成部分之一。采用TOC VCPN总有机碳仪测定了武夷山4个典型海拔地的植被土壤水溶性有机碳的含量,分析了土壤水溶性有机碳与土壤因子的关系。结果表明：不同林分间土壤水溶性有机碳含量随海拔上升而增加,随土层深度的增加而减少;土壤水溶性有机碳含量占总有机碳的比值介于0.02%~0.16%,以高山草甸10~25 cm土层最高,常绿阔叶林25~40 cm土层最低;不同海拔梯度的土壤水溶性有机碳与总有机碳、微生物量碳、土壤湿度、全氮存在显著线性正相关,与土壤温度、pH之间无相关性。