河流水-气界面碳交换研究进展及趋势

河流水-气界面碳交换是区域和全球碳循环的重要环节, 对陆地碳平衡核算和碳循环模型优化具有重要意义. 介绍了全球河流水-气界面碳交换研究的相关进展, 以及现有研究存在的问题, 并在此基础上提出今后相关的研究应关注不同地质-生态和人类活动干扰背景下河流及中小河流水-气界面碳交换, 要综合利用双碳同位素示踪、化学计量学、生物标志物等方法辨识河流系统中CO₂, CH₄ 及其他形态碳的来源和迁移转化过程, 同时还要利用野外原位观测、传统采样分析和室内培养的方法开展“水-土/沉积物-气”多界面碳交换的系统综合研究,揭示控制河流系统水-气界面碳交换的关键因子, 为相关预测模型的建立以及流域的科学管理提供依据.     

抚仙湖沉积物稳定碳同位素特征及来源分析

通过测定和分析抚仙湖和入湖河流的表层沉积物、流域表层土壤、抚仙湖典型沉水植物、表层湖水中悬浮颗粒物的总有机碳、碳氮比值及稳定碳同位素比值,探讨抚仙湖表层沉积物中有机质来源及特征.实验结果表明:抚仙湖流域表层土壤呈现明显的空间异质性.抚仙湖沉积物中的有机质主要来源于湖泊自身的内源输入,少部分为陆源输入,陆源输入有机质主要来源于C3植物.流域土壤有机质在经河流输入湖泊过程中存在后期改造和降解,在探究湖泊沉积物来源时需考虑.     

近50年来安徽杭埠河上游地球化学沉积与区域环境变化

2003年在安徽杭埠河上游的龙河口水库采得的沉积物ALE柱样及上游三条主要河流的流域表层样品,在利用SCP记录确定沉积年份的基础上,对其粒度、有机碳、氮、磷含量等气候代用指标进行了分析.研究发现晓天河流域样品有机碳、氮含量最高,柱样中各元素含量随深度增加缓慢变小,但在50 cm深度有明显峰值出现.同时对近50年以来沉积物中粒度变化、碳-氮和氮-磷耦合关系进行了讨论,推断其物质来源以河流携带陆源植物输入为主,其含量变化受物质来源、本身生物化学作用、气候变化、人类活动等影响,并进一步揭示该区域环境变化的不同阶段,发现降雨和人类活动是影响本流域沉积的主要因素.     

中国陆地生态系统植硅体碳汇潜力估算研究进展

植硅体封存有机碳作为长期稳定的碳汇机制之一,近年来在全球碳汇研究领域备受关注.分析植硅体在陆地生态系统植被-凋落物-土壤连续体的周转,计算其封存的有机碳含量,是进一步准确估算整个陆地生态系统植硅体碳封存潜力的基础,对陆地生态系统碳稳定固存和碳中和具有重要意义.通过全面回顾中国陆地生态系统植硅体碳封存潜力研究成果,系统论...     

洞穴河流沉积物有机碳同位素特征及Ca、 Mg、 Sr含量的区域环境响应——以贵州省山王洞为例

洞穴河流沉积物因沉积环境稳定且保存较完好,蕴含着丰富的古环境信息。选取双河洞穴系统山王洞中河流沉积物为研究对象,分析沉积环境的水动力条件、沉积物有机碳同位素及Ca、Mg、Sr元素含量特征,以探讨其环境响应。结果表明:(1)在沉积过程中,地下河在该剖面位置长期处于静水水流状态,沉积环境稳定;(2)有机碳同位素特征显示沉积期分为C4植物为主、C3植物为主及过渡期3个时期,不同时期气候明显不同,随时间演变由冷转暖,沉积物来源于中新世以后的地表土壤;(3)洞穴河流沉积物Ca、Mg、Sr元素含量变化对炎热偏湿与湿冷环境的响应比较明显,气温和植被类型可能是影响其含量变化的因素。     

不同空间尺度下植被覆盖对土壤有机碳流失的影响研究进展

土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分.土壤有机碳的流失不仅造成了土地生产力的降低,而且在一定程度上也加剧了全球变暖的趋势.土壤中有机碳的流失在水土流失及其治理研究中受到越来越多的关注.植被覆盖作为影响水土流失的重要因子,在土壤有机碳的流失中起着至关重要的作用.文章从斑块、坡面、小流域等3个空间尺度分析和总结了植被覆盖对土壤有机碳流失的影响方式及程度.植被的斑块特征(覆盖度、类型、根系分布等)可以抑制径流冲刷以减轻降雨对土壤颗粒的侵蚀作用,因控制有机碳赖以附着的物理载体而有效防止了土壤中有机碳的流失;坡度、坡位、坡向等坡面特征通过影响植被的生长与分布格局,进而影响土壤中有机碳的流失;小流域尺度下植被对土壤有机碳流失的影响表现为景观格局对土壤有机碳分布和流域水文过程的控制特征.在对前人研究成果全面梳理的基础上,作者提出了不同尺度植被覆盖下土壤中有机碳流失研究存在的问题,并对本研究方向未来的发展趋势进行了初步分析.     

长江大通站水沙过程的基本特征Ⅰ.径流过程分析

长江河口是河海相互作用中河流因子占主导地位的典型河口之一,流域水沙过程及其变化对河口环境演变有重要控制作用.运用时间序列分析方法研究大通站的径流过程基本特征,分析表明,1923年以来大通站的径流序列无明显的趋势变化,但在1955年、1988年前后分别呈现较明显的径流减少和增加的跳跃变化,并具有16年、7年的周期变化特征.该文同时对月均流量的分配型态和洪枯季水情丰枯的匹配状况及其原因作了初步探讨.     

南四湖的水环境问题研究

南四湖是山东省最主要的水源地,是南水北调东线工程重要的输水通道和调蓄湖泊,其水环境状况对湖泊流域乃至整个南水北调东线工程调水水质都有很大影响.对南四湖表层沉积物中重金属和持久性有机污染物的含量、分布及来源,湖泊及入湖河流水质和富营养化水平,湿地景观格局变化等方面的研究成果进行系统论述,并提出了今后的研究方向,为南四湖水环境的管理和保护提供借鉴.     

稳定性碳同位素在C4植物水分利用效率中的研究进展

对稳定性碳同位素的原理作了介绍,进而分析了稳定性同位素分辨率与水分利用效率的关系及近几十年稳定性碳同位素技术在C4植物水分利用效率中的应用,把稳定性碳同位素分辨率等与C4植物水分利用效率之间进行量化分析,同时也分析了稳定性碳同位素分辨率与其他性状指标之间的关系.最后就稳定性碳同位素在C4植物以后研究中的应用进行扩展分析,以期为稳定性碳同位素在C4植物中的研究提供理论依据.     

稳定性碳同位素在C4植物水分利用效率中的研究进展

对稳定性碳同位素的原理作了介绍,进而分析了稳定性同位素分辨率与水分利用效率的关系及近几十年稳定性碳同位素技术在C4植物水分利用效率中的应用,把稳定性碳同位素分辨率等与C4植物水分利用效率之间进行量化分析,同时也分析了稳定性碳同位素分辨率与其他性状指标之间的关系.最后就稳定性碳同位素在C4植物以后研究中的应用进行扩展分析,以期为稳定性碳同位素在C4植物中的研究提供理论依据.     

贵州拉也剖面下Kellwasser事件生物地层及化学地层特征研究

为研究下Kellwasser事件的生物地层及化学地层特征, 对贵州拉也剖面进行细致的牙形石生物地层学和高分辨率化学地层学研究。结果表明, 剖面底部无机碳同位素及有机碳同位素有显著正向偏移, 样品LY-8代表的层位为下Kellwasser事件的界线。Kellwasser事件碳同位素变化的主要原因是有机碳埋藏量的增加, 可能是由初级生产力增加和缺氧环境共同造成的。     

鄱阳湖沉积物正构烷烃特征及其生物源

通过分析鄱阳湖沉积物正构烷烃特征,探讨其沉积有机碳的生物源.鄱阳湖沉积物有机碳含量呈现明显的空间分布差异,距离湖区村庄越远,沉积物有机碳含量减小.沉积正构烷烃以短链烃占绝对优势,正构烷烃C21-/C22+值大于1,(C15+C17)/(C23+C25)值大于2,表明正构烷烃的生物源主要为湖泊菌藻类,且菌藻类生物量贡献的沉积物正构烷烃大于水生沉水植物和陆生植物.湖泊沉积有机质包括湖泊自生源和流域陆生源,在使用总有机碳及其同位素等指标时须有效区分其生物源.鄱阳湖沉积正构烷烃携带了明确的生物源信息,是湖泊生态环境研究的良好指标.     

安庆市地表水污染特征分析及防治对策

根据"十一五"期间监测数据,采用平均水质类别法及Spearman秩相关系数法对安庆市主要地表水流域水质状况进行了分析。结果表明,"十一五"期间长江安庆段水质为优,破罡湖流域水质良好,华阳河流域、皖河流域、菜子湖流域及白荡湖流域水质不容乐观,为轻度污染或中度污染。境内水域主要污染物为总磷、总氮及化学需氧量,表现为有机污染的特征,污染物主要来源于生活污水、工业废水及面污染源。结合安庆市的地域特征,提出了进一步改善地表水水质的防治对策。     

土壤与植物生态化学计量学研究进展

生态化学计量学是一门新兴科学,主要研究生态作用和生态过程中能量平衡及碳、氮、磷等多重化学元素的平衡,有机统一了生物学不同层次(分子、细胞、个体、种群、生态系统以及全球尺度)的研究理论。陆地生态系统的生态化学计量学研究具有重要意义,土壤和植物的碳、氮、磷比例关系可以表征生态系统的养分限制状况以及有机质的分解程度及其对土壤肥力的潜在贡献等。主要综述了生态化学计量学的概念、起源及研究简史,重点概述了陆地生态系统(主要为草原生态系统)中土壤与植物碳、氮、磷的生态化学计量学特征及其对气候因子及人为干扰等因素的响应。     

河南省汝阳盆地早白垩世古气候特征及生物灭绝

通过对汝阳盆地郝岭和曹家沟早白垩统含恐龙化石地层岩性特征描述,以及环境地球化学样品采集和有机碳质量分数、稳定同位素组成、有机碳同位素组成等分析,结果表明研究区地层古环境演变与全球阿普特阶的古环境演变极具相似性.阿普特阶早期气候干旱、中期发生较强的降温过程,恐龙在早-中期的干旱和中期的降温事件中大量灭绝.恐龙化石层中有机质质量分数较低,无机和有机碳同位素组成均有偏重的趋势,代表了该段时期气候干旱少雨、植被不发育的古环境特征,食物的短缺及明显的降温可能是造成恐龙大量灭绝的直接原因之一.     

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%。     

大洋缺氧事件的碳稳定同位素响应

从碳稳定同位素组成及其分馏机理出发 ,系统探讨了大洋缺氧事件与海相碳酸盐和有机碳稳定同位素分馏之间的关系。缺氧事件期间 ,由于生物大批死亡和快速埋藏 ,其分解消耗海水中大量的溶解氧 ,引起大洋水体缺氧 ,富含 1 2 C的有机质从而得以大量保存 ;相应地大气和海水中富 1 3 C,同期海相碳酸盐岩碳同位素 δ值 (δ1 3C)正偏。在世界各地缺氧事件层内 ,无一例外地碳酸盐岩碳稳定同位素出现了不同程度的正偏 ,Cenomanian- Turonian 界线偏幅达～2‰。海相碳酸盐与有机质碳稳定同位素变化不仅可以提供地质历史中有机碳埋藏量的记录。研究全球碳循环变化 ,还可能追溯有机碳风化和埋藏速率的变化 ,定性地恢复大气 p CO2 变化。     

天然胶体对天然菌群生长的影响

利用错流超滤技术提取厦门湾东南部海域、九龙江河口及九龙江水体中的胶体，研究了胶体的来源和胶体有机碳浓度（COC）对天然菌群生长的影响．结果表明，海洋胶体、河口胶体及河流胶体在不同程度上对天然菌群的生长均有促进作用．海洋胶体中的天然菌群相对增长率y为54．0％～96．1％，相对增长率的平均值y为76．7％；河口胶体中的天然菌群的Y为20．0％～97．3％，Y为72．2％；而河流胶体中天然菌群的Y为8．3％～112．4％，Y为69．8％．胶体对外加菌群的促进作用与COC浓度没有相关关系．     

云南省水库沉积物中总有机碳含量对环境因子的响应研究

以云南省125个水库的表层沉积物作为研究对象，测定其总有机碳含量，并分析总有机碳含量与环境因子(海拔、水深、水域面积、流域面积及流域内植被覆盖度)之间的关系，探究影响水库有机碳埋藏的关键环境因子.结果表明：云南水库表层沉积物中总有机碳含量与最干季降水量(12月～2月)呈显著正相关关系；与最热月(7月)的平均温度呈显著负相关关系.揭示了气候变暖对云南省水库沉积物有机碳埋藏具有重要影响.     

长江三角洲河口地区晚第四纪下切河谷层序特征与生物气成藏有利地质条件研究

依据对江苏省启东市和海门市钻孔地层岩心沉积特征的研究,结合两个钻孔83个有机碳含量样品、28个渗透率样品的测试值和钻孔周边18个静力触探孔试气效果统计,讨论了晚第四纪以来长江三角洲河口地区的层序地层特征及生物气的勘探前景。研究表明,晚第四纪以来长江三角洲河口地区LG海侵旋回只保留了底部的河流相沉积,PG海侵旋回自下而上依次发育河流相、浅海相、三角洲相和河流相、强潮河口湾相两套不同的沉积组合。亚间冰期(LG)海侵旋回只保留了底部侵蚀面,冰后期(PG)海侵旋回发育一套完整的海侵-海退旋回,底部侵蚀面为该层序的底界面,最大海泛面则发育在浅海相中沉积物最细、海相性最强的淤泥质黏土层中。研究区生物气的生储盖条件优越、试气效果好,为后期的生物气勘探与开发提供了优越的条件。