内蒙古温带半干旱羊草原温室气体N2O和CH4通量变化特征

利用透光密闭箱对内蒙古半干旱典型草原羊草草地土壤－植被系统温室气体N2O和CH4通量进行了较长期的原位观测研究,研究结果表明,内蒙古温带关干旱典型草原作为大气N2O的源和CH4的汇而起作用,N2O与CH4的通量强度分别是：0．6－22.6ugm^-2h^-1和－5－－217ugm^-2h^-1,N2O和CH4的通量具有明显的日变化和委节变化特征,并且主要的环境因子（温度,水分）对其有重要影响,N2O通量的季节变化特征表现为：夏季最高,由春,秋至冬逐次降低,CH4通量的季节变化特征表现为：由春至冬依次减弱。     

天然温带典型草原N2O和CH4通量的时间变化特征

以内蒙古温带半干旱典型草原类型羊草草原土壤为主要研究对象,利用静态箱技术在野外连续多年原位观测草地N2O和CH4排放通量.通过对1995,1998,1999,2001,2002和2003年的野外观测资料的数据分析,发现温带半干旱典型草原N2O通量的日变化特征明显,草原植物的不同生长阶段对其具有显著的影响;CH4通量的日变化没有明显的规律性特征,植物生长状态对其影响不明显,但对于草地吸收CH4的日较差有显著的影响.多年观测资料显示:我国温带草地N2O通量的排放峰值在四季中均有可能出现,低值通常出现在冬季,不同实验年份,不同季节都有出现N2O吸收通量的可能性,N2O季节通量的变化形式多样,通常是春、夏季较高,冬季最低.CH4通量季节变化规律相对明显,其峰值主要出现在春季,冬季较低.在不同的季节都观测到CH4的排放通量,这同草地出现N2O的吸收通量一样不影响温带草地作为N2O源和CH4汇的功能.N2O较CH4通量的年际变化显著,两者年通量的变异系数分别是71.6%和18.7%,5个实验观测年(跨9个年度),N2O和CH4年通量的平均值分别是:(1.14±0.82)kg·hm-2·a-1和(-3.52±0.66)kg·hm-2·a-1.统计分析结果表明:只有CH4的季节通量与降雨量之间存在显著线性关系.以此估算我国温带草地N2O和CH4年排放总量分别是:以氮计0.23 Tg和以碳计-0.83Tg,分别是全球温带草地N2O排放总量的23%以及全球土壤吸收CH4总量的11%.     

天然温带典型草原N2O和CH4通量的时间变化特征

以内蒙古温带半干旱典型草原类型羊草草原土壤为主要研究对象,利用静态箱技术在野外连续多年原位观测草地N₂O和CH₄排放通量.通过对1995,1998,1999,2001,2002和2003年的野外观测资料的数据分析,发现温带半干旱典型草原N₂O通量的日变化特征明显,草原植物的不同生长阶段对其具有显著的影响;CH₄通量的日变化没有明显的规律性特征,植物生长状态对其影响不明显,但对于草地吸收CH₄的日较差有显著的影响.多年观测资料显示:我国温带草地N₂O通量的排放峰值在四季中均有可能出现,低值通常出现在冬季,不同实验年份,不同季节都有出现N₂O吸收通量的可能性,N₂O季节通量的变化形式多样,通常是春、夏季较高,冬季最低.CH₄通量季节变化规律相对明显,其峰值主要出现在春季,冬季较低.在不同的季节都观测到CH₄的排放通量,这同草地出现N₂O的吸收通量一样不影响温带草地作为N₂O源和CH₄汇的功能.N₂O较CH₄通量的年际变化显著,两者年通量的变异系数分别是71.6%和18.7%,5个实验观测年(跨9个年度),N₂O和CH₄年通量的平均值分别是:(1.14±0.82)kg·hm^-2·a^-1和(-3.52±0.66)kg·hm^-2·a^-1.统计分析结果表明:只有CH₄的季节通量与降雨量之间存在显著线性关系.以此估算我国温带草地N₂O和CH₄年排放总量分别是:以氮计0.23 Tg和以碳计-0.83Tg,分别是全球温带草地N₂O排放总量的23%以及全球土壤吸收CH4总量的11%.     

天然温带草地CO2通量排放规律研究

以天然状态下（无牧、无施肥、无割草、无灌溉）内蒙古温带半干旱典型草原羊草草原为主要研究对象，利用静态箱法和气相色谱法进行草地田间CO2通量的原位观测实验.采用SPSS统计分析软件，研究分析了1998年5月至1999年5月，2001年至2003年，共4个实验观测年CO₂通量的观测数据与主要的环境因子(土壤含水量、降雨量、空气温度、地表温度、不同土层温度)间的相关性.结果表明：温带草地土壤CO₂排放通量具有明显的日变化特征，不同的生长状态对于其日变化特征具有明显的影响；主要的环境因子中只有表层土壤含水量与草地CO₂排放通量的日变化具有显著的正相关性；草地CO₂排放通量的季节变化显著而且不同的年份其变化特征也各不相同；降雨量的季节分布与其季节通量的变化特征间具有极显著的正相关性；4年的实验观测的统计分析表明：表层土壤含水量是温带半干旱草地CO₂排放通量主要控制因子.CO₂排放通量的年际变化不显著，以4年观测的平均年通量估算我国温带草地CO2年排放量是3.17Pg，约占全球土壤CO₂年排放量的1.23%，对于全球碳循环有着重要影响.     

天然温带草地CO2通量排放规律研究

以天然状态下(无牧、无施肥、无割草、无灌溉)内蒙古温带半干旱典型草原羊草草原为主要研究对象,利用静态箱法和气相色谱法进行草地田间CO2通量的原位观测实验.采用SPSS统计分析软件,研究分析了1998年5月至1999年5月,2001年至2003年,共4个实验观测年CO2通量的观测数据与主要的环境因子(土壤含水量、降雨量、空气温度、地表温度、不同土层温度)间的相关性.结果表明:温带草地土壤CO2排放通量具有明显的日变化特征,不同的生长状态对于其日变化特征具有明显的影响;主要的环境因子中只有表层土壤含水量与草地CO2排放通量的日变化具有显著的正相关性;草地CO2排放通量的季节变化显著而且不同的年份其变化特征也各不相同;降雨量的季节分布与其季节通量的变化特征间具有极显著的正相关性;4年的实验观测的统计分析表明:表层土壤含水量是温带半干旱草地CO2排放通量主要控制因子.CO2排放通量的年际变化不显著,以4年观测的平均年通量估算我国温带草地CO2年排放量是3.17 Pg,约占全球土壤CO2年排放量的1.23%,对于全球碳循环有着重要影响.     

三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量特征

采用气象色谱-密闭式暗箱法对三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量进行了为期1年的观测.结果表明,香溪河库湾水-气界面N2O通量呈明显的季节性变化特征,秋末、冬季N2O释放通量高于其他季节,且呈明显的波动状态;夏季和秋季N2O排放水平较低,通量变化范围较小.总体上,香溪河库湾水-气界面N2O全年呈释放状态,但释放通量较小,与加拿大魁北克地区水库N2O释放通量相当.下游A点的释放通量明显高于中游B点,其年平均释放通量分别为0.226mg.m-2.d-1和0.164mg.m-2.d-1.通过对N2O释放通量与环境因子的相关性分析发现,香溪河下游A点的N2O释放通量受气温、水温、pH值等影响显著;而B点的N2O释放通量除与气温相关性较显著外,与其他环境因子的关系不显著.     

土壤水分对温带典型草地N2O排放过程的影响

利用不同年份(1995,1998,2001年)野外原位实验观测数据并结合实验室内模拟培养实验结果,分析土壤含水量对于温带典型草原(羊草草原)土壤N2O排放通量的影响,结果发现:土壤含水量与羊草草原土壤N2O排放通量间存在阶段函数关系,在土壤含水量较低,而且土壤水分变化频繁和显著时,通常会有N2O通量峰值的出现;研究不同的土壤含水量对于土壤N2O排放过程和相关微生物菌群数量变化的影响,室内模拟培养说明:土壤水分含量对于N2O的产生过程有着重要的影响,土壤水分含量较低时,可能会改变土壤微生物的代谢途径,导致作为大气N2O源的半干旱草原土壤在出现阶段性的N2O吸收.     

南极苔原近地面CO_2、CH_4、N_2O浓度和通量的相互关系

在南极苔原 ,首次系统地研究了近地面CO2 、CH4、N2 O浓度及通量的相互关系 ,结果表明 :天气条件对三种温室气体浓度日变化影响较大 ;在天气较晴稳及雪天条件下 ,CO2 与CH4、N2 O浓度日变化存在明显的消长关系 ;而在雨天这三种气体浓度日变化趋势基本一致 ;整个夏季CO2 与CH4浓度变化趋势基本一致 ,而N2 O却与二者浓度的变化趋势相反 ;另外 ,在雨、雪天气条件下CH4、N2 O通量日变化存在消长关系 ,整个夏季二者的通量变化也存在明显的消长关系 ;南极苔原土壤对CH4主要起着汇的作用 ,对N2 O主要起着源的作用 .此外 ,CO2 浓度变化对苔原CH4通量有较大影响 ,CO2 浓度增加会适当减缓CH4汇的作用 ,甚至使南极苔原由CH4的汇变为源     

温度对内蒙古典型草原土壤N2O排放的影响

在草原植物生长期内,利用不同深度(2,8和15cm)不锈钢管原位采集原状土壤样品以及用土钻采集表层(0～15cm)混合土壤,在室内温控培养箱内进行温控模拟实验,研究温度对内蒙古温带半干旱典型草原(羊草草原)土壤N 2 O产生速率的影响.结果表明:温度对于N 2 O的产生速率有着显著的影响,随着土壤深度的增加,温度对土壤N 2 O产生速率的影响力在减弱.不同生长阶段的草原土壤N 2 O的产生速率对于短期内温度变化的响应具明显的差别;同时结合野外原位观测实验结果,定量地研究了草原土壤N2 O的排放通量与温度之间的相互作用关系,发现两者之间不仅存在线性关系,通过多组实验数据的回归分析还准确地阐明了温度的升高与降低对于不同深度的土壤N 2 O产生速率的影响,即两者之间的作用关系.     

南极苔原近地面CO2、CH4、N2O浓度和通量的相互关系

在南极苔原,首次系统地研究了近地面CO2,CH4,N2O浓度及通量的相互关系,结果表明：天气条件对三种温室气体浓度日变化影响较大,在天气较晴稳及雪天条件下,CO2与CH4,N2O浓度日变化存在明显的消失关系,而在雨天这三种气体浓度日变化趋势基本一致,整个夏季CO2与CH4浓度变化趋势基本一致,而N2O却与二者浓度的变化趋势相反,另外,在雨,雪天气条件下CH4,N2O通量日变化存在消长关系,整个夏季二者的通量变化也存在明显的消长关系,南极苔原土壤对CH4主要起着汇的作用,对N2O主要起着源的作用,此外,CO2浓度变化对苔原CH4通量有较大影响,CO2浓度增加会适当减缓CH4汇的作用,甚至使南极苔原由CH4的汇变为源。     

城市河岸带绿地N2O和CH4排放对硝态氮输入的短期响应研究

为了探讨氮输入对城市河岸带绿地温室气体N_2O和CH_4短期排放的影响,采用静态箱-气相色谱法系统测定了不同季节上海市典型城市河岸绿化带草地输入硝酸盐(NO_3~-)后N_2O和CH_4排放通量的短期(3-5d)时间变化特征,并同时测定了气温、光照强度、不同深度地温和土壤的理化性质.结果表明,NO_3~-的输入在短期内可以显著增加春夏秋季N_2O、春夏季CH_4的排放通量,而在其他季节变化不明显;季节是影响N_2O和CH_4排放的主要因素,NO_3~-输入对N_2O排放具有显著影响且可以降低季节影响强度的显著性.在无NO_3~-输入的情况下,N_2O的排放通量和气温、地温相关性不显著,但随着输入量的增加,相关性程度逐渐增强;而CH_4在较低NO_3~-输入量(<3.18g N·m~(-2))下其排放通量和地温不具有显著相关关系(P>0.05),而在较高输入量下,则具有显著的正相关关系(P <0.05),说明NO_3~-输入后短期内地温是影响河岸带绿地温室气体产生的重要的季节性因子,因此探讨氮输入对湿地温室气体排放的影响应考虑其时间变异性.     

滨海湿地中溶解态CH4的通量及影响因子

以长江口滨海湿地的九段沙湿地和西沙湿地为研究区域,探究了滨海湿地水体中溶解态CH₄浓度和通量的变化过程及影响因子.采样期间,CH₄溶存浓度有显著的季节变化:九段沙秋季的CH₄平均溶存浓度最大,为(0.30±0.19)μmol·L^-1;西沙夏季的CH4平均溶存浓度最大,为(1.16±1.52)μmol·L^-1.西沙的CH₄平均溶存浓度((0.56±0.91)μmol·L^-1)高于九段沙((0.18±0.17)μmol·L^-1).通过主成分分析发现,CH₄的时空变化主要与滨海湿地的季节更替及潮汐作用有关,低温、高盐度和富氧环境都将抑制CH₄的合成.对于不同的季节和研究区域,溶解态CH₄的通量变化也有显著差异.九段沙和西沙水环境向大气扩散的CH₄通量分别在秋季((0.45±0.43) nmol·m^-2·s     

温度对内蒙古典型草原土壤N20排放的影响

在草原植物生长期内，利用不同深度(2，8和15cm)不锈钢管原位采集原状土壤样品以及用土钻采集表层(0—15cm)混合土壤，在室内温控培养箱内进行温控模拟实验，研究温度对内蒙古温带半干旱典型草原(羊草草原)土壤N2O产生速率的影响。结果表明：温度对于N20的产生速率有着显著的影响，随着土壤深度的增加，温度对土壤N2O产生速率的影响力在减弱。不同生长阶段的草原土壤N2O的产生速率对于短期内温度变化的响应具明显的差别；同时结合野外原位观测实验结果，定量地研究了草原土壤N2O的排放通量与温度之间的相互作用关系，发现两者之间不仅存在线性关系，通过多组实验数据的回归分析还准确地阐明了温度的升高与降低对于不同深度的土壤N2O产生速率的影响，即两者之间的作用关系。     

不同土地利用类型土壤动物对土壤氮矿化季节变化的影响

以苏北沿海地区3种土地利用类型(杨树人工林、农田、杨农复合林)为研究对象,通过设置不同驱除土壤动物处理(撒萘驱除所有土壤动物、撒噻唑磷驱除土壤线虫、未驱除即对照),采用顶盖埋管法测定土壤矿质N含量及净N矿化速率,研究土壤动物对N矿化季节变化的影响。结果表明:①不同土地利用类型土壤NH⁺₄-N、NO^-₃-N、土壤总矿化N(TMN)含量均呈显著的季节变化(P＜0.05),驱除线虫和所有土壤动物显著降低了不同季节的土壤NH⁺₄-N、NO^-₃-N和TMN含量,但并没有改变它们的季节变化基本趋势。3种土地利用类型土壤NH⁺₄-N含量的季节变化均表现为夏＞秋＞春＞冬; 对于NO^-₃-N和TMN含量的季节变化,杨树林和杨农复合林均表现为夏＞秋＞春＞冬,而农田则表现为秋＞夏＞春＞冬; ②不同土地利用类型净N矿化速率季节差异显著(P＜0.05),杨树林和农田的净N矿化速率最大值出现在秋季(分别为0.25、0.29 mg/(kg·d)),杨农复合林净N矿化速率最大值出现在夏季(0.45 mg/(kg·d))。驱除线虫和驱除所有土壤动物显著降低了所有土壤利用类型春、夏、秋季的土壤净N矿化速率(P＜0.05),而未改变杨农复合林净N矿化速率的季节变化趋势。驱除所有土壤动物改变了杨树林和农田的净N矿化速率的季节变化趋势,杨树林和农田驱除所有土壤动物的季节变化表现为夏＞秋＞春＞冬,而对照表现为秋＞夏＞春＞冬。重复测量方差分析表明,季节和驱除土壤动物处理对净N矿化速率有显著的交互作用(P＜0.01),表明驱除土壤动物可能会影响净N矿化速率的季节变化。     

胶州湾内外水体部分化学、生物因子的调查分析

在1997-08～1998-06间5次海洋调查的基础上，分析讨论了胶州湾内外水体营养盐和叶绿素的季节变化特征及其影响因子。从调查来看，硝酸盐和磷酸盐的季节变化呈双高峰，分别在8月和12月(硝酸盐：7．0～9．0μmol／L；磷酸盐：0．4～0．5μmol／L)，低值在10月和6月(硝酸盐：1．2～2．2μmol／L；磷酸盐：0．2～0．3μmol／L)。硝酸盐的值湾内明显高于湾外。磷酸盐的值各站的差别较小。相对来说氨氮的季节变化规律不太明显。分析表明营养盐的季节变化受河流径流及水体内各生态过程的共同作用。叶绿素的季节变化呈春夏季高(2．6～5．1mg／m^3)，冬季低(0．2～0．6mg／m^3)的特征。并从浮游植物碳量平面分布进行了分析。     

鄱阳湖典型沉水植物分布区CO2、CH4释放日变化特征

为进一步准确评估鄱阳湖湿地碳平衡,探讨不同湿地类型碳排放特征与控制因子,在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区选择典型沉水植物分布区进行了CO2、CH4释放的昼夜变化观测.结果表明:1)CO2、CH4释放均具有明显的单峰型日变化模式,释放速率变化范围分别为172.43~365.40 mg CO2·m-2·h-1、16.92~31.57 mg CH4·m-2·h-1;2)温度是影响CO2、CH4释放的主要因子,CO2释放速率与土壤温度之间相关性最显著,而CH4释放速率与水温相关性最显著;CO2释放基于气温和土壤温度的敏感性指数Q10分别为2.6,3.0;3)观测日沉水植物分布区碳排放以CO2为主,约占总碳排放的77.2%,CH4约占22.8%,考虑到两者的增温潜能,沉水植物区CH4释放引起的温室效应高于CO2.     

重庆缙云山降水化学组成的季节变化特征分析

对重庆缙云山自然保护区1998-1999年126个降水雨样的主要化学组成成分特征和季节变化特点进行了分析研究，结果表明，缙云山降水pH平均值为5.23，电导率为33.90μs／cm，降水的酸化与污染程度低于重庆市市区，降水pH值和各主要离子表现出明显的季节变化特征，总体表现为冬、春季污染程度高于夏秋季，这可能与降水量的季节分布等有关，降水中NH4^-和Ca^2＋的大量存在极大地中和了酸根离子（SO4^-、NO3^-、Cl^-）对雨水的酸化作用，提高了降水pH，降低了酸雨发生频率，降水pH与各主要离子在冬季表现出显著的负相关关系，碱性阳离子（K^＋、Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、NH4^-）与SO4^2-的相关性在冬季极为显著，在夏季则较弱，电导率与SO4^2-的相关性表现出同样的季节变化特点。     

北京市城区单监测点PM2.5质量浓度变化特征

2009年在北京师范大学科技园内对PM2.5质量浓度的连续监测结果表明,PM2.5质量浓度的年均值为55.2μg.m-3,日均值在1.2~325.9μg.m-3之间变化,且频数分布呈现出明显的倾斜:大量的质量浓度值位于30~70μg.m-3之间;季节变化特征为冬季PM2.5污染水平明显高于其他季节;不同季节的日变化模式存在显著差异:整体上是冬季夜间质量浓度高于白天,夏季白天质量浓度高于夜晚,同时在各个季节下午16:00以后质量浓度都存在回升现象.     

CH3CN与NO+反应动力学的理论研究

用密度泛函理论在QCISD/6-311 G**//B3LYP/6-311G*水平上对星际分子CH3CN和NO 的反应机理和动力学进行了理论研究,得到了体系的势能面信息和可能的反应机理:CH3CN和NO 反应中共存在9个反应通道、4种中间体和11种过渡态,并得到CH2 CHN2O,CH2C N2OH,CH3NC NO 和CH3C N2O 4种产物;从能量变化角度考虑,CH3CN NO →CH3NC NO 应为主反应通道.     

N_2/CO_2/H_2O抑制甲烷燃烧数值分析

建立了CH4-O2预混气体等容绝热燃烧、爆炸的零维数学模型,并以此为基础对惰性气体抑制CH4点火、燃烧和爆炸的微观化学动力学过程进行数值模拟.数值计算结果表明,N2,CO2和H2O的加入,大大延长了CH4-O2预混气体的点火延迟时间,同时降低了燃烧反应系统温度.N2,CO2和H2O能有效抑制CH4点火、燃烧和爆炸,一方面源于CH4和O2在混合气体中的摩尔浓度被降低,致使离解出的H,O,OH和CH3自由基减少;另一方面则源于N2,CO2和H2O作为第三体稳定分子参与三元碰撞反应,使高活性的自由基转变成了低活性的稳定分子.相同条件下,CO2和H2O除了重点参与三元碰撞反应外,还不同程度地参与其他链式反应,而N2则是完全不参与其他链式反应.这就导致N2,CO2和H2O的抑燃、抑爆的能力和效果存在差异.