湿地甲烷氧化测定方法及主要控制因子研究综述

湿地甲烷氧化是控制湿地甲烷通量的重要因子.本文对湿地甲烷氧化的测定方法与主要控制因子进行了综述.湿地甲烷氧化的测定方法主要包括未添加甲烷氧化抑制剂培养法和添加甲烷氧化抑制剂培养法.湿地甲烷氧化是诸多因子综合作用的结果,控制湿地甲烷氧化的因子包括湿地生态系统类型、温度、土壤湿度、底物、pH值等.比较而言,底物的浓度(甲烷和氧化性物质)以及土壤湿度是更为重要的环境因子.     

湿地甲烷产生的测定方法及主要控制因子研究综述

湿地甲烷排放是湿地甲烷产生、传输和氧化过程的综合作用的结果,其中,甲烷产生是甲烷排放的先决条件.本文对湿地甲烷产生的测定方法以及控制湿地甲烷产生的主要因子进行了综述.湿地甲烷产生的测定方法包括厌氧培养法和添加甲烷氧化抑制剂的方法,比较而言,运用厌氧培养法的研究成果较多,而且也较为成熟,对于培养土样的选择,鲜土与干土培养均有实例.许多因子控制着湿地甲烷的产生过程,包括温度、土壤水、pH值和底物等,其中,甲烷产生所需的底物因子最为重要.     

湿地甲烷产生的测定方法及主要控制因子研究综述

湿地甲烷排放是湿地甲烷产生、传输和氧化过程的综合作用的结果,其中,甲烷产生是甲烷排放的先决条件.本文对湿地甲烷产生的测定方法以及控制湿地甲烷产生的主要因子进行了综述.湿地甲烷产生的测定方法包括厌氧培养法和添加甲烷氧化抑制剂的方法,比较而言,运用厌氧培养法的研究成果较多,而且也较为成熟,对于培养土样的选择,鲜土与干土培养均有实例.许多因子控制着湿地甲烷的产生过程,包括温度、土壤水、pH值和底物等,其中,甲烷产生所需的底物因子最为重要。     

底物和电子受体对互花米草湿地沉积物甲烷产生潜力的影响

采用室内厌氧培养法研究闽江河口潮汐盐湿地甲烷产生不同底物(醋酸、甲醇和三甲胺)及电子受体(SO42-、NO3-和NH4+)对外来入侵种互花米草Spartinaalterniflora湿地表层沉积物甲烷产生潜力的影响,结果表明:盐湿地非竞争性甲烷产生底物中的甲醇对互花米草湿地表层沉积物甲烷产生潜力的促进作用最大,高于醋酸和三甲胺,且3种底物的添加均在培养5d后对沉积物甲烷产生潜力的促进作用最为明显;随着培养时间的增加,不同浓度的SO42-、NO3-、NH4+的添加对沉积物甲烷产生潜力的影响呈现出抑制作用或无抑制作用2种结果,添加电子受体的浓度越高,对沉积物甲烷产生潜力的抑制作用越显著。     

控制湿地甲烷产生的主要电子受体研究进展

综述了影响湿地甲烷产生的电子受体最新研究进展,结果表明:①电子受体对甲烷产生的控制作用主要表现在电子受体还原菌与甲烷产生菌间底物的竞争以及提高甲烷产生环境的氧化还原电位;②3种电子受体间竞争电子供体的能力为硝酸盐三价铁硫酸盐,而相应作用下氢的阈值则与之相反,电子受体间除竞争机制还有彼此间的相互联系;③温度、电子供体、氧化还原电位和pH值是湿地土壤中电子受体还原过程的主要环境影响因子.     

潮汐盐湿地甲烷产生及其对硫酸盐响应研究进展

综述了潮汐盐湿地甲烷产生及其对硫酸盐还原过程响应的最新研究进展。潮汐盐湿地甲烷产生除竞争性底物醋酸和二氧化碳/氢气外,甲胺、三甲胺、甲醇和甲硫氨酸等非竞争性底物同样十分重要;潮汐盐湿地甲烷产生潜力较低;硫酸盐对甲烷产生抑制作用明显;底物、硫酸盐浓度、温度与pH值均对硫酸盐抑制甲烷产生过程产生影响,此外,潮汐、盐分、菌种数量与活性也是影响甲烷产生过程主要因子。     

闽江口芦苇湿地土壤甲烷产生与氧化能力研究

用室内干土培养法对闽江口芦苇(Phragmites australis)湿地土壤甲烷产生与氧化能力进行了研究。结果表明:①在30℃培养条件下,培养5 d与培养12 d、19 d的湿地土壤甲烷产生率具有显著差异(n=8,p<0.05),而培养12 d与培养19 d的湿地土壤甲烷产生率差异不显著(n=8,p>0.05),随着培养时间的增加,湿地土壤甲烷产生率逐渐减小;②不同土层平均甲烷产生率范围为0.028 2~0.123 3μg/(g.d),0~5 cm土层的甲烷产生率最高,与其他土层的甲烷产生率具有显著差异(n=3,p<0.05),其他土层间的甲烷产生率差异不显著;③在30℃下培养19 d后,湿地土壤甲烷产生受到抑制,将培养温度升高至35℃,其甲烷产生率未发生明显变化,而随后葡萄糖的添加,明显地促进了湿地土壤甲烷的产生;④湿地土壤甲烷的产生能力与土壤pH、Eh和全氮显著相关(n=8,p<0.05),与盐度也存在相关关系,与有机碳含量的相关性不显著;⑤30℃培养条件下,0~10 cm土层甲烷氧化能力最强,且甲烷氧化能力与甲烷产生能力密切相关。     

米草属植物盐沼湿地甲烷排放研究综述

米草属植物是典型的盐沼湿地优势种,在北美东海岸及墨西哥湾广泛分布,同时作为一种引入种或入侵种分布在西欧沿海湿地及我国广大沿海湿地,并有不断扩大其分布区面积的趋势,构成了全球沿海盐沼湿地的重要组成部分,也是全球重要的甲烷排放天然源。综述了国内外关于米草属植物盐沼湿地甲烷排放研究进展,包括米草属植物盐沼湿地甲烷排放通量、季节变化、甲烷的产生、氧化与传输以及影响甲烷通量的主要因子。     

天然湿地土壤产甲烷菌及其影响因子研究进展

综合评述了天然湿地产甲烷菌种类、主要产甲烷途径的空间变异及其影响因子。温度不仅可以改变产甲烷菌群落结构和功能,也可影响产甲烷菌功能发挥,目前有关温度对湿地土壤甲烷产生的影响机制有待揭示。以乙酸为底物的产甲烷菌大多生存于维管束植物生长的湿地,H₂/CO₂还原则为苔藓泥炭沼泽甲烷产生的主要途径;在pH<4.7的偏酸性湿地中,自由态乙酸可以降低乙酸发酵型产甲烷菌活性,而氢营养型产甲烷菌和部分其他微生物可能具有自身的弥补机制。还提出今后中国沼泽湿地产甲烷菌和甲烷排放有待加强研究的主要内容。     

闽江口半咸水芦苇潮汐沼泽湿地甲烷动态

利用2008-2010 年3 年的测定数据研究了闽江口半咸水芦苇潮汐沼泽湿地的甲烷动态特征, 其中2008-2009 年连续2 年采用静态箱-气相色谱法测定了芦苇潮汐沼泽湿地在涨潮前、涨落潮过程和落潮后3 个阶段排向大气的甲烷通量;此外, 还添加甲烷氧化抑制剂原位测定了芦苇沼泽湿地的甲烷产生与氧化, 采用自行设计的悬管装置原位测定了芦苇植株介导的甲烷传输排放速率。芦苇沼泽湿地甲烷排放通量具有明显的季节变化, 高温季节同时也是甲烷排放的高峰期;涨潮前、涨落潮过程和落潮后3 个阶段甲烷排放通量分别是0.69~40.95、0.26~9.57 和0.74~22.10 mg m^-2 h^-1, 平均值分别为7.53, 2.19 和4.93 mg m^-2 h^-1;涨落潮过程排向大气的甲烷通量明显低于涨潮前和落潮后;夏季测定日甲烷产生和氧化均高于冬季测定日;冬夏两个测定日芦苇植株髓腔内甲烷浓度均表现出明显的夜高昼低及由底部向顶部迅速降低的特点;不同生长阶段的芦苇植株甲烷传输排放速率明显不同, 快速生长阶段的芦苇植株甲烷传输排放速率最高,年尺度上单株芦苇植株介导的甲烷传输排放速率平均值为33.67 μg culm^-1h^-1, 芦苇植株介导的甲烷传输排放量占芦苇沼泽湿地甲烷排放通量的2.3%~28.5%, 植株距地面0~20 cm部位对整株传输排放甲烷的贡献率在不同季节均维持在较高水平, 均值为43.4%。     

不同电子受体及盐分输入对河口湿地土壤甲烷产生潜力的影响

对闽江河口芦苇(Phragmites australis)湿地土壤甲烷产生潜力及电子受体(硝酸盐,三价铁和硫酸盐)及盐分(氯化钠)输入对其的影响进行了厌氧培养实验及测定。结果表明,芦苇湿地土壤甲烷产生潜力范围是0.0202~0.0871 μg · g^-1 · d^-1,0~10 cm土壤甲烷产生潜力最大;电子受体及盐分的输入对土壤甲烷产生潜力具有抑制作用,3种电子受体对甲烷产生潜力抑制程度从大到小为硝酸盐>三价铁>硫酸盐,不同浓度硝酸盐与三价铁添加后甲烷产生潜力与对照土壤差异显著(P<0.05),而硫酸盐与盐分的添加抑制作用不显著,对于每一种电子受体及盐分其不同浓度处理对甲烷产生潜力的影响差异也不明显(P>0.05)。     

沼泽甲烷排放及其主要影响因素

综合评述了不同类型沼泽产生、氧化和排放甲烷能力的差异及其主要影响因素。沼泽水位的变化引起沼生植物种群更替，从而形成不同类型的沼泽及其土壤剖面形态特征，进而导致沼泽产生和排放甲烷能力的不同。腐泥沼泽产生和排放甲烷能力最强，泥炭沼泽次之，森林沼泽再次之，苔藓泥炭沼泽最弱。甲烷排放以夏季最多，春秋季次之，冬季最低。在影响沼泽排放甲烷能力中，水位的变化最为强烈，底物、植物种类及数量和温度次之，pH、外源氮和土壤性质也有一定的作用。     

土地利用方式对白浆土氧化甲烷的影响

白浆土在不同土地利用方式下CH4氧化潜力存在显著差异。天然草甸表层土氧化大气CH4的潜力最大,如果被开垦成人工林、旱田和水田,则氧化潜力分别降低64%、98%和117%。土壤透气性下降,甲烷氧化细菌数量减少以及活性降低,可能是土地利用方式改变后白浆土氧化CH4潜力下降的主要原因。白浆土氧化大气CH4潜力具有明显的垂直分异:草甸和林地土壤氧化大气CH4的潜力随着土壤深度的增加而减小;旱田土壤中耕作层下残存的有机质含量较高的层次仍保留了较强的氧化大气CH4潜力,氧化CH4速率是耕作层的13倍;即使是在大气中培养,水田土壤整个剖面仍排放CH4,最低层CH4排放率最小。供试白浆土氧化大气CH4速率与土壤有机碳、碱解氮和全氮含量显著正相关,与pH和土壤含水量(%WHC)负相关。在一定的温度和水分条件下,土壤有机碳含量是决定白浆土氧化大气CH4速率的一个最重要因素。     

杉木人工林和水稻田土壤呼吸Q_(10)值的影响因素初探

通过实验室自然变温实验,利用LI-8100研究温度和培养时间对2种土地利用方式(杉木人工林和水稻田)的土壤呼吸温度敏感性的影响,培养时间为180 d.结果表明,指数模型较好地拟合了土壤呼吸速率与5 cm处土壤温度的关系,并且低温时段优于高温时段的拟合效果.土壤呼吸Q10值随5 cm处土壤温度的升高呈降低趋势,杉木人工林地土壤Q10值由3.18下降到1.40,而水稻田土壤Q10值则由2.97下降到1.51,且二者差异不显著(P>0.05),说明土地利用方式对土壤呼吸温度敏感性影响不大.回归分析表明,林地和水田的Q10值与培养时间均呈极显著的负相关关系,表明除温度外,Q10值的变化还与培养时间有关.     

堆肥对土壤主要营养元素可溶性的影响--以0.01MCaCl2作浸提剂

以土壤与不同比例堆肥混合培养试验为基础,研究了堆肥对土壤主要营养元素可溶性的影响。对试验结果的统计分析表明,在０．０１ＭＣａＣｌ２浸提液中的可溶有机全碳（ＴＯＣ）在堆肥比例１０％时急剧上升;ＮＯ３＾－和Ｋ随堆肥比例的增加而明显增加。ＴＯＣ在混合物培养７５ｄ前明显下降后又上升;ＮＯ３＾－随培养时间的变化无规律;Ｋ随培养时间而下降;Ｐ不受堆肥比例及培养时间的影响。