崇明东滩湿地CO2 、CH4和N2O 排放的时空差异

通过静态暗箱—气相色谱法研究了长江口崇明东滩四类典型湿地(围垦湿地、高潮滩、中潮滩和低潮滩)CO₂、CH₄和N₂O排放特征及影响因素。结果表明,在生长季尺度下,CO₂、CH₄和N₂O均以排放为主;在昼夜尺度下,CO₂和CH₄在夜间排放量大于白昼排放量,而N₂O的排放高峰出现在下午;在潮水退去、潮滩暴露初期,CH₄和N₂O有大量排放,CO₂正好相反。崇明东滩温室气体排放通量自岸向海有明显的梯度变化,总体趋势是越近岸通量值越大。观测与实验表明,温度、潮汐、土壤理化性质、植物和土地利用变化都对温室气体排放通量有明显的影响,其中滨海潮滩湿地特有环境因子潮汐以"淹没—暴露"光滩沉积物的方式控制温室气体的排放。     

Li+,Na+,K+/Cl-,SO2-4-H2O五元体系25 ℃相图及其应用

Li⁺,Na⁺,K⁺/Cl-,SO2-₄-H₂O五元体系相图对于硫酸钠亚型富锂卤水分离提取锂盐、锂辉石加工利用和锂盐产品的开发利用工艺制定都有指导作用。20世纪50年代曾有人研究过这一体系25 ℃时的相图,限于当时的科研水平,液相组成确定不准确,对平衡固相的判断,后来诸多研究结果证明也有错误。50多年来再没有人研究这一五元体系相图。利用我们提出的Li⁺,Na⁺,K⁺/Cl^-,SO^2-₄-H₂O六元体系热力学模型,对该五元体系的平衡溶液组成和正确的平衡固相进行理论预测,给出了该体系的完整相图。结合硫酸锂混盐分离、加工实例阐述了该五元体系相图的应用。     

210Pb、137Cs 计年法在现代海岸带沉积速率 研究中的应用述评

²¹⁰Pb、¹³⁷Cs 计年法已被国内外广泛用于湖泊、河流和海洋现代沉积速率的研究中。本文在 回顾了210Pb、137Cs 计年法应用于海岸带沉积速率研究的现状以及存在问题的基础上, 根据海岸带 沉积环境特征分析了²¹⁰Pb、¹³⁷Cs 计年法在应用中应当注意的问题, 包括采样精准性, 样品分离的 分辨率, 数据校正方法的选择及两种方法的相互印证等。从几个方面探讨了提高沉积速率测定精 度的可能性, 同时指出, ²¹⁰Pb、¹³⁷Cs 的扩散混合模型的建立, ¹³⁷Cs 沉积滞后的问题, 以及¹³⁷Cs、²¹⁰Pb 计年法的应用范围等仍有待深入探讨。     

海南岛滨海沙地风沙活动的137Cs示踪初步研究

 采用¹³⁷Cs示踪法研究了海南岛滨海地区风沙活动特征，初步查明：由于¹³⁷Cs沉积量有限，海南岛¹³⁷Cs背景值含量较低，距海越近沙地中¹³⁷Cs含量越低，在植被覆盖较好的草地与林地土壤中¹³⁷Cs含量稍高；根据灌丛沙丘及丘间地剖面的137Cs分布态势，丘间地剖面¹³⁷Cs含量趋于微量的均匀化，表现出长期稳定沉积特征，而灌丛沙丘具有人为扰动剖面的特征；海南岛西部沙地风沙沉积速率约为1.25 cm·a^-1。     

云南丽江树轮δ18O记录的大气环流变化信息

通过对云南玉龙雪山丽江冷杉年轮晚材纤维素氧同位素 (δ¹⁸O) 的分析,建立了1902-2004时段年分辨率的树轮δ¹⁸O序列。将所得序列与相邻的丽江市气象站记录的气候资料对比,分析了树轮δ¹⁸O对气候要素的响应。结果表明,丽江冷杉年轮晚材中的δ¹⁸O与其生长季气候因子密切相关。主要与季风期 (8-10月) 的降水和相对湿度、6-10月总云量、5-6月平均温度显著相关,尤其和总云量相关性最高 (r = -0.45,P = 0.01)。同时,树轮δ¹⁸O年际变化与南亚季风指数、东亚夏季风指数呈反相关关系,并与1-5月南方涛动指数负相关显著,在一定程度上反映了大尺度的大气环流影响。     

球形MnO2·0.5H2O提锂性能及其机理研究

考察了形貌对尖晶石型锂离子筛吸附剂MnO₂·0.5H₂O吸附性能的影响。实验证明,反应物Mn₂O₃的形貌在很大程度上决定了前驱体及其吸附剂的形貌。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和N₂吸附—解吸等温线等对样品进行了表征。表征和吸附实验结果表明,与立方形锂离子筛相比,球形锂离子筛具有较高的吸附容量(42.46 mg/g),同时对溶液中的Li⁺具有较高的选择性。表面脱质子和离子交换过程的共同作用增强了离子筛型吸附剂的提锂Li⁺性能。此外,本文对Li1.6Mn1.6O₄与MnO₂·0.5H₂O的吸附—解吸机理进行了解释。     

Li+的水合结构和近似饱和水合层:基于密度泛函理论的研究

结合密度泛函理论,运用B3LYP/aug-cc-pVDZ方法对[Li(H₂O)_n]⁺(n=1~10)水合团簇的结构进行了研究。研究结果表明,在气相和液相中,四配位结构的[Li(H₂O)_n]⁺水合团簇比其五配位的异构体稳定,即在水溶液中Li⁺易形成四配位的四面体结构。随着同时水分子数的增加,Li-O键长增大,Li⁺上的电荷密度减小。但是当水分子数大于4时,Li-O键长和Li⁺上的电荷密度变化很小。[Li(H₂O)_n]⁺水合团簇中每个水分子的结合能计算结果表明,7个水分子已足以形成Li⁺的近似饱和水合层。另外红外光谱显示[Li(H₂O)_n]⁺水合团簇中O-H伸缩振动随着水分子数的增加发生蓝移,而~3 600 cm-1和~3 500 cm-1处的吸收峰是第二水合层与第一水合层、第三水合层和第二水合层的水分子形成氢键引起的。     

14C测定年代报告(二)

本报告公布本实验室1984年9月至1986年2月测定的¹⁴C年代数据48个。     

塔里木盆地南缘沉积物磁化率、δ13C与粒度及其气候环境意义

本文研究表明,塔里木盆地南缘湖沼相沉积物质量磁化率与碳酸盐δ¹³C呈正相关关系,与粒度参数中056～3557μm各组分呈显著负相关,其中同1783～3170μm部分负相关性最为显著;与5637～2244μm之间各组分显著正相关,其中与7096～200μm各组分正相关性最为显著。其气候环境背景与意义表现为:在寒冷期中,δ¹³C偏轻,相对湿度和植被盖度增加,地表侵蚀减弱,只有较细物质才能向湖泊沼泽搬运加积,地表氧化环境减弱,磁化率减小;而在温暖期中,则相反。在区域对比基础上,根据上述指标将近40ka以来此地区气候环境变化划分了8个阶段。本文的各种指标（特别是粒度指标）与GreenlandGISP2冰芯δ¹⁸O记录之间有很好的吻合,表明研究区近40ka以来的气候与环境变化可能具有全球背景。     

NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性的影响

 研究了不同浓度NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗Na⁺、K⁺含量及液胞膜H⁺-ATP酶(H⁺-ATPase)和H⁺-焦磷酸酶(H⁺-PPase)活性的影响。结果表明,NaCl胁迫浓度的增加使骆驼蓬幼苗根、叶中的K⁺含量下降,Na+含量和Na+/K⁺比及K⁺对Na⁺的吸收和运输选择性增高;根、叶液胞膜H⁺-ATPase和H⁺-PPase活性升高,H⁺-ATP酶耦联比率无显著变化;根液胞膜依赖ATP和PPi的质子泵活性及Na⁺/H⁺逆向转运活性先升后降,叶依赖ATP的质子泵活性及Na⁺/H⁺逆向转运活性升高,依赖PPi的质子泵活性先升后降。说明液泡膜H⁺-ATPase和H⁺-PPase驱动的质子泵和Na⁺/H⁺逆向转运活性对Na+在液泡内的积累及其骆驼蓬的耐盐性起重要作用。     

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。     

三江平原不同土地利用方式下湿地土壤CO2通量研究

利用暗箱-气相色谱法,同步测量了三江平原几种主要生态类型湿地土壤原始的小叶章草甸白浆土、毛果苔草泥炭沼泽土、已垦旱作草甸白浆土和人工水田草甸白浆土,进行CO2排放通量的对比研究.结果表明不同土地利用方式下,旱作草甸白浆土土壤CO2排放通量最大,平均值为775.38mg/(m2@h);小叶章草甸白浆土土壤次之,平均值为439.02mg/(m2@h);人工水稻田草甸白浆土土壤CO2通量最小,平均值为128.96mg/(m2@h);毛果苔草泥炭沼泽土土壤CO2排放通量介于小叶章草甸白浆土土壤和水稻田草甸白浆土土壤之间,平均值为247.08mg/(m2@h).湿地开垦为旱田,使湿地"碳汇"功能减弱或丧失,变成"碳源";湿地开垦为水田,是比较合理的湿地农业利用方式.     

三江平原沼泽土中多环芳烃分布及火烧的影响

为了研究三江平原沼泽土中多环芳烃(PAHs)的分布,采用气相色谱—质谱法(GC-MS)对沼泽土中16种优控多环芳烃污染物进行分析。结果表明,该区沼泽土中共检测出萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽和芘8种PAHs,其总含量为365.4～975.4ng/g,平均值为(850.7±126.2)ng/g。与中国东北其他地区沼泽土相比,其低于长白山和大兴安岭摩天岭雨养泥炭沼泽土中的PAHs含量。检测出的PAHs以低环为主,在不同成分中萘、芴、菲的含量较高;不同采样点中,有火烧迹象沼泽土中的PAHs含量高于无火烧迹象的沼泽土。为验证火烧的影响,进行了土壤热处理后PAHs变化的试验,结果显示,经热处理后的沼泽土中PAHs的总量及各成分的含量均高于未经热处理的沼泽土。火烧是影响三江平原沼泽土中PAHs含量的重要因素之一。     

三江平原季节性积水沼泽湿地能量平衡要素研究

2005年6月1日到8月30日,在中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站沼泽综合试验场季节性积水沼泽湿地,观测了净辐射和土壤热通量;利用Penman-Monteith公式和地表能量平衡方程式计算了潜热通量和感热通量;同时用SHAW模型对以上4个能量平衡要素进行了模拟研究,并用观测值以及模型效率、标准差和平均方差检验和评价了其模拟效果。结果表明,三江平原季节性积水沼泽湿地净辐射在6月末至7月初较大;潜热通量主要受净辐射的影响,与土壤水分关系不密切;沼泽湿地地表在6月初至8月中旬以吸收能量为主,8月末以后则开始释放能量;感热通量在植物生长季的初期和末期较大,在中期则比较小。SHAW模型能较好的模拟出沼泽湿地的净辐射、潜热通量和土壤热通量;该模型虽对感热通量的模拟结果并不理想,但能较好的模拟其变化趋势。这说明SHAW模型基本适用于对季节性浅积水沼泽湿地（水深小于10cm）能量平衡各要素的模拟。     

锡林河流域羊草草原暗栗钙土矿质氮动态变化

通过野外采样,分析了内蒙古锡林河流域三个不同放牧强度羊草草原0～30cm表层土壤中矿质氮（NH₄⁺-N+NO₃^--N）的浓度特征,研究了它们在生长季期间的含量变化情况。结果表明:羊草草原暗栗钙土中矿质氮主要以NH₄⁺-N形式存在,矿质氮含量仅占土壤全氮的0.20%～0.92%;土壤矿质氮含量随草地放牧强度升高而降低,围封禁牧多年的羊草样地矿质氮含量高于轮牧地和自由放牧地;生长季期间0～10cm、10～20cm和20～30cm各层次土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N含量随土壤温度、水分和植物生长吸收的变化而波动明显,不同深度土壤矿质氮的季节变化趋势基本一致,表层0～10cm土壤矿质氮含量波动幅度最大:在4月和7、8月份,NO₃^--N和NH₄⁺-N浓度分别出现峰值;NH₄⁺-N和NO₃^--N含量随采样深度增加而降低,各采样点0～30cm土壤中NH₄⁺-N含量均高于NO₃^--N。     

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)。     

Potential of Svalbard reindeer winter droppings for emission/absorption of methane and nitrous oxide during summer

Droppings of Svalbard reindeer (Rangifer tarandus platyrhynchus) could affect the carbon and nitrogen cycles in tundra ecosystems. The aim of this study was to evaluate the potential of reindeer droppings originating from the winter diet for emission and/or absorption of methane (CH₄) and nitrous oxide (N₂O) in summer. An incubation experiment was conducted over 14 days using reindeer droppings and mineral subsoil collected from a mound near Ny-Ålesund, Svalbard, to determine the potential exchanges of CH₄ and N₂O for combinations of two factors, reindeer droppings (presence or absence) and soil moisture (dry, moderate, or wet). A line transect survey was conducted to determine the distribution density of winter droppings at the study site. The incubation experiment showed a weak absorption of CH₄ and a weak emission of N₂O. Reindeer droppings originating from the winter diet had a negligible effect on the exchange fluxes of both CH₄ and N₂O. Although the presence of droppings resulted in a short-lasting increase in N₂O emissions on day 1 (24 h from the start) for moderate and wet conditions, the emission rates were still very small, up to 3 μg N₂O m⁻² h⁻¹.     

三江平原大豆田氮循环模拟研究

三江平原是我国面积最大的湿地分布区,经多年开垦现已发展成为我国重要的商品粮基地,由于开垦后下垫面条件发生了很大变化,加之农业生产活动的影响,使本区土壤氮循环发生了根本性的改变。以三江平原地区典型低湿地大豆田为研究对象,采用美国新罕布什尔大学李长生教授所提出的一种生物地球化学模型ＤＮＤＣ来模拟农田生态系统中土壤－植被－大气之间氮素的循环,以及温室气体Ｎ２Ｏ的排放规律。     

人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化

利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO₂、CH₄、N₂O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH₄排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N₂O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N₂O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N₂O排放相对较高,垦殖后农田土壤N₂O排放通量最大,沼泽湿地土壤N₂O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。