太湖及其周围河流中N2O的空间分布与释放通量

本次研究选择中国东部一个生态和环境空间分异极大的浅水湖泊（太湖）以及周围河流,分别于2003年7月和9月两次采集湖水和河水样品,分析其中的N₂O浓度,并利用扩散模型公式估算水-气界面N₂O交换通量。结果显示N₂O饱和度的空间变化从70％不饱和到2708％过饱和变化范围很大。N₂O饱和度的空间分布,N₂O与CH₄、无机氮、TDS（总溶解固体物质）之间的相关性都表明：   太湖重度富营养区N₂O的产生极大地受到人为N输入的影响。然而,初步的通量分析显示湖泊N₂O的释放因子不超过0.63％,小于河流中的默认值,N₂O产率也略低于水环境中的平均值,太湖以面积为权重的释放通量平均值并不高,在7月和9月分别为14.0μmol/m²·d和9.7μmol/m²·d。这些结果表明流域人为N输入对整个湖泊N₂O的促进作用是有限的,预计未来湖泊N₂O释放不会因为人为活动增加而出现大幅度增加的状况。流域内各生态景观N₂O释放量的比较,也表明富营养湖泊总体上仍然是一个十分有限的大气N₂O释放源。相反,太湖周围河流存在较大的N₂O释放速率,在7月和9月估算的N₂O释放通量分别为142.1μmol/m²·d和28.8μmol/m²·d。将这一释放速率推广到整个流域后,预计河网的N₂O释放量将占到耕作土壤的10％～50％,显示了河流对区域N₂O质量平衡具有较重要的影响。     

太湖梅梁湾温室气体(CO2,CH4和N2O)浓度的昼夜变化及其控制因素

营养盐载荷增加、富营养化以及全球增温等对湖泊温室气体的影响目前认识还很有限,原因之一在于对湖泊温室气体产生的动力过程了解不够深入,缺少高时间分辨率的现场观测数据。为了解决这一问题,在富营养的太湖梅梁湾水体,每一小时收集一个样品,直接分析N2 O和CH4饱和度、CO2分压(pCO2)以及其他地球化学参数。在7月份的观测中,N2 O和CH4显示出显著的昼夜变化规律。相关性分析表明,有机质降解是调节湖泊N2 O和CH4变化的重要因素之一。虽然人为活动是控制湖泊温室气体大规模变化的主要因素,但沉积物-水界面的生物地球化学过程对温室气体浓度在短时间尺度上的变化有着重要的影响。研究结果揭示了湖泊温室气体除了受人为活动影响外,湖泊自身的生物地球化学过程也是重要的调控因素之一。     

土壤N2O释放通量季节变化的主要环境驱动因素研究

根据对贵州玉米－油菜轮作田、大豆－冬小麦轮作田和休耕地N2O释放通量的田间观测，研究了气候、农业活动和土壤性状对田间N2O释放通量季节变化的影响。结果表明，当温度适宜于反硝化作用进行时，降雨事件与N2O季节释放峰间存在明显的驱动－响应关系；形成N2O释放峰的最佳WFPS在48％－80％，气温在15－25℃；自然土壤冬春季N2O释放通量与温度间存在指数函数关系。施肥增加了土壤N2O释放峰的强度，而翻耕能形成弱的N2O释放峰，农业活动在一定程度上改变了释放通量的季节变化模式。土壤有机质含量的微弱差异对N2O的释放产生长远影响，三试验田N2O释放通量季节变化与土壤有效N含量间不存在直接的定量关系。     

DNDC模型对我国旱地N2O释放的拟合对比分析

本文根据贵州省玉米－油菜轮作田、休耕地和大豆－冬小麦轮作田的N2O释放通量及其影响因子季节变化的是观测结果，对比分析了DNDC模型计算与三试验田田间观测在N2O释放通量及其主要影响因子季节变化上的拟合程度。结果表明，对N2O释放通量、土壤NO3^-和NH4^ 含量、土壤湿度和土温，模型计算结果与田间观测具有相似的季节变化模式和相近的数值，模型较好地反映了上述参数的动态变化过程。据此，推算出贵州省农业土壤N2O年释放量，并分析了气候变化和农业活动对释放量的潜在影响。     

夏季长江河口潮间带反硝化作用和N2O的排放与吸收

采用培养箱乙炔抑制和现场静态箱法,于夏季(7月)在长江河口潮滩潮间带进行了采样,研究表明,长江河口潮滩水体自身N2O产生速率很低,在潮汐淹没期沉积物是上覆水体N2O的来源,其来自沉积物中反硝化、硝化等氮素循环的多个反应过程,沉积物中N2O自然产生速率在0.10～8.50μmol/(m2·h)之间,反硝化速率在21.91～35.87μmol/(m2·h)之间。退潮出露期中潮滩是大气N2O的排放源犤交换速率在-11.03～13.17μmol/(m2·h)之间犦,5～10cm地温是影响N2O排放速率的显著性因素;低潮滩-大气界面N2O排放、吸收速率在-5.75～0.49μmol/(m2·h)之间。总体上看,中潮滩是大气N2O的排放源;而低潮滩对大气N2O有明显的吸收作用。潮滩植被(海三棱草和底栖藻类)的光合作用明显抑制了N2O的排放并可能导致吸收,而其呼吸作用则增加了N2O的排放,潮间带-大气界面N2O的排放和吸收与CO2的排放、吸收有显著的正相关关系。     

本溪水洞洞穴空气CO2浓度与温、湿度的空间分布和昼夜变化特征

洞穴空气CO2浓度是影响洞穴次生化学沉积物沉积和溶蚀的重要因素之一。基于对本溪水洞洞穴空气CO2浓度、温度和湿度连续两个昼夜的系统观测结果,结合洞外大气CO2浓度、温度和湿度数据,初步分析了本溪水洞洞穴空气CO2浓度空间分布特征和昼夜变化规律：（1）洞穴空气CO2浓度自洞口开始快速增高至一定深度后趋于稳定,这个快速升高的距离与不同季节洞穴交换能力有关,秋季大约是370 m。洞穴CO2浓度稳定区的空间差异可能主要与洞穴结构和裂隙发育情况有关,在洞体变小的倚天长剑景点附近出现峰值,而在洞体变大的石瀑布景点和游客无法进入的源头区出现低谷。（2）观测期间,洞穴空气CO2浓度总体上呈递降趋势,基本上与游客数量有关。（3）在洞穴空气CO2浓度急剧上升的近洞口段,洞穴空气CO2浓度每个昼夜出现两个峰值,分别对应正午12时和午夜前后。本溪水洞洞穴空气CO2浓度的这种变化特点,受游客与工作人员的呼吸排放和洞穴与大气间的气体交换作用的双重影响。