内陆水体CH4冒泡排放研究进展

内陆水体是大气甲烷(CH₄)的重要排放源,其中冒泡途径排放的CH₄对总排放贡献较大。通过梳理国内外研究的最新进展,系统介绍了内陆水体CH₄冒泡的产生、传输、氧化及排放机制,并概述了CH₄冒泡排放的测定方法与技术。其次,基于不同的时空尺度,对比分析了全球内陆水体的CH₄冒泡排放的时空变化特征;总结了CH₄冒泡产生与排放过程中相关影响因素的作用机制,并介绍了水体CH₄冒泡排放模型的发展现状。最后,探讨了内陆水体CH₄冒泡的潜在研究方向与挑战,为后续中国内陆水体CH₄冒泡排放观测、过程机理与调控机制探究、模型开发与估算等研究工作提供参考。     

贵阳雨水无机氮沉降的氮、氧同位素特征

雨水中氮沉降主要以铵盐(NH+4)和硝酸盐(NO-3)形式存在,这与地表生态氮循环和酸雨等环境问题直接相连.我们测定了贵阳地区雨水中的NH+4和NO-3的氮氧同位素值,讨论了氮素形态分布及其同位素组成特征,探讨了雨水中溶解无机氮的成因.雨水中的NH+4和NO-3平均值分别为0.81和o.51mg N/L;铵盐的δ15N平均值为-4.7‰,较硝酸盐的δ15N平均值负,雨水中硝酸盐δ18O值为25.2‰～40.1‰,平均值为34.2±4.3‰,季节性差别不显著.     

贵阳市地表水地下水化学组成:喀斯特水文系统水-岩反应及污染特征

为了解喀斯特地区水-岩相互作用特征和辨别地下水污染物的来源,为揭示人类活动对喀斯特地下水文地球化学环境的影响,研究了贵州省贵阳市不同岩性含水层地下水和地表水的化学特征.结果发现,地表和地下水主要有HCO₃型和SO₄型以及这两种化学类型的混合型.地下水地表水化学溶解物质主要来源于碳酸盐岩和碎屑沉积岩的化学风化作用,硫酸盐矿物的溶解和硫化物氧化形成的硫酸对岩石矿物的化学风化是导致水体富集硫酸盐的主要因素.区内地表水和地下水的主要污染物质为K+、Na+、Cl-、SO₄2-和NO₃-.这一研究成果为评价地表/地下水环境的质量现状,为喀斯特地区地表水地下水资源的保护和利用提供了科学依据.     

西南喀斯特流域碳酸盐岩的硫酸侵蚀与碳循环

流域化学侵蚀及其速率与流域生态和环境之间的关系是当前地表地球化学研究的重要前沿领域,其中碳酸盐岩的硫酸风化机制及其与区域碳循环的关系则是科学家们最为关注的科学问题.因此,近年通过研究西南喀斯特流域地表水地球化学对这一科学问题进行了研究,发现西南喀斯特地区河水一般含有较多的SO2-4,从化学计量学、SO2-4的δ34S和溶解无机碳(DIC)的δ13S分析发现,硫循环中形成的硫酸广泛参与了流域碳酸盐矿物的溶解和流域侵蚀:西南喀斯特流域碳酸盐岩的侵蚀速率为97 t/(km2?a),消耗CO2量为25 t/(km2?a).对乌江流域河水硫酸盐离子的硫同位素研究结果认为:参与流域侵蚀的硫酸主要来自煤系地层硫化物和矿床硫化物的氧化及大气酸沉降,分别对河水SO2-4的贡献为50%、27% 20.5%(其余2.5%的SO2-4为硫酸盐蒸发岩的溶解);硫酸风化碳酸盐岩向大气净释放CO2的总通量为8.2 t/(km2?a),依此计算西南喀斯特区域向大气释放CO2的通量为4.4×1012g/a,相当于每年西南碳酸盐岩风化消耗CO2总通量的33%.将乌江流域的研究结果对我国大陆碳酸盐岩分布区域进行相应计算发现,硫酸风化碳酸盐矿物向大气释放的CO2总通量为28×1012g/a,相当于全球硅酸盐风化消耗CO2量的26%.硫酸参与流域侵蚀改变了区域碳循环,人为过程可以通过释放酸沉降、矿业活动和土地利用等形式加速流域侵蚀和影响流域元素的生物地球化学循环.     

遵义地下水碳的演化

地下水中碳的生物地球化学过程是全球碳循环和区域营养元素生物地球化学过程重要的组成部分,而且也与区域地下水水质紧密联系.     

喀斯特地区自然和人为因素对城市地下水的影响

贵州境内岩溶发育强烈,占全省面积的70%以上;地表多漏斗,地下多溶洞伏流,地下水与地表水交换强烈,地下水补给极为丰富,水-岩反应速度快且充分.地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给,以地下渗流方式补给河流、湖泊.由于特殊的岩溶作用过程和发育特征,出现一系列特殊岩溶环境问题.过量开采和不合理的利用,造成地下水位严重下降,形成大面积的地下水下降漏斗,在地下水用量集中的城市地区,还会引起地面发生沉降.而工业废水与生活污水的大量入渗严重污染了地下水源,危及地下水资源.地下水一旦被污染,治理与恢复将是一项复杂、困难、耗时且花费巨大的工程.因而系统地研究地下水的类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系,具有重要意义.     

喀斯特系统生物地球化学循环及对全球变化的响应

生物地球化学循环是地球系统物质循环的核心,是维系地表生态系统稳定和人类社会可持续发展的重要基础。然而,气候变化以及人类的过度干扰可能会显著改变表层地球系统中的生物地球化学循环过程,尤其是脆弱的喀斯特生态系统。特殊的多孔隙关键带结构也加速了喀斯特地区物质循环及其对外界环境变化的响应,影响了不同尺度的物质循环和生物地球化学过程。本研究主要综述了宏观尺度（气候变化）、中尺度（人类活动）和微观尺度（微生物活动）的环境变化对喀斯特地区生物地球化学循环的影响。结果表明多要素变化导致喀斯特地区物质循环受到强烈影响,气候变化、人类活动和微生物活动及其耦合关系对喀斯特地区生物地球化学循环的调控作用具有重要意义。最后,本研究强调了现有研究的局限性并指出未来研究的挑战与方向,即未来应从系统研究（如地球关键带）的视角出发,将多尺度观测－分析与综合模型集成研究并举,从而构建多源多尺度耦合的过程和系统模型,进而为阐明喀斯特系统的演变规律和动力学机制、实现喀斯特地区的生态保护和高质量发展提供理论基础。      

硝化和反硝化对湖泊有机质沉积成岩前降解作用的研究

贵州红枫湖10月叶绿素a(chla)和NO3^-含量均比7月明显降低。利用氮同位素等数据对此进行了研究，结果表明，含量的降低是由不同的生物地球化学作用引起的。chla含量的降低主要是水体中有机质降解(硝化)所致，而NO3^- 含量的降低则是缺氧季节湖泊沉积物表层反硝化作用的结果。缺氧季节表层水体仍然能发生较强烈的硝化作用。硝化作用和反硝化作用分别发生在热分层湖泊的上层和沉积物表层。反硝化作用不仅消耗大量的NO3^-，而且还造成了一定量的有机质降解(有机碳作为电子受体)。据估算，在红枫湖后五测点和大坝测点，总有机碳在沉积成岩前分别降解了78％和68％。其中由硝化作用引起的总有机质降解量分别为35．8%和25．9％，而反硝化作用则分别为13．4％和9．2％。     

西南喀斯特城市地下水文系统地球化学特征

在自然界水循环系统中,地下水系统是非常重要的亚系统,降水、蒸发、蒸腾、地下水补给、径流、排泄的时空变化对一个地区的生态环境有很大影响.     

遵义市地表水和地下水的Sr、S同位素地球化学特征

遵义市位于湘江上游流域,湘江属长江流域乌江水系,源流为高坪河和喇叭河,主要支流洛江均发源于大娄山脉东南山麓.湘江流经市区中部盆地河段,水流缓慢,河谷宽浅,阶地发育;横穿褶皱构造时,流速较大,越往下游,下蚀作用加剧.湘江既是遵义市工家业用水和城市生活用水主要水源,又是接纳和排走全市工家业废水和生活污水主要通道.