青藏高原腹地植物碳同位素组成对环境条件的响应

现代植物碳同位素组成是特定环境影响的结果,通过对植物碳同位素组成的研究可以揭示植物生长期环境信息。针对青藏高原腹地高寒草甸~高寒草原过渡区植被碳同位素组成进行研究;该区高山嵩草样δ13C值在-25.63‰~-27.95‰间,平均值-26.63‰;高寒草原区混合样δ13C值于-26.29‰~-27.73‰间,平均值-27.04‰。高山嵩草样δ13C值总体呈现由南东往北西方向正偏趋势,研究区北部高寒草原区混合植物样也呈现出由南向北富重碳同位素趋势。这些变化规律被认为是主要受降水环境影响的结果,而区域内降水条件的展布规律则是受高原夏季风运移方式的控制。对植物δ13C值与地理位置的回归分析表明,该区植被碳同位素组成与地理位置相关,高山嵩草样(r=0.44603,n=29,p<0.05)和混合样(r=0.8112,n=5,p<0.1)均表现出对区域降水环境条件的良好响应。据此,以该区植物δ13C值为背景,进行合理推算,拟定了研究区内干旱区和湿润区界限的位置。     

川西坳陷侏罗系天然气气源对比研究

川西坳陷侏罗系天然气具有δ13C1<δ13C2<δ13C3 的正常系列分布特征,为典型的热催化成因的煤型气,天然气母质类型主要为腐殖型。通过岩石组合特征分析,认为侏罗系天然气大部分来源于上三叠统须五段源岩,须四段和侏罗系本身源岩（如自流井组暗色泥岩）可能也有一定贡献;轻烃特征研究也说明了须五段源岩对侏罗系天然气有较大的贡献;δ13C1-Ro关系更进一步说明了侏罗系天然气主要来源于须五段烃源岩,而孝-新-合地区须四段和自流井组源岩可能有一定程度的贡献。     

黄土碳酸盐碳同位素环境意义讨论

黄土碳酸盐碳同位素广泛应用于第四纪气候环境变化的研究中,以往研究中多利用钙结核、次生碳酸盐或成壤碳酸盐,认为其反映了C₄植物的丰度。黄土高原碳酸盐碳同位素表现为黄土层高,古土壤层中低,即黄土层中C₄植物丰度高于古土壤层。然而,这样的结果和黄土有机碳同位素得到的结果矛盾,有机碳同位素的结果表明温度对C₄植物的分布起到了决定性作用。由于有机碳同位素对植物类型的反映更为直接而可靠,因此碳酸盐碳同位素反映C₄植物丰度存在疑问。对黄土高原黄土碳酸盐碳同位素的系统概括后认为,第四纪期间黄土碳酸盐碳同位素与C₄植物有直接联系,但C₄植物丰度不是唯一决定性的因素,碳酸盐碳同位素的指示意义存在复杂性。在黄土高原地区,植被发育程度、与大气CO₂交换程度、植被本身的碳同位素值的变化以及原生碳酸盐的影响等因素都会对碳酸盐碳同位素产生影响。由黄土碳酸盐碳同位素的讨论可延伸到不同土壤碳酸盐碳同位素揭示的环境指示意义,不同的土壤环境,其气候条件、植被类型及发育程度...     

黄淮海平原耕地转移对植被碳储量的影响

应用GLO-PEM模型和1988年NOAA/AVHRR遥感数据,估算了黄淮海平原植被净初级生产力(NPP),并根据NPP和植被凋落物产生量计算了不同土地利用类型的植被碳密度。通过对1988年与2000年土地利用图的叠置分析,统计了耕地与其他土地利用类型之间的转移量,并估算了耕地转移对植被碳储量的影响。研究发现,耕地转移对植被碳储量变化的影响在不同区域与不同土地利用类型上存在显著差异。1988~2000年间,耕地转移导致全区植被碳储量下降了0.24%,其中耕地转为建设用地是植被碳储量减少的主要原因。这一研究结论为正确把握耕地转移对区域植被碳储量的影响,并据此制订碳汇管理措施具有重要的参考价值。     

淡水双壳类壳体碳同位素研究:以河蚬(corbicula fluminea,Müller 1774)为例

双壳类壳体碳酸盐(文石)稳定同位素组成已被广泛地用于古气候和古环境重建研究中,但是双壳类壳体碳同位素组成所指示的气候和环境意义一直是争议的问题.对双壳类河蚬(corbicula fluminea)进行了室内养殖,并选取两个壳体样品(壳高,A=13 mm,B=9mm),测定其生长部分壳体和生长期间水体碳同位素,研究表明,随着水体碳同位素的升高(δ13CDIC由-5.24‰升至1.41‰),两壳体碳同位素也随之升高,表明水体对壳体碳同位素的影响;δ13CA分布范围为-4.76‰～2.09‰,δ13CB为-8.49‰～2.89,壳体A和B碳同位素均比预测平衡值偏负,表明壳体在形成过程中利用了新陈代谢产生的富集12C的CO2.根据计算壳体A在实验中沉淀部分壳体利用新陈代谢碳的比例(M值)为24%～43%,平均值为33%;壳体B为33%～75%,平均值为58%.M值随生物的生长呈下降变化,这说明在实验中河蚬主要是通过增加对DIC的吸收和利用来满足壳体生长对物质量增加的需求.     

针式微萃取结合GC-IRMS测定水溶液中甲酸、乙酸的稳定碳同位素组成

甲酸和乙酸稳定碳同位素组成（δ^13C）的分析对环境、食品、制药和自然产品等的研究具有重要的应用价值。但目前尚缺乏有效的测定方法。本研究利用最近出现的针式固相微萃取技术（NeedlEX）,以吹扫．捕集方式对水溶液中的有机酸进行了萃取,然后利用气相色谱．同位素比值质谱联用仪（GC—IRMS）对所萃取的有机酸分子进行了占δ^13C的测定。结果显示,质谱计的信号强度与水溶液中有机酸的浓度存在显著的线性相关关系（R^2〉0．99,P〈0．05）,表明Needl EX对水溶液中有机酸具有稳定的萃取能力。在甲酸与乙酸含量分别不低于300μg／mL与200μg／mL的水溶液中,1000mL的吹扫体积可以使两者δ^13C多次分析结果的相对误差分别保持在3％和1％左右,且整个实验流程没有造成可检测的碳同位素分馏作用。低于这两个浓度界线,则分析误差随浓度的降低迅速增加。本研究虽然是针对水溶液中有机酸δ^13C的测定,其萃取方法对其他水溶性挥发和半挥发有机物δ^13C的分析也同样具有应用价值。     

基于多参数指标的长江口滨岸多环芳烃来源辨析

在长江口滨岸及临近排污口、滨岸河流、城市中心城区采集悬浮颗粒物、表层沉积物、街道灰尘等样品, 分别利用GC-MS 和GC-C-IRMS 定量分析了不同环境介质中的多环芳烃 (PAHs) 与有机单体化合物稳定碳同位素(δ¹³C), 开展了基于PAH 环数、分子量特征比值和有机单体化合物稳定碳同位素组成等参数指标的长江口滨岸悬浮颗粒物与表层沉积物中PAHs 源解析研究。研究结果显示, 长江口滨岸悬浮颗粒物与表层沉积物中的PAH 化合物主要以3~4 环为主, 与吴淞排污口、石洞口污水处理厂、黄浦江、滨岸小河流以及上海中心城区等潜在来源区域不同环境介质中的PAHs 组成特征相似, 主要来源于汽油、柴油、煤炭和木材的不完全燃烧以及石油残余物的混合。其中, 木材和煤炭不完全燃烧形成的PAHs 以及石油残余物, 枯季经过滨岸河流及排污口直接输入, 洪季则为城市街道灰尘被暴雨冲刷, 随地表 径流最终汇入河口; 汽车排放(汽油、柴油不完全燃烧) 产生的PAHs 主要富集在城市交通区和商业区的街道灰尘中, 枯季借助区域盛行风迁移至河口区, 洪季则主要通过暴雨径流冲刷进入河口。     

土壤微生物碳泵储碳机制概论

土壤有机碳储量高于大气和陆地植被碳的总和,是一个巨大的陆地碳库.土壤碳库收支的微小波动势必影响区域碳通量和全球气候变化.土壤有机碳是土壤储碳机制的核心要素,探究土壤有机碳的组成、来源和稳定性机制是深入认识陆地碳汇功能和应对气候变化的关键.近年来提出的土壤微生物碳泵(microbial carbon pump,MCP)概...     

“双碳”战略下废弃露天矿山生态修复模式研究与实践——以山东省废弃露天矿山为例

本文通过研究山东省废弃露天矿山现状,分析存在的矿山地质环境问题。在总结以往废弃露天矿山生态修复情况的基础上,以“双碳”战略目标为引领,对废弃露天矿山生态修复所涉及的对象、技术、修复方向等进行了系统的研究,总结了生态复绿、农业用地、科普教育基地、旅游业用地、建设用地5种废弃露天矿山生态修复模式。以山东省废弃露天矿山生态修复经验为例,说明5种矿山生态修复模式在历史遗留废弃露天矿山生态修复工作中的实践应用。     

新形势下环境岩土工程的机遇和挑战

新形势下,国际国内面临碳达峰、碳中和“双碳”目标的实现,可持续能源利用和基础设施建设,生态环境保护等方面的挑战,这也给了环境岩土工程领域新的机遇。对于环境岩土工程领域学者和从业者,如何通过创新和学科交叉的合作和努力,从理论、技术、管理、实践等方面应对这些新的挑战,并化挑战为机遇,是亟需厘清的重点。由国际环境岩土工程学会(ISEG)主办,南京大学承办的“新形势下环境岩土工程的机遇和挑战”研讨会于2021年7月13日至14日顺利召开。本次研讨会显示近年来国内外环境岩土工程研究工作取得了很多新进展：(1)“双碳”目标引领环境岩土工程发展;(2)生态环境保护与地质灾害防治日趋重要;(3)新兴技术助力环境岩土工程上新台阶。未来的研究趋势包括：(1)环境岩土低碳技术研发与应用;(2)绿色生态修复及高效灾害预防;(3)基于新兴技术的深度学科交叉。