三峡澎溪河水-气界面温室气体模型估算及其敏感性分析

模型估算法是水-气界面温室气体通量监测的主要方法,所得成果也不胜枚举.然而监测过程中诸多环境因素会对最终结果产生不确定的影响.结合三峡库区澎溪河背景条件,利用模型估算法进行水-气界面温室气体通量(以CO_2为例)估算,并且采用修正Morris筛选法尝试分析模型估算法中各个参数对温室气体扩散通量(以CO_2为例)的局部敏感性.研究结果表明:利用模型估算法计算三峡澎溪河流域水-气界面温室气体通量具有较高的可行性和可靠性;风速、水温以及pH值会对监测结果产生影响,且风速越强、水温越高、pH值越小,CO_2扩散通量就越大;pH值是高灵敏参数,风速和水温是灵敏参数.在三峡库区澎溪河监测过程中更应注意pH值的精确性,每次采样前需校正仪器.     

细菌源3-羟基脂肪酸作为环境变化代用指标的研究进展

细菌源3-羟基脂肪酸(C₁₀–C₁₈)作为环境变化指示指标具有良好的应用前景,但相关研究还很不系统,在海洋环境中的应用刚刚起步。3-羟基脂肪酸主要用于环境中pH和温度的重建,通过其支链比(异构和反异构3-羟基脂肪酸之和/正构3-羟基脂肪酸之和)与pH的显著正相关关系反演环境中的pH,通过其C₁₅和C₁₇同系物的反异构/正构比(RAN₁₅和RAN₁₇)与大气年均温的显著负相关关系反演环境中的温度,相比基于GDGT或其他生物标志物的环境代用指标具有明显的优势。然而,陆地生态系统中基于3-羟基脂肪酸的环境指标不适用于海洋环境,最新研究提出了基于3-羟基脂肪酸的新的海洋温度指标(RAN₁₃),而3-羟基脂肪酸作为海洋环境中pH替代指标的成功应用尚未见报道。3-羟基脂肪酸与特定细菌群落的空间耦合或菌株培养实验显示含有3-羟基脂肪酸的细菌可能主要是变形菌、蓝细菌等。分析表明,3-羟基脂肪酸作为全球环境演变有效的替代指标需要更多的数据和证据支持,未来可从海洋适用性、新指标体系和微生物来源几个方面展开继续研究。     

pH值对单环刺螠呼吸排泄的影响

为研究pH值对单环刺螠(Urechis unicinctus)呼吸排泄的影响,采用静水密封法,研究了不同pH值(5、6、7、8、9)对体质量5.65±1.06g单环刺螠耗氧率、排氨率、能量代谢率、O/N值的影响.结果表明,pH值对单环刺螠耗氧率、排氨率、能量代谢率、O/N值均有显著影响(p0.05).单环刺螠耗氧率随pH值的升高而增大,pH值为8时达到最大值,之后随pH值的升高而减小.单环刺螠耗氧率与pH值之间的拟合方程为:OR=-2.977X2+55.188X-176.380,R2=0.937.单环刺螠排氨率的变化与耗氧率相似,在pH值为7时排氨率达到最大值;pH值为9时排氨率最小,与pH值为8的组差异不显著(p0.05).排氨率与pH值之间的拟合方程为:NR=-0.350X2+4.442X-6.822,R2=0.724.单环刺螠能量代谢率、O/N值均随pH值的升高呈先增大后减小的趋势,拟合方程分别为:M=-0.040X2+0.424X-0.044,R2=0.937;A=0.053X2+1.879X-7.470,R2=0.901.pH值为8的环境中,单环刺螠体内蛋白质代谢水平最低,有利于蛋白质的积累.研究表明,单环刺螠在一定pH值范围内可以通过调整生理代谢水平适应水体pH值,其适宜生活在弱碱性水中,生存最适pH值为8.     

祁连山青海云杉林动态监测样地土壤pH和养分的空间异质性

为了探讨青海云杉林对土壤pH和养分的影响,选择祁连山青海云杉林动态监测样地(340 m×300 m)为试验样地采集土样,利用经典统计学和地统计学方法对其空间异质性进行了研究。结果表明:(1)pH、水解氮和全磷为弱变异性,有机碳、全氮、速效磷、全钾和速效钾为中等变异性,它们的大小依次为速效钾 >有机碳 >速效磷 >全氮 >全钾 >水解氮 >全磷 >pH。(2)半方差最优模型拟合分析表明,pH、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾均符合球状模型,有机碳和全钾均符合指数模型;pH、有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的变程依次为108.8 m、88.5 m、112.8 m、131.9 m、143.3 m、73.3 m、73.3 m和134.7 m。从空间结构特征看,pH具有中等强度的空间自相关,而养分表现出强烈的空间自相关。(3)pH和养分均呈斑块状分布,有机碳和氮素具有相似的空间分布格局,全磷和速效钾分布变化较为明显,速效磷和全钾分布变化较为平缓。上述研究结果可为祁连山青海云杉林土壤pH和养分的取样设计和空间分布图制作等提供参考,也可为青海云杉林的土壤环境恢复与重建提供科学依据。     

Mechanisms and factors affecting the adsorption of sodium alginate onto modified clays

Algal organic materials (AOMs) are one critical factor affecting the efficiency of modified clays used for the mitigation of harmful algal blooms (HABs). This study was conducted to develop a deeper understanding of the mechanisms and factors affecting the adsorption of AOMs onto modified clays. Sodium alginate (polysaccharide) and kaolinite modified with polyaluminium chloride (PACl) were used as AOMs and modified clay model substances, respectively, and the effects of modifier dosage, contact time, solution pH and ionic strength were investigated through batch adsorption experiments. Kinetics revealed that the alginate adsorption rate was described well by a pseudo-second order model. PACl effectively enhanced the adsorption capacity of kaolinite and increased the adsorption rate, and the optimum additive amount of PACl was 5%. The experimental data fitted both the Freundlich and Langmuir adsorption equations well. The adsorption thermodynamics for alginate onto modified clays suggests that alginate adsorption is a spontaneous process. The adsorption of alginate onto modified clays was highly dependent on pH, with a decrease in adsorption observed with increased pH to 9.48, but the opposite was true above pH 9.48. Finally, adsorption increased with increasing ionic strength.     

极端干旱区多枝柽柳茎水势变化影响因子分析

以新疆塔里木河下游极端干旱环境下天然植物多枝柽柳为研究对象,基于对气象因子、土壤水盐和多枝柽柳茎水势特性的实地监测资料,研究了影响多枝柽柳茎水势变化的主导环境因子,揭示了反映多枝柽柳生长发育期茎干水分变化的环境因子的指示性和指示阈值。结果表明:①在众多环境因子中,土壤水分对多枝柽柳茎水势变化影响最强烈,多枝柽柳对土壤水分的吸收不存在最低土壤含水率阈值,但36%的土壤含水率为影响多枝柽柳茎水势变化的临界上限,超过36%则对其没有明显影响。②土壤pH值的变化可反映极端干旱区多枝柽柳茎水势特性的变化;7.95±0.03的土壤pH值为反映多枝柽柳茎水势发生变化的临界阈值,当土壤pH值大于7.95±0.03时利于多枝柽柳有效分泌盐碱,维持正常生长。该研究为减轻多枝柽柳受旱程度、维持多枝柽柳正常生长及时补充水分提供理论依据。     

新疆典型绿洲土壤电导率和pH值的光谱响应特征

土壤理化性质影响土壤质量,直接决定作物的产量,极易受到灌溉的影响。选择新疆典型绿洲——渭干河-库车河三角洲绿洲作为靶区,利用土壤光谱反射率预测土壤的电导率、pH值。首先,对土壤光谱反射率做变换,得到18种形式的反射率;其次,对18种形式的反射率与土壤电导率、pH值进行相关与回归分析,得到预测方程;最后,验证预测方程的精度,并确定最佳方程。结果显示:可以用土壤的光谱反射率预测土壤电导率、pH值,土壤电导率的预测方程为反射率的一阶导数微分形式,均方根误差为0.184;土壤pH值的预测方程为倒数的二阶导数微分形式,均方根误差为0.278。快速预测土壤电导率、pH值可以为土壤质量的评价提供数据基础,有利于正确有效地指导农业生产。     

新疆巩乃斯河水化学分析

通过对伊犁河支流巩乃斯河河水取样分析,结果表明:巩乃斯河河水阴离子中HCO3-占优势,阳离子中Ca2+占主要地位。主要离子含量表现为阴离子HCO3-C l-SO42-;阳离子Ca2+Na++K+Mg2+。巩乃斯河河水均属于HCO3-C l-Ca-Na型水。河水pH为7.56~8.01;矿化度为80~155 mg/L;总硬度为0.620~1.446 mmol/L;河水总碱度为0.778~1.676 mmol/L。另外,对离子浓度的空间变化及离子的来源分析研究表明,巩乃斯河流域的地形,地貌及气候的差异决定了河水主要离子浓度、pH和矿化度自河流上游至下游,基本呈现先逐步降低后显著升高的趋势;巩乃斯河河水主要离子来源于河水对基岩的溶滤作用,同时钠长石斑岩及人类活动所产生的物质也是主要离子的来源之一。     

工业副产品木质素改良路基粉土的微观机制研究

为揭示工业副产品木质素与土体间的相互作用机制,将木质素应用于路基粉土改良,通过对木质素及其改良土进行无侧限抗压强度、pH值、微观结构、化学元素、矿物成分和官能团等试验分析,研究不同掺量下木质素改良土的力学性能和pH值变化,对比分析改良前后粉土的微观结构变化,并基于化学分析结果探讨木质素的分子结构及与土体间的相互作用,提出木质素改良土体的机制。试验结果表明,改良土强度随木质素掺量增加而增加,掺量超过一定范围时,土体强度降低,木质素改良粉土的最优掺量为12%,且龄期对土体强度有着重要影响;强度与pH值基本呈线性相关关系;改良土微观结构更为致密、稳定,胶结物质将土颗粒相互联结,且未生成新的矿物;木质素通过水解、离子交换、质子化和静电引力等作用,导致双电层厚度减小,带正电荷的木质素高分子聚合物联结土颗粒并填充孔隙,改良土工程性质得以改善。提出的木质素改良土体机制可为工业副产品木质素的工程应用提供理论参考。