不同岩溶动力系统的碳稳定同位素和地球化学特征及其意义——以我国几个典型岩溶地区为例

结合水化学的野外观测及室内计算,作者对桂林岩溶试验场、四川黄龙风景区和贵州乌江渡坝区3个岩溶动力系统的碳稳定同位素特征进行了分析,进而对系统的性质、系统中CO_2的来源、碳酸盐沉积过程中的碳同位素动力分馏、水化学和钙华的成因及热水钙华的~(14)C测年等地球化学问题作了探讨。结果表明,桂林岩溶试验场属于表层岩溶作用动力系统,其中的侵蚀动力主要来源于大气降水溶解土壤中的CO_2;四川黄龙风景区属于深部岩溶动力系统,侵蚀动力来自大气降水溶解幔源的CO_2;贵州乌江渡坝区岩溶系统,虽然属于表层岩溶动力系统,但其中一部分的同位素和水化学特征已受到人类活动的重大影响。     

温室气体的卫星遥感—进展与趋势

二氧化碳和甲烷减排是控制全球增温最核心的手段,传统的人为碳排放计算主要依赖于在线监测和清单算法,2019年第49届1PCC全会明确了利用大气观测通过"自上而下"通量计算对排放清单进行支撑和验证,因此了解大气遥感碳监测发展趋势以及同化反演技术方法成为了中国应对国际气候变化事务亟待探明的重要问题.根据卫星遥感技术发展进程和...     

添加益生菌和PHBV对凡纳滨对虾养殖系统水质和对虾生长、非特异免疫指标的影响

本文研究了水体中添加聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)和异养硝化-好氧反硝化细菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)H1及H1与短小芽孢杆菌(B.pumilus)BP-171、盐单胞菌(Halomonas sp.)DN3的不同组合对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖系统水质和对虾生长、非特异免疫指标的影响。研究分别设置了PHBV添加组(D1)、芽孢杆菌H1添加组(D2)、芽孢杆菌H1+PHBV添加组(D3)、芽孢杆菌H1+盐单胞菌DN3+PHBV添加组(D4)芽孢杆菌H1+BP-171+盐单胞菌DN3+PHBV添加组(D5),以不添加PHBV和益生菌的实验组作为对照(DZ)。研究表明:同时添加益生菌和PHBV处理组的水体总氨氮、亚硝态氮、硝态氮、总无机氮和总氮浓度均显著低于对照组(P0.05);单独添加PHBV可有效降低水体总氨氮、硝酸氮、总无机氮和总氮浓度,但对亚硝酸氮影响不大(P0.05);单独添加枯草芽孢杆菌H1对总氨氮、硝酸氮去除效果最佳,而同时添加PHBV和3株益生菌对亚硝酸氮去除效果最佳;各处理组总磷平均浓度未见差异,同时添加PHBV和益生菌可显著降低水体活性磷浓度(P0.05)。各处理组对虾的特定生长率、成活率、总重均显著高于对照组(P0.05),以同时添加益生菌和PHBV处理组效果最佳;添加益生菌和PHBV均可不同程度提高对虾的非特异免疫能力。研究结果表明,水体中添加适宜的益生菌和PHBV可有效改善水质,提高对虾的生长性能,并在一定程度上增强对虾的非特异免疫能力。添加益生菌处理优于单独添加PHBV,同时添加益生菌和PHBV有助于提高对虾的生长性能。     

大黄鱼病原副溶血弧菌拮抗菌的筛选

用点种法从大黄鱼肠道优势菌群中筛选出104株病原性副溶血弧菌的拮抗菌,进一步研究拮抗效果最好的11株拮抗菌的抗菌谱和生长曲线,其中NAC平板上筛选的4株拮抗菌的抗菌范围较广,锰营养琼脂培养基上筛选的3株拮抗菌具有生长优势。用BIOLOG板测定了抗菌谱较广、有一定生长优势3株拮抗菌(R22,Y58和J312)的碳源利用情况,结果表明,3株拮抗菌的碳源谱都比较广,都能利用糖类、有机酸和氨基酸等,而且与鱼类营养的竞争较小。16S rRNA基因同源性分析的结果显示与R22,Y58,J312同源性达99%以上的菌株分别来自弧菌属、芽孢杆菌属和假单胞菌属。进一步对R22,J312和Y58三株拮抗菌进行生化鉴定,结果显示R22为溶藻弧菌,J312为荧光假单胞菌,但Y58的种属未能得到确认。所得到的3株拮抗菌R22,Y58,J312在拮抗病原菌、抗菌谱、生长特性和营养利用等方面都初步满足益生菌的筛选条件,有待进一步检测其安全性和实用效果以便能够成为能实用的益生菌。     

不同陆地生态系统碳通量对GEOS-Chem模型模拟全球CO2浓度的影响

大气中CO₂含量的增加速率已经超过了自然界所能吸收的速度,并逐步影响到全球气候变暖。利用模型模拟分析已经成为一个重要的工具用以深入对碳循环的理解。本文使用2008～2010年的生物模型SiB3（Simple Biosphere version 3）与优化后的CT2016（Carbon Tracker 2016）陆地生态系统碳通量驱动GEOS-Chem大气化学传输模型模拟全球CO₂浓度。通过分析模拟CO₂浓度的空间分布与季节变化,加深对全球碳源汇分布特点的理解,探究陆地生态系统碳通量不确定性对模拟结果的影响,进而认识陆地生态系统碳通量反演精度提升的重要性。SiB3与优化后的CT2016陆地生态系统碳通量都具有明显的季节变化,但在欧洲地区碳源汇的表现相反,其全球总量与空间分布也存在极大的不确定性。模拟CO₂浓度结果表明:在人为活动较少地区,陆地生态系统碳通量对近地面CO₂浓度空间分布起主导作用,尤其在南半球和欧洲地区模拟浓度有明显差异,且两种模拟结果的季节差异依赖于陆地生态系统碳通量的季节变化。将模拟结果与9个观测站点资料进行对比,以期选用合适的陆地生态系统碳通量来提升GEOS-Chem模拟CO₂浓度的精度。实验结果表明:两种模拟结果均能较好的模拟CO₂浓度的季节变化及其峰谷值,但CT2016模拟的CO₂浓度在多数站点处更接近观测资料,模拟准确性更高。     

内陆水体溶解无机碳同位素研究进展及展望

碳是陆地生态系统中最重要的生命元素,能够在各个圈层之间相互转换和运移。碳循环作为地球各圈层相互连接的纽带,被认为是地表系统最重要的元素地球化学循环。碳在水体中主要以溶解性有机碳（dissolved organic carbon,简称DOC）和溶解性无机碳（dissolved inorganic carbon,简称DIC）形式存在。内陆水体（包括河水、地下水、湖水和水库等）尽管只占陆地表面1%,但它们在碳循环过程中发挥了重要作用。其DIC浓度(CDIC)和DIC同位素组成(δ13CDIC)可以为碳循环研究提供线索,因此成为近年来国际研究的热点之一。本文系统总结了全球内陆水体DIC同位素的研究进展。DIC同位素具有广泛的地质应用,不同碳源具有独特的同位素特征。因此,DIC同位素被用于定性和定量地示踪碳源,指示碳循环过程以及确定河水补给端元。     

青海省土壤有机碳储量估算及其源汇因素分析

收集了青海省第二次土壤普查资料的2 856个土壤统计剖面数据,计算了20世纪80年代青海省土壤0～20 cm和0～65 cm深度的土壤有机碳密度,根据1∶400万数字化土壤类型图,统计了不同类型土壤的土壤有机碳储量。结合本研究采集的105个表层土壤数据,估算了青海省典型地区土壤有机碳近30年来的年均变化量。研究建立了土壤有机碳含量与温度、降雨等气候因子的关系方程,根据青海省土地利用现状估算了不同时期土地利用方式变化对青海省土壤碳源汇转化的影响。结果显示:(1)0～20 cm表土层SOCD20加权平均值为4.509 kg/m2,其值在各类型土壤间差异较为显著,SOCR20为2.953 Pg;0～65 cm的SOCD65加权平均值为13.597 kg/m2,SOCR65为8.904 Pg。由于受气候、土壤类型、植被类型、海拔等因素的影响,青海省土壤有机碳密度的分布呈现自东南向西北递减的带状分布特征;(2)近30年来青海省有机碳含量明显下降;(3)根据气象站的资料,分析了近50年来的年均气温变化趋势,预测在全球变暖背景下青藏高原土壤将表现出碳源效应,而研究区愈加明显的人类活动影响、大面积草地退化等土地利用方式改变也是造成土壤碳释放的主要原因之一。     

基于稳定同位素方法的吕泗渔场近岸海域主要生物潜在碳源及营养级分析

基于稳定同位素方法,对2018年吕泗渔场近岸海域夏季主要生物种类的潜在碳源及其营养级进行分析,利用IsoSource模型计算该海域消费者的3大碳源（浮游植物、悬浮颗粒有机物、底质有机物）贡献值,并比较叠加潜在碳源影响前后主要生物种类的营养级变化。结果表明,浮游植物和底质有机物对37种主要生物种类的贡献比例分别为58.7%和28.2%,而悬浮颗粒有机物的贡献较小。因此判定吕泗渔场近岸海域夏季主要生物种类的潜在碳源主要是浮游植物和底质有机物。通过分别叠加3大潜在碳源和单一物种作为基准值构建两个营养级谱,右营养级谱的生物种类营养级范围为1.74～3.92,比左营养级谱平均下降0.19个营养级,尽管两个营养级谱的整体趋势走向不变,但部分鱼类和多数虾类的营养位置发生改变。右营养级谱的基准值随着潜在碳源叠加比例的不同而变化,能有效反映生物营养级,更适用于低营养级的虾蟹类。但对于处于中高级消费者位置的鱼类来说,这种叠加的效果影响不大。     

海洋解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefacien)产抗生素Macrolactin A的碳源优化

为提高一株海洋解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)ESB-2生产大环内酯类抗生素Macrolactin A的能力,利用大孔树脂对发酵液进行粗提取,利用高速逆流色谱法,高效、快速分离制备出高纯度的Macrolactin A。采用高效液相色谱法检测不同碳源对Macrolactin A产量的影响,且在优化基础上采用摇瓶发酵得到海洋解淀粉芽孢杆菌的发酵过程曲线。结果表明:高速逆流色谱法能够高效快速的制备出Macrolactin A纯品,纯度达到95%以上,明显优于高效液相色谱;添加葡萄糖、蔗糖和麦芽糖均有利于Macrolactin A的生成,麦芽糖为最佳碳源,最佳浓度为1%,其产量达到18.5mg/L,是优化前的2倍多。本研究可为提高Macrolactin A的产量、解决其药源问题、实现规模化生产打下了良好的基础。     

基于GOSAT数据集的全球碳通量分析

利用GOSAT全球CO2通量数据集,对2009年6月至2010年5月期间的陆地生态系统地表碳通量(Biosphere flux,简称"陆表碳通量")数据进行分析,主要结论如下:1)全球植被覆盖区总体表现为碳汇(-0.83PgCyr-1),在各种植被类型中,农田和森林表现为强碳汇,碳汇量分别为-0.30PgCyr-1和-0.62PgCyr-1,低纬度的稀树草原表现为强碳源,碳源量为0.31PgCyr-1;2)北半球植被覆盖区的陆表碳通量显示了明显的季节变化规律,6月份生态系统碳吸收量最大,约为-2.08PgCmonth-1,而南半球的季节变化规律与北半球相反,表现为1月份生态系统碳吸收量最大,约为-0.37PgCmonth-1;3)北半球各纬度带的通量变化幅度大于南半球;4)北美洲、亚洲和南美洲表现为碳汇,非洲和澳大利亚表现为碳源。基于GOSAT数据集的分析结果与以往的研究结果基本一致,该数据集由GOSAT全球碳循环一体化模拟系统中的陆地生态系统模型(VISIT)反演而来,尽管该模型已经过优化,但也存在不确定性。