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  • 【期刊】 盐水入侵及有机碳输入对河口淡水沼泽CH4、 N2O通量影响的短时效应

    刊名:亚热带资源与环境学报 作者:张璟钰[1,2] ; 章吟遥[1,2] ; 仝川[1,2] ; 李琼[1,2] ; 王纯[1,2] 关键词:盐度 有机碳 CH4通量 N2O通量 淡水沼泽湿地 机构:福建师范大学地理科学学院 ; 福建师范大学地理科学学院 ; 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地 年份:2016
    摘要:为了探究盐水入侵及外源有机碳输入对河口潮汐淡水沼泽湿地生态系统甲烷( CH4)和氧化亚氮( N2 O)通量的影响,运用中型实验生态系模拟法,通过添加人造海水和醋酸盐,结合气相色谱测定,对闽江河口短叶茳芏( Cyperus malaccensis )潮汐淡水沼泽湿地生态系统CH4和N2 O通量进行测定与分析。结果表明:1)盐分输入在短时内(24 h )显著抑制湿地CH4排放通量(P〈0.05),有机碳输入显著促进CH4排放通量(P〈0.05),盐水入侵耦合有机碳输入对CH4排放无显著影响。2)盐分输入、有机碳输入及两者的耦合作用在短时内(24 h)对湿地N2 O通量无显著影响。3)4种处理形式综合作用下,湿地CH4排放通量与土壤电导率显著负相关(P〈0.05), N2O通量与土壤pH表现为显著正相关(P〈0.05),与土壤Eh显著负相关(P〈0.05)。4)短时内各添加处理对CH4和N2O综合增温潜势无显著影响。
  • 【论文】 大同盆地地下水系统中碘的迁移富集过程和外源有机碳输入的影响

    作者:周海玲 关键词:碘;大同盆地;地下水系统;奥奈达希瓦氏菌MR-1;有机碳 机构:中国地质大学 ; 中国地质大学 年份:2018
    摘要:碘是合成甲状腺素的重要组分,是人体必需的微量营养元素,机体长期碘摄入不足或过量,均会引起甲状腺疾病。我国高碘地下水主要分布于黄淮海平原、干旱内陆盆地、沿海地区等。大同盆地是我国典型的干旱内陆盆地,是典型的原生高碘地下水赋存区。人为活动,尤其是周期性灌溉会造成浅层地下水氧化还原环境发生周期性变化,还会引入外源碳、氮等物质为浅层地下水系统中微生物提供额外碳源,造成浅含水层中富碘沉积物的降解。本研究选取我国山西大同盆地为研究区,以典型高碘地下水系统为研究对象,综合运用水文地质调查、野外采样、室内测试及微观拟合实验方法,在识别天然高碘地下水中碘的赋存形态及其碘富集的主控因素的基础上,通过室内实验研究了不同氧化还原条件下外源有机碳输入对浅含水层中碘迁移释放的影响。研究结果为合理利用和保护地下水资源,保障居民饮用水安全提供了科学依据。研究表明:1.大同盆地地下水中碘含量变化范围在8.170~1067μg/L之间,平均值为175.0μg/L,从边山缘至盆地中心呈逐渐升高的趋势。垂向上,浅层(<60m)地下水样品碘含量明显高于中深层地下水样品。2.大同盆地高碘地下水类型以Na-HCO_3或Na-Cl?(SO_4)为主,低碘地下水类型以Ca-HCO_3为主。地下水中碘的赋存形态以I~-为主,弱碱条件(pH 7.24~8.99)有利于地下水中碘的富集。高碘地下水主要赋存于还原性地下水环境。地下水中碘与TDS、EC及Cl含量的正相关关系表明,蒸发作用是控制浅层地下水中碘富集的主控因素。3.钻孔(DXZ-II)沉积物中碘含量的变化范围在<0.01~1.78μg/g之间,平均值为0.29μg/g。垂向上富碘沉积物主要发生在6.1~22.9m、86.2~102.0m、156.0~200.4m、224.2~252.0m和272.0~300.0m 5个深度,均以富含有机质的粘土沉积物为主,其浅层和中深层中碘含量与地下水中碘的垂向分布基本一致。积物中富含有机质的粘土是地下水中碘的主要来源。4.灌溉活动可使浅层地下水系统的氧化还原环境发生周期性变化。在还原条件下,外源输入的有机碳在微生物作用下还原沉积物固相铁矿物相,进而造成搭载在铁矿物相的碘得以释放,形成高碘地下水。
  • 【论文】 高原湖泊陆源有机碳输入及其碳同位素特征研究

    作者:丁薇 关键词:入湖河流 ; 有机碳 ; 碳同位素 ; 分布特征 ; 抚仙湖 ; 滇池 机构:贵州大学 ; 贵州大学 年份:2016
    摘要:湖泊与陆地生态系统之间进行着强烈的物质与能量交换,陆源输入有机碳是湖泊有机碳来源的重要组成部分,对维持湖泊生态系统的物质循环与能量流动具有重要作用。河流水体中的有机碳主要包括颗粒有机碳(POC:particulate organic carbon)和溶解有机碳(DOC:dissolved organic carbon)两种形式,是陆源植物碎屑和土壤有机质组成的混合体。揭示入湖河流有机碳的来源、空间分布特征及控制因素有助于揭示湖泊流域陆源输入有机碳的全貌,为研究湖泊有机碳循环提供基础数据,为深刻认识湖泊碳循环过程和制定合理的富营养化防控策略奠定坚实基础。本文选取抚仙湖与滇池流域主要入湖河流和典型废水作为研究对象,分别采集冬、夏两季表层水体样品,通过对水体有机碳含量和稳定碳同位素组成的对比研究,探讨了抚仙湖和滇池主要入湖河流有机碳来源、空间分布特征及其控制因素,取得了如下主要结论和认识:(1)抚仙湖入湖河流DOC含量季节性差异明显,而POC含量季节性变化较小。冬、夏季水体DOC含量变化范围分别为2.79~38.02 mg/L和1.79~5.41 mg/L,POC含量分别为0.22~2.68 mg/L和0.10~2.75 mg/L,农业面源污染和生活污水排放是造成抚仙湖入湖河流DOC含量较高的主要原因。(2)抚仙湖入湖河流水体δ13CDOC、δ13CPOC无明显的季节性变化,冬、夏季河流水体δ13CDOC、δ13CPOC主要变化范围分别为-12.6‰~-25.5‰和-12.3‰~-25.5‰、-23.2‰~-27.0‰和-24.2‰~-27.2‰。河流DOC主要来源于农业面源污染和生活污水排放,POC主要来源于土壤侵蚀和植物碎屑输入。(3)滇池入湖河流有机碳含量季节性变化较小,冬、夏季河流水体DOC、POC含量的变化范围分别为1.59~7.11 mg/L和2.73~5.14 mg/L、0.13~0.83 mg/L和0.20~1.09mg/L。城镇化建设的快速发展、工业有机废水和生活污水排放导致滇池各入湖河流有机碳含量存在差异。(4)滇池入湖河流δ13CDOC季节性变化较小,冬、夏季河流δ13CDOC变化范围分别为-20.1‰~-35.8‰和-20.6‰~-33.3‰。河流δ13CPOC冬季较夏季偏正,变化范围分别为-17.5‰~-29.0‰和-24.4‰~-30.5‰。河流DOC主要来源于工业废水和生活污水的排放及浮游植物的光合作用,POC主要来源于内源有机质和C3植物碎屑的输入,C4植物碎屑的输入也可能是部分河流的重要来源。(5)抚仙湖与滇池入湖河流的污染类型不同,抚仙湖入湖河流主要属村落农田污染型河流,DOC主要来源于流域土壤侵蚀、农业面源污染和生活污水排放,POC主要来源于植物碎屑输入和土壤侵蚀;滇池入湖河流属城镇污染型河流,水体有机负荷较高,工业废水和生活污水排放及藻类的光合作用是其水体DOC的重要贡献源,POC主要来源于内源有机质和C3植物碎屑的输入
  • 【期刊】 水稻光合同化碳向土壤有机碳输入的定量研究:~(14)C连续标记法

    刊名:环境科学 作者:聂三安 ; 周萍 ; 葛体达 ; 童成立 ; 肖和艾 ; 吴金水 ; 张杨珠 关键词:水稻 ; 光合同化碳 ; 根际沉积 ; 土壤有机碳 ; 14C连续标记 机构:中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室 ; 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室 ; 湖南农业大学资源环境学院 年份:2012
    摘要:应用14C连续标记示踪技术,以当地主栽水稻品种"中优169"为供试作物,分别选取亚热带区4种典型稻田土壤,在密闭系统模拟研究水稻根际输入光合碳对土壤有机碳(SOC)及其组分的影响.结果表明,标记种植80 d后,水稻地上部和地下部的累积的总碳量范围分别为1.86~5.60 g.pot-1和0.46~0.78 g.pot-1.种植水稻后供试土壤的14C-SOC含量范围为114.3~348.2 mg.kg-1,而14C-DOC、14C-MBC含量范围为4.05~8.65 mg.kg-1、12.5~37.6 mg.kg-1.水稻生长期间内,不同土壤条件下,土壤14C-SOC与14C-水稻碳量的比率范围为5.09%~6.62%,这说明尽管不同土壤的光合生产能力不同,但根际沉积效率相似.土壤可溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和SOC的更新率分别为6.72%~14.64%、1.70%~7.67%和0.73%~1.99%.而且,水稻光合碳的分配和转化对土壤活性碳组分的DOC、MBC含量变化影响较大,而对土壤有机碳影响较小.本研究进一步量化了水稻生长期间光合碳对土壤有机碳库各组分(SOC、DOC和MBC)的贡献,为水稻土有机质积累持续机制与固碳潜力研究提供了数据支撑.
  • 【期刊】 草甸沼泽土壤硝化-反硝化作用和有机碳矿化对氮输入的响应

    刊名:水土保持学报 作者:李英臣 ; 宋长春 ; 刘德燕 ; 王丽 关键词:氮输入 ; 硝化 ; 反硝化 ; N2O排放 ; 有机碳矿化 机构:中国科学院东北地理与农业生态研究所 ; 中国科学院东北地理与农业生态研究所 ; 中国科学院研究生院 年份:2009
    摘要:通过室内培养实验,研究了草甸沼泽土壤N2O排放和反硝化损失对氮输入的响应特征,结果表明,在培养期(23 d)内N2O平均排放速率为0.32(N0),0.87(N1),17.69(N2),28.07(N3)μgN2O-N/(kg±.h),反硝化平均损失速率为0.25(N0),0.81(N1),22.29(N2),30.28(N3)μgN2O-N/(kg±.h),两者都随氮输入量增高而升高。其中,N3处理N2O平均排放速率和反硝化平均损失速率与对照差异显著(p<0.05),N1和N2与对照差异不显著。N2O排放总量占氮输入的比例为0.03%(N1),1.04%(N2),1.76%(N3),反硝化损失总量占氮输入的比例为0.04%(N1),1.29%(N2),1.93%(N3),均表现为随氮输入量的增大而增高。N1处理下有机碳矿化速率低于对照,而N2和N3有机碳矿化速率高于对照,说明低氮输入有机碳矿化有一定抑制作用,高氮输入促进有机碳矿化。
  • 【期刊】 土壤自养微生物同化碳向土壤有机碳输入的定量研究:~(14)C连续标记法

    刊名:环境科学 作者:史然 ; 陈晓娟 ; 吴小红 ; 简燕 ; 袁红朝 ; 葛体达 ; 隋方功 ; 童成立 ; 吴金水 关键词:土壤自养微生物 ; CO2同化 ; 同化碳 ; 14C连续标记 ; 稻田土壤 机构:青岛农业大学资源与环境学院 ; 青岛农业大学资源与环境学院 ; 中国科学院亚热带农业生态研究所农业生态系统过程重点实验室 年份:2013
    摘要:自养微生物在土壤中广泛存在,但其CO2同化能力及其向土壤碳库的输入机制尚不明确.应用14C连续标记示踪技术,选取亚热带区4种典型稻田土壤在密闭系统模拟培养,探讨了土壤自养微生物同化碳向土壤碳库的输入过程和机制及其对土壤碳库活性组分的影响.结果表明,土壤微生物具有客观的CO2同化能力.标记培养110 d后,供试土壤的14C-SOC含量范围为69.06~133.81 mg.kg-1,而14C-DOC、14C-MBC含量范围为2.54~8.10 mg.kg-1、19.50~49.16 mg.kg-1.土壤自养微生物同化碳(14C-SOC)与其微生物截留碳(14C-MBC)呈极显著的正相关关系.土壤可溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和SOC的更新率分别为5.65%~24.91%、4.23%~20.02%和0.58%~0.92%.而且,土壤自养微生物同化碳的输入对土壤活性碳组分的DOC、MBC含量变化影响较大,而对SOC影响较小.对微生物在土壤碳循环过程的基本功能的认识在本研究中得以丰富和加深.
  • 【期刊】 南方典型水稻土长期试验下有机碳积累机制 Ⅴ.碳输入与土壤碳固定

    刊名:中国农业科学 作者:周萍 ; 潘根兴 ; 李恋卿 ; 张旭辉 关键词:长期试验 ; 稻田生产力 ; 施肥管理 ; 水稻土 ; 土壤固碳 ; 氮素效率 机构:南京农业大学农业资源与生态环境研究所 ; 南京农业大学农业资源与生态环境研究所 年份:2009
    摘要:【目的】土壤固碳与生产力的协同是农业土壤碳循环研究的热点,而提高土壤固碳容量又是农业固碳减排的重要途径。本文研究中国南方4种典型水稻土长期定位试验条件下的固碳趋势及其外源碳输入对土壤固碳的贡献。【方法】选取西南紫色丘陵水稻土、东南红壤丘陵水稻土、太湖平原水稻土和沿海平原水稻土的长期试验,分析其不同施肥处理下耕层土壤(0~20cm)有机碳变化与外源碳输入(作物输入碳+肥料输入碳)以及肥料氮输入的关系,并进一步探讨不同施肥处理下的土壤饱和固碳量。【结果】不同施肥处理下的土壤固碳速率线性依存于年均碳输入增量,单位碳输入增加下以紫色水稻土和红壤性水稻土的固碳速率相对较高。良好施肥下的饱和固碳量以富氧化铁的红壤性水稻土最高,其次为富黏粒的沿海平原水稻土。统计分析表明,施肥下不同类型水稻土的固碳效率(即碳输入增量与土壤固碳的线性关系斜率)与初始有机碳含量表现为明显的线性负相关关系,而与黏粒之间的相关性不明显。看来,不同类型水稻土的饱和固碳量与土壤中丰富的游离氧化铁以及降水量有着密切的关系。另外,施肥下的稻田土壤固碳与氮素农学效率之间亦存在着正相关的趋势,并且以红壤性水稻土中的相对最弱,这可能主要归因于不同类型水稻土饱和固碳水平的负影响。【结论】施肥措施主要通过增加外源碳输入来促进土壤的有效固碳,并且土壤固碳与氮素利用效率之间存在着明显的碳-氮耦合效应。水稻土中活跃的氧化铁可能对土壤碳储量的提高起着积极的促进作用,而黏粒有可能并非土壤固碳的驱动因子。气候因子可能是影响水稻土碳储量变化的另一主导因子,这还有待于进一步的分析探讨。
  • 【期刊】 生物炭输入对土壤本体有机碳矿化的影响

    刊名:环境科学 作者:陈威 ; 胡学玉 ; 陆海楠 关键词:生物炭 ; 水洗处理 ; 土壤有机碳 ; CO2释放 ; δ13C 机构:中国地质大学(武汉)环境学院 ; 中国地质大学(武汉)环境学院 ; 中国地质大学湿地演化与生态恢复湖北省重点实验室 年份:2015
    摘要:近年来,生物炭应用于土壤后其碳汇能力已成为国内外的研究热点,但是目前研究结果显示其碳汇功能仍然存在争议,生物炭与土壤本体有机碳之间的作用关系还有待探明.研究以水稻土(C3土壤)为供试土壤,向其中添加以水洗(CS)和未水洗(CN)方式处理的玉米(C4作物)秸秆生物炭,生物炭分别按1%和3%(CS1%、CS3%和CN1%、CN3%)的质量比与C3土壤均匀混合,以不添加生物炭(CK)为对照处理,每个处理重复3次,开展室内培养实验,探讨生物炭添加对土壤有机碳矿化的影响.结果表明:1在180 d的培养期内,CS1%、CS3%、CN1%这3种处理的土壤CO2累计释放量分别为1 865.7、1 864.4和1 856.2 m L·kg-1,均高于对照土壤CK的1 779.0 m L·kg-1,但未形成显著差异.处理CN3%的CO2累计释放量最大,为2 289.1m L·kg-1,明显高于其他处理及对照土壤.说明较高添加量下,水洗生物炭CS处理减排效果明显;2同位素分析结果显示,CK处理土壤的本体有机碳的CO2累计释放量最高,达到1 534.2 m L·kg-1,CS3%与CN3%处理土壤本体有机碳的CO2累计释放量分别为1 000.4 m L·kg-1和1 153.7 m L·kg-1,均明显低于对照处理,说明2种生物炭的添加均能抑制土壤本体有机碳的矿化.激发效应的结果也验证了这一点,CS3%处理土壤的激发效应PE值为-34.8%,处理CN3%的PE值为-24.8%,CS生物炭的负激发效应更显著.
  • 【期刊】 凋落物输入改变对慈竹林土壤有机碳的影响

    刊名:水土保持通报 作者:彭琳 ; 王晓君 ; 黄从德 ; 李开志 关键词:凋落物 ; 慈竹 ; 土壤 ; 有机碳 ; 分解 机构:四川农业大学 ; 四川农业大学 ; 林学院 年份:2014
    摘要:通过野外试验,研究了凋落物输入改变对慈竹林土壤有机碳的影响。设置10%,50%和70%这3种去除凋落物量和分别添加15%,25%的绵竹、杉木凋落物处理及对照。结果发现,去除凋落后慈竹林土壤有机碳含量明显减少(p<0.05),而且去除量越大,有机碳含量减少越大。添加外源凋落物显著提高了慈竹林土壤有机碳含量(p<0.05),其中,15%的添加比例比25%更有利于土壤有机碳的积累,添加绵竹凋落物对土壤有机碳增加的效应高于添加杉木凋落物。研究表明,选择适合的树种和恰当的混交比例以及加强对凋落物层的保护,对维持慈竹林土壤有机碳具有重要的意义。
  • 【期刊】 输入对闽江河口湿地土壤有机碳矿化的影响

    刊名:亚热带资源与环境学报 作者:王志萍 ; 曾从盛 关键词:氮形态 ; 氮浓度 ; 有机碳矿化 ; 河口湿地 机构:福建师范大学地理科学学院 ; 福建师范大学地理科学学院 ; 福建师范大学地理科学学院 ; 湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室 ; 福建师范大学亚热带湿地研究中心 年份:2017
    摘要:以闽江河口湿地高潮滩和中潮滩短叶茳芏(Cyperus malaccensis L.)湿地土壤为研究对象,采用室内模拟实验,探讨不同形态及浓度氮(对照组—CK、氨态氮低氮组—N-1、氨态氮高氮组—N-2、硝态氮低氮组—X-1和硝态氮高氮组—X-2)输入对河口湿地(高、中潮滩)土壤有机碳矿化的影响.结果表明:1)随着培养时间的延长,在不同氮处理下的土壤有机碳矿化速率均表现为先增加后减少的趋势,总体上在培养的第4d达到最大值,而后逐渐下降,15d左右以后趋于稳定.2)氮输入对土壤有机碳矿化总体上起了一定的抑制作用,尤其在培养初期(第1d和4d),不同氮输入处理有机碳矿化速率均显著低于CK组(P<0.05);培养15d后,高潮滩各氮输入处理(N-1、N-2、X-1和X-2)土壤有机碳累积矿化量均显著低于CK,而中潮滩土壤累积矿化量表现为CK>N-1>N-2>X-1>X-2.3)不同氮浓度和形态的抑制程度有所不同,总体上随氮输入的增加,对有机碳矿化抑制作用增强,而同一浓度下,硝态氮的抑制作用较强于铵态氮.4)高潮滩土壤的有机碳矿化速率和碳的矿化累积量均显著高于中潮滩土壤(P<0.05).
  • 【期刊】 氮、硫输入对河口湿地土壤有机碳矿化的实验研究

    刊名:环境科学学报 作者:胡敏杰[1] ; 邹芳芳[2] ; 仝川[1] ; 任鹏[1] ; 黄佳芳[1] ; 李冬冬[1] 关键词:有机碳矿化 土壤理化性质 氮 硫输入 潮汐湿地 闽江河口 机构:福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室 ; 福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室 ; 亚热带湿地研究中心 ; 地理科学学院 年份:2016
    摘要:通过室内培养实验,研究了氮、硫输入对闽江河口湿地土壤有机碳矿化和土壤理化性质的影响.结果表明:NH_4Cl(N1)、NH_4NO_3(N3)、K_2SO_4(S)和NH_4Cl+K_2SO_4(NS1)处理显著促进了湿地土壤有机碳矿化速率(p〈0.05),较对照分别提高了76.57%、60.09%、83.20%和52.59%,并且不同处理下土壤有机碳矿化速率均表现为随培养时间的增加而递减.氮、硫输入在不同时间对湿地土壤有机碳矿化的影响不尽一致,在前6 d各处理的促进作用最明显.湿地土壤有机碳累积矿化量在不同处理下均表现为随培养时间逐渐增加,其增长速率在培养初始阶段较快,而后逐渐减慢;不同培养时间有机碳累积矿化量在N1、N3、S和NS1处理下与对照处理间均存在显著差异(p〈0.05).短期培养结束后,N3、NS1处理显著增加了湿地土壤DOC含量(p〈0.05);N1、N3、NS1和NH_4NO_3+K_2SO_4(NS3)处理均显著增加了土壤NH_4~+-N含量(p〈0.05);KNO_3(N2)、N3、NS2和NS3处理均显著增加了土壤NO_3~--N含量(p〈0.05);S、NS1、NS2和NS3处理均显著增加了土壤SO_4~(2-)含量(p〈0.05).不同处理下湿地土壤Cl-、pH、EC具有微弱的波动变化特征,但在不同处理组间均不存在显著差异(p〉0.05).多元回归分析显示,DOC、NH_4~+-N和SO_4~(2-)是氮、硫输入处理下影响闽江河口湿地土壤有机碳矿化速率的主要控制因素.
  • 【期刊】 不同有机厩肥输入量对土壤团聚体有机碳组分的影响

    刊名:土壤学报 作者:刘中良 ; 宇万太 ; 周桦 ; 马强 关键词:团聚体 ; 有机碳分组 ; 轻组分有机碳 ; 碳库饱和 机构:中国科学院沈阳应用生态研究所 ; 中国科学院沈阳应用生态研究所 ; 中国科学院研究生院 年份:2011
    摘要:土壤是重要的有机碳库,其微小变化可能引起大气CO2浓度水平的较大变异。土壤团聚体对土壤有机碳具有物理保护作用。有机厩肥的输入既可以提高土壤有机碳含量,又可以促进土壤团聚体的形成,对土壤有机碳的截获和保持有重要意义。本实验采用湿筛的方法分离土壤团聚体,并对团聚体进行有机碳组分分离。通过对连续8年施加不同量有机厩肥试验的研究发现:适量的有机厩肥施用可以显著地提高土壤的平均质量直径(MWD),改善土壤结构;过量施用有机厩肥则明显降低了>2 000μm团聚体含量。潮棕壤有机碳主要分布在250~53μm和2 000~250μm团聚体中,两者相加约占有机碳全量的73.7%~78.5%。并且随着有机碳输入量的增加,土壤有机碳主要贮存在2 000~250μm团聚体中。有机厩肥的施加明显地加快了>2 000μm团聚体的更新速率。土壤轻组分有机碳含量也随有机厩肥输入量的增加而不断增加,高量有机厩肥下占全量的22.1%。土壤固定有机碳的能力有限,存在明显的等级饱和现象。因此,在有机质匮乏的土壤施用有机肥意义重大,应尽量减少向高有机质土壤输入有机碳。