影响土壤N_2O排放和CH_4吸收的主控因素的研究(英文)

本文于2000年7月,在实验室模拟条件下,以长白山阔叶红松林鲜土壤为对象,采用正交试验设计法对土壤进行培养实验,研究了影响土壤N2O排放和CH4吸收的主要因素。考察了温度、水分、pH值、NH4+及NO3-五因素对森林土壤N2O排放和CH4吸收的影响。实验结果显示:在本试验设计的因素、水平条件下,N2O排放速率、CH4吸收速率二者均与土壤pH值和温度这两个因素呈显著正相关。并且N2O排放速率与CH4吸收速率间呈显著线性正相关关。     

不同湿地植物对外源氮输入的响应

通过半人为控制模拟试验研究了土壤含氮量及黄花鸢尾、睡莲、芦苇、杞柳4种湿地植物含氮量不同月份的差异及土壤含氮量对植物含氮量和生物量的影响,分析了土壤含氮量与植物含氮量、生物量之间的相关关系.结果表明:当土壤施氮量为80g·m-2时,黄花鸢尾和睡莲含氮量达到最大,分别为(19.93±4.63)、(60.49±7.75)g·kg-1;种植黄花鸢尾和睡莲筛选池内土壤含氮量整体呈下降的变化趋势,杞柳和芦苇筛选池内土壤含氮量先降低后升高,9月份达最低值,分别为(0.89±0.14)、(0.82±0.15)g·kg-1;4种湿地植物生物量的变化存在一定的时间差异;湿地土壤含氮量对不同植物生物量的影响不同,睡莲和杞柳生物量与土壤含氮量之间呈线性相关.4种湿地植物含氮量与土壤含氮量之间存在一定的相关性,其中,杞柳、芦苇含氮量与土壤氮含量之间呈线性相关.     

增温和氮添加对中亚热带杉木人工林土壤氮矿化和N2O排放的影响

目的 研究增温和氮沉降对中亚热带森林土壤氮矿化和氧化亚氮（N2O）排放的影响,以期深入认识全球变化背景下中亚热带森林土壤氮循环过程。 方法 选取经过野外增温和氮添加处理的中亚热带杉木人工林土壤,将野外非增温处理和增温处理的土壤置于不同温度（20、25 ℃）培养箱中,同时对野外氮添加处理的土壤继续添加不同梯度的氮素（0.1、0.2 g·kg−1,以干土计）,进行为期28 d的室内培养,研究增温和氮添加对土壤氮矿化和N2O排放的影响。 结果 与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理增加了土壤铵态氮、硝态氮和矿质氮含量,且氮添加水平越高增加越明显,增温处理增加不显著。与对照相比,培养28 d后增温处理的土壤净铵化速率、净硝化速率和净氮矿化速率变化不显著,低氮、增温 + 低氮显著增加土壤净硝化速率,而高氮、增温 + 高氮显著降低土壤净氮矿化速率。与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理总体降低土壤N2O排放速率,土壤N2O累积排放量也显著降低（P<0.05）,其中,单独增温、低氮、高氮、增温 + 低氮和增温 + 高氮处理土壤N2O累积排放量显著低于对照50%、21%、29%、62%和31%。增温和氮添加及二者交互处理显著降低土壤pH值。相关性分析表明：土壤N2O排放速率与土壤pH值呈显著正相关,与硝化速率呈显著负相关,而与土壤铵化速率无显著相关。 结论 增温和氮添加降低土壤pH值,同时抑制土壤N2O排放,因此,全球变化背景下中亚热带森林土壤中存留的硝态氮可能以淋溶方式损失。     

森林土壤N_2O产生与排放影响因子研究进展

影响森林土壤N2O产生和排放的主要因子为土壤理化性质(如土壤温度、土壤含水量、pH值以及土壤C/N等),同时,森林类型以及环境干扰(如氮沉降、土地利用/土地覆被变化等)也会影响土壤N2O产生和排放。文中首先论述了土壤N2O产生机制,然后综述了目前国内外关于上述影响因子对土壤N2O产生和排放影响的研究结果,最后提出未来应重点研究的方向。     

湖北二仙岩泥炭藓沼泽湿地土壤碳氮储量分布特征

以湖北二仙岩泥炭藓沼泽湿地不同退化程度的四块典型样地(CK、SM、SP、GA)为研究对象,对其土壤有机碳、氮数量分布及其协同积累特征进行研究。结果表明:不同林型土壤有机碳氮含量随着土层深度的增加而降低,其中0～10 cm土壤有机碳氮含量最高,具有明显的表聚性,且与10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm、40～50 cm和50～60 cm土层间存在显著差异(除SP外)。不同退化程度湿地土壤0～60 cm碳储量为54.42～105.06 t·hm^-2,氮储量为4.84～7.35 t·hm^-2,分布规律为CK>SM>GA>SP,且CK和SM的土壤有机碳氮储量均显著高于GA和SP,说明湿地退化显著降低了湿地土壤有机碳氮储量。在不同林型中土壤有机碳和总氮呈极显著正相关,说明二者具有明显的协同积累特征。研究结果可为中国湿地土壤有机碳储量及区域尺度土壤碳库的进一步研究提供理论参考,建议加强保护区内泥炭藓的保护力度。     

农田N_2O排放机制及影响因素研究

指出了土壤产生N2O主要机理是硝化和反硝化作用,土壤的物理化学性质以及农田管理措施等因素对N2O的产生和排放有显著影响。重点阐述了农田N2O的排放机制,并分析了土壤质地、pH值、温度、含水量、肥料类型、施肥方式以及作物和耕作制度等对农田土壤产生和排放N2O的影响。     

土壤水分胁迫对树木N2O排放速率的影响

采用封闭罩-气相色谱法观测研究了干旱胁迫对长白山阔叶红松林的几种优势树种-红松(Pinus koraiensis)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、椴树(Tilia amurensis)和蒙古栎(Quercus mongolica)叶片N2O排放。并同步测定5种树木叶片净光合速率、呼吸速率和气孔导度。结果表明：土壤水分胁迫明显降低树木叶片气孔导度、净光合速率和N2O排放速率，叶片气孔是树木N2O排放的主要通道。树木N2O排放以白天为主，在相同的水分条件下，不同的苗木有不同的N2O排放速率，同种苗木的N2O排放随干旱胁迫的加重而减少，在受到不同干旱胁迫时，针叶树红松N2O的排放速率降至正常水分条件下的34.43％和100．6％、阔叶树种N2O排放平均降至31．93％和86.35％。不同干旱胁迫的红松、水曲柳、胡逃楸、椴树和蒙古栎幼树叶片N2O排放速率为34．43、14．44、33．02、16.48和32．33ngN2O．g^-1DW．h^-1。图1表1参12。     

阔叶红松林土壤CO2,N2O排放和CH4吸收的研究

为研究凋落物对CO2,N2O排放和CH4吸收的影响,从2002年9月3日到2003年10月30日,采用静态密闭箱技术对长白山阔叶红松林两种类型土壤生态系统的CO2,N2O和CH4的通量进行测定。两种土壤类型分别为表层有凋落物覆盖和没有凋落物覆盖。研究结果表明,凋落物对CO2,N2O和CH4通量有显著性影响(P<0.05)。有凋落物样地的CO2,N2O和CH4通量的日变化趋势和无凋落物样地中三种气体的日变化趋势相似,且CO2,N2O和CH4的日通量峰值都出现在18:00。有凋落物样地的CO2,N2O和CH4通量的季节变化趋势和无凋落物样地中三种气体的季节变化趋势也相似,但在一年之中,CO2和CH4的峰值出现在六月,N2O的峰值却出现在八月。研究结果还表明有凋落物样地CO2,N2O的日排放通量和年均排放通量明显大于无凋落物样地中两种气体的排放通量,但有凋落物样地的CH4日吸收通量和年均排放通量却小于无凋落物样地的CH4吸收通量。     

不同干扰条件下纳帕海湿地土壤种子库的特征研究

对不同干扰条件下纳帕海湿地植物土壤种子库物种组成、密度、多样性进行了研究,分析了地上植被与土壤种子库间的相似性关系。结果表明,纳帕海湖滨湿地土壤种子库物种在返青期有26个物种,在枯黄期有7个物种,蕨类植物仅在返青期生长。为旅游＋放牧干扰（Tr）;人工取草皮干扰（AR）和猪拱干扰（PF）3种干扰类型的土壤种子库中的植物物种数在返青期分别为21种、12种和12种;在枯黄期分别为2种、2种和6种。在返青期,1Tr和PF方式下土壤种子库的物种里多年生植物均高于1年生植物,只有AR方式下土壤种子库的物种为1年生植物高于多年生植物;在枯黄期,不同干扰方式下土壤种子库的物种1年生植物都均高于多年生植物,这是由于枯黄期的土壤中以当年产生的种子植物为主。不同时期和干扰方式下土壤种子库的物种为双子叶植物比例均明显高于单子叶植物,说明不同的干扰方式都使得单子叶植物减少。返青期和枯黄期种子库的总密度是PF〉TF〉AR;物种多样性在返青期是Tr〉AR〉PF,在枯黄期为AR〉PF〉Tr。在返青期,TT、AR、PF3种干扰下地上植被与土壤种子库物种组成相似性指数分别为0．53、0．30、0．44。因此,可以预测3种干扰后植物群落的恢复潜力是Tr〉AR〉PF。故在植被恢复的时候不仅要重视TT后的生态恢复,还要更加重视AR和,丌后的生态恢复。     

针阔混交林植物N_2O排放的研究(英文)

本研究测定了长白山两种阔叶红松林地表以上空气的N2O浓度垂直梯度分布。在进行的 十二次观测中,有六次观测发现了不同高度处的空气N2O浓度间存在显著差异。这些观测结 果中,高N2O浓度比正常浓度高3.03%到64.9%（差异显著或极显著）;并且,林冠及其附近 处的高N2O浓度与树干高度处正常N2O浓度的同时存在这一现象表明了树冠向大气排放N2O。 本文为证明在森林生态系统中,除土壤外,植物自身在自然状态下也是一个重要的N2O排放 源提供了证据。     

亚热带典型丘陵坡地马尾松林土壤N2O的年通量特征

由人类活动所造成的大气中温室气体浓度急剧增加而引起的全球气候变暖和环境变化已引起全世界的广泛关注。氧化亚氮(N2O)是仅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的一种温室气体,在大气中含量较低却十分稳定,具有较大的增温潜能(其单分子的增温潜能是CO2的310倍)和较快的浓度增加速率(以每年0.25%的速率增加)(IPCC,2007)。N2O可吸收红外线,减少地球表面通过大气向外层空间的热辐射,导致地球表面温度增加。N2O能参与大气中许多光化学反应,破坏臭氧层(Crutzen,1970),导致到达地球表面的紫外线明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的危害。     

小兴安岭落叶松沼泽林土壤CO2,N2O和CH4的排放规律

采用静态箱-气相色谱法,研究小兴安岭兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林、兴安落叶松-油桦-笃斯越橘-藓类沼泽林和兴安落叶松-狭叶杜香-中位泥炭藓沼泽林生长季节土壤温室气体(CO2,N2O和CH4)排放通量的季节变化规律、季节排放量及其主控因素.结果表明:1)3种落叶松沼泽林土壤CO:排放通量均呈现夏季高(651.4～823.6 mg·m-2h-1)春秋季低(233.3～310.0 mg·m-2h-1)的单峰型季节变化,N2O排放通量(0.010～0.049,0.012～0.020和0.010～0.080 mg·m-2h-1)分别呈现夏季>春季>秋季,春季>夏季>秋季和秋季>春季>夏季的变化规律,CH4排放通量(-0.083～0.037,-0.122～0.078和-0.05～0.026 mg·m-2h-1)分别呈现春秋季排放、夏季吸收,春季排放、夏秋季吸收和春夏季排放、秋季吸收的交替式季节变化;2)表层土壤(0～30cm)温度是土壤CO2排放的主要影响因素,低水位与较高表层土壤温度是N2O排放的主要影响因素,水位是CH.排放的主要影响因素,高水位时土壤排放CH4,低水位时土壤吸收CH4;3)3种落叶松沼泽林土壤在生长季节均为CO2排放源(20.8～25.2 t·hm-2),且夏季为强排放源、春秋季为弱排放源,3者均为N2O排放源(0.192～1.128kg·hm-2),兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林为强排放源,另2者为弱排放源,兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林和兴安落叶松-油桦-笃斯越橘-藓类沼泽林土壤为CH4强吸收汇(1.152～1.200 kg·hm-2),兴安落叶松-狭叶杜香-中位泥炭藓沼泽林土壤为CH4弱排放源(0.168 kg·hm-2);4)兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林土壤温室气体CO2排放强度最高(25.4 t·hm-2),另2者相对较低(20.8～21.2 t·hm-2),但均以CO2排放占绝对优势地位(99.63%～99.93%),N2O和CH4排放占次要地位(0.19%～0.92%和0.02%～0.10%).     

温度和水分对长沙市丘陵马尾松林红壤N2O排放的影响——一个室内培养试验

气候变暖是当今人类面临最重要的环境问题之一,导致气候变暖的主要原因是大气中温室气体浓度不断增加.氧化亚氮(N2O)是仅次于CO2和CH4的第三大温室气体,以100年计,单位质量N2O增温效应是CO2的298倍.N2O在大气中停留时间长,不仅引发温室效应,而且能参与大气中许多光化学反应,破坏大气臭氧层,给人类健康和生态环境造成危害(IPCC,2007).     

我国湿地生态系统温室气体排放的研究现状

温室气体是指大气中自然或人为产生的的气体成分,它们能够吸收和释放地球表面、大气和云发出的热红外辐射光谱内特定波长的辐射。该特性导致温室效应。水汽（H2O）、二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（N2O）、甲烷（CH4）和臭氧（O2）是地球大气中主要的温室气体。此外,大气中还有许多完全人为产生的温室气体等,如卤烃和其它含氯和含溴的物质,六氟化硫（SF6）、氢氟碳化物（HFC）和全氟化碳（PFC）也定为温室气体。     

多点循环A~2/O工艺处理工业园区污水的试验研究

本研究针对松花江宾西工业园区所处的寒冷地区气候特点,以多点循环A2/O工艺为研究对象,在不同温度条件下对试验工艺有机污染物去除效果进行分析,研究成果可望对污水厂在低温下的运行给出指导,进而保护冰封期松花江的水质。研究发现,随着温度的降低,试验工艺具有较高的稳定性,对COD、NH3-N及TN及TP的去除效果下降幅度均较小,在低至14℃时仍能达到国家一级A排放标准。     

不同碳源对颗粒污泥反硝化过程中N2O产生量的影响

在好氧颗粒污泥系统稳定运行的基础上,考察不同碳源变化对好氧颗粒污泥脱氮过程的N2O的释放量和脱氮效果的影响。当以甲醇作为碳源,在整个缺氧过程中随着氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐浓度的降低,系统中的N2O浓度也随之下降,反硝化过程中N2O浓度最高值为0.42mg/L,在缺氧条件下甲醇作为外部碳源所产生溶解态的N2O浓度最高为0.082mg/L。以乙醇作为投加碳源,当好氧结束时,释放气体中N2O浓度为1.21mg/L,在整个缺氧过程中N2O浓度逐渐下降,产生的N2O浓度最高值为0.87 mg/L,同时所产生溶解态的N2O浓度最高仅为0.077 mg/L。结果表明,在反硝化过程中向系统投加的作为外部碳源的甲醇与乙醇在充足的情况下,均能在好氧颗粒污泥反硝化过程中检测到有N2O生成,但是N2O生成量很小,可以忽略不计。因此,投加不同的碳源对好氧颗粒污泥反硝化过程中N2O生成影响不大。     

江苏省天福国家湿地公园鸟类栖息地植物群落特征对鸻鹬类水鸟的影响研究

目的 研究栖息地植物群落特征的季度变化规律,探讨其对鸻鹬类水鸟群落的影响机制,为鸟类栖息地管理提供科学依据。 方法 2019/07—2020/07期间,在天福国家湿地公园鸟类栖息地,利用样方法和样线法分别获取植物群落特征数据和鸻鹬类水鸟群落数据,通过转换变量,构建回归模型。通过主成分分析和聚类分析对鸻鹬类水鸟进行鸟类集团划分。 结果 统计分析发现：（1）天福国家湿地公园共记录到草本植物30科72属77种,鸻鹬类水鸟18种230只;（2）植物群落高度和植被覆盖度的比值与鸻鹬类水鸟个体总数和鸟类个体总数的比值呈显著正相关;（3）不同性状的鸻鹬类对植物群落特征的季度变化响应程度有差异,通过主成分分析和聚类分析将鸻鹬类水鸟划分成4个鸟类集团,其中集团4即中翼长、中嘴裂长、中跗跖长的鸻鹬类水鸟受植物群落特征的季度变化影响大于其他鸻鹬类鸟类集团。（4）目前天福国家湿地公园保护管理中心未进行区分不同植物群落而采取有差别的管理措施,属于无区别化干扰。 结论 天福国家湿地公园鸟类栖息地植物群落特征对鸻鹬类水鸟群落特征有显著影响,且对不同鸻鹬类鸟类集团的影响机制具有差异性;研究区无区别化的栖息地管理措施须结合植被群落演替规律及不同性状鸻鹬类水鸟的生境需求而精准改进,建议针对不同鸻鹬类鸟类集团的差异性生境需求,精准管理不同的植物群落特征,同时增加不同类别的栖息地管理措施。     

Fe2+-H2O2-二氧化硫脲引发桉木浆与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚的研究

研究了Fe2 -H2O2-二氧化硫脲体系引发桉木浆与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的接枝共聚.初步讨论了该引发体系的引发机理,用接枝率、接枝效率和单体转化率考察了温度、反应时间、过氧化氢用量、二氧化硫脲用量、单体浓度和液比对接枝的影响.并用红外光谱对接枝纤维产物进行了鉴定.结果表明,组分二氧化硫脲的加入能有效地使接枝共聚得以顺利进行.适当提高温度,增加过氧化氢用量,减小液比,控制合适的二氧化硫脲用量都能提高接枝率和单体转化率,并在较短的时间就能成功接枝.接枝效率几乎不受任何因素的影响,一般维持在97%～99%,接枝过程产生的均聚物极少.     

低温条件下A2/O工艺启动与强化试验研究

北方地区冬季气候寒冷,生活污水处于低温状态,导致微生物的活性较低。松花江宾西工业园区污水处理系统对氨氮、TN及TP的去除效果很难达标。为解决园区北方冬季低温条件下生活污水处理率低的问题,本试验采用多点循环A2/O为主要研究工艺,在低温条件下启动试验装置,通过分析低温条件下试验工艺对生活污水的处理效果,对试验工艺采用耐冷细菌固定化膜技术进行强化,实现了工业园区低温条件下出水的达标排放。