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碳氮稳定同位素指示苔藓生境特征以及树冠对大气氮沉降的吸收 总被引：2，自引：0，他引：2
对贵阳地区一生境内不同生长条件(石生苔藓、无树冠、不同树冠类型以及同种树冠不同树冠厚度)下的细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum(Hedw.)Broth)碳氮同位素进行了研究。不同生境的苔藓δ13C和δ15N值具有相似的变化趋势和明显的相关关系。石生苔藓δ13C和δ15N值比土生苔藓偏高指示了其相对干燥和受到干沉降控制的生境;树冠下方光照条件差、湿度高、缺少干沉降氮的输入是苔藓δ13C和δ15N值偏低的主要原因;而树冠类型、叶片形态、叶面性质造成树冠对大气沉降氮吸收能力的不同是三种树冠下方苔藓氮同位素组成差异的潜在因素。此外,同一树冠(桂花树Osmanthus fragrans Lour.)下方苔藓的氮含量和碳氮同位素平均组成与树冠厚度呈线性关系,尤其是δ15N的响应很好地反映了吸收过程中树冠厚度对大气沉降氮源同位素组成的控制作用。结果表明,苔藓δ13C值能很好地指示苔藓的生境差异和生理响应(如光合作用能力和氮需求等);而δ15N值在示踪氮源和反映不同树冠吸收过程的同位素分馏效应方面更具有优势,二者的相关关系是环境因素相互作用的重要线索。此外,细叶小羽藓Haplocladium microphyllum(Hedw.)Broth具有高效利用大气沉降氮和分布广泛等特点,可进一步应用于该地区大气氮沉降的指示或监测研究。 相似文献
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石生苔藓组织氮含量和氮同位素指示贵阳地区大气氮沉降与迁移的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用苔藓组织氮含量和氮稳定同位素研究了贵阳市大气氮沉降的来源、沉降和迁移。结果表明,贵阳地区苔藓氮含量的变化特征很好地指示了区内大气氮沉降的空间变化。贵阳市区苔藓氮同位素与郊区或农村地区差异明显,区内城市与农村有不同的氮源。苔藓氮同位素从市区往外逐渐偏正(-8.87‰~-2.48‰),说明来自市区的铵在逐渐减少,而来自农村的铵的贡献逐渐增加。贵阳地区从市区往外苔藓氮含量随距离指数降低(y=1.5e-0.13x+1.26),而氮同位素随距离对数升高[y=2.54ln(x)-12.227],揭示了源自市区的大气铵(NHx)向周边的扩散迁移呈指数降低的变化规律。运用极限法求解苔藓氮含量和氮同位素组成随距离变化的函数,发现市区铵沉降的影响范围小于41 km,在17.2 km以外的地区,市区铵沉降低于背景农业铵沉降值。 相似文献
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中国煤炭和城市苔藓的氮同位素组成特征 总被引：1，自引：0，他引：1
中国城市大气污染主要是煤烟型污染,因此研究中国主要聚煤区煤炭的氮同位素组成对利用氮同位素技术示踪中国城市大气N污染的来源具有重要意义.苔藓的主要N源是大气沉降N,故苔藓的氮同位素组成能有效识别大气N源. 相似文献
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利用石生苔藓氮含量和氮同位素研究太白山地区大气氮沉降量及来源。对太白山不同海拔高度上石生苔藓样品氮含量(ω(TN))和氮同位素值(δ15N)进行分析,并对南北坡数据进行比较。南坡苔藓ω(TN)与海拔高度(Laltitude)的关系为ω(TN)=5.23-3.00×10-4Laltitude(R2=0.05),北坡为ω(TN)=3.48-3.00×10-4Laltitude(R2=0.14);南北坡苔藓ω(TN)随海拔高度变化规律不明显;根据前人经验估算出南坡大气氮沉降量最大值和最小值分别为122.11、48.07kg/(hm2·a),平均值为70.57 kg/(hm2·a);北坡大气氮沉降量最大值和最小值分别为61.66、21.72 kg/(hm2·a),平均值为39.03 kg/(hm2·a);南坡苔藓δ15N主要集中在-6‰~-2‰,北坡苔藓δ15N主要集中在-5‰~-1‰,太白山地区主要氮源为农业或土壤氮的自然释放。 相似文献
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贵阳地区主要大气氮源的沉降机制与分布：基于石生苔藓氮含量和氮同位素的证据 总被引：5，自引：0，他引：5
对贵阳市区到农村地区4个方向的175个石生苔藓样品氮含量和氮同位素(δ15N)进行了分析.苔藓δ15N表明贵阳地区大气氮沉降以铵沉降为主,主要来源为城市废水氨释放以及农村地区的农业氨挥发.苔藓氮含量从市区往外随距离呈指数降低,而δ15N随距离对数升高,揭示了城市来源的铵沉降随距离指数降低,该变化模式与其他点源氨的沉降分布以及点源氨附近苔藓氮含量的变化规律相同.因此,贵阳市区可以看成整个研究区的一个点状氨源.不同方向苔藓氮含量和δ15N随距离的变化梯度存在差异,表明城市铵向周边不同方向的扩散迁移具有非均一性,其原因可能与地形条件、植被状况、风向、城市化程度等有关.苔藓δ15N平均值在15 km以外没有明显差异,反映了农业面源氨的影响.此外,运用极限法计算,苔藓氮含量随距离的变化关系(y=1.5e-o.13x 1.26)表明城市铵的影响范围总体小于41 km,而苔藓δ15N的变化(Y=2.54lnx-12.23)反映了在17.2 km以内的地区,大气氮沉降以城市铵为主,17.2 km以外的地区主要受农业铵沉降的控制.本研究为城市氮沉降的变化提供了新的证据,促进了苔藓氮含量和δ15N方法研究大气氮沉降从定性向定量的发展. 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
过去几十年,中国的氮排放和氮沉降显著增加,对陆地生态系统的氮循环产生了深刻影响,氮同位素可以用来示踪生态系统氮循环的变化。之前的研究认为氮沉降导致了植物δ15N的降低。但是前人的研究都没有考虑到不同地区气候因子的差异对植物氮同位素的影响,因此前人的这一结论还需进一步验证。百望山、东灵山和贡嘎山分别地处北京市内、北京市与河北交界处和青藏高原东部,这三个地区氮沉降水平有显著差别,气候条件也存在明显的不同。本研究对三个地区的大量植物进行了氮含量和同位素的测定。结果显示:百望山、东灵山和贡嘎山所有植物的平均氮含量分别是2.350%±0.11%、2.531%±0.07%和2.484%±0.06%,三个地区氮含量不存在显著差异。百望山、东灵山和贡嘎山所有植物的平均氮同位素值分别为-4.069‰±0.20‰、-0.873‰±0.25‰和-1.185‰±0.12‰,百望山δ15N较东灵山与贡嘎山明显偏负,但是东灵山和贡嘎山之间没有显著差异。为了去除气候因子对同位素的影响,本研究以百望山的年均温度和年均降雨量为基点,对东灵山和贡嘎山的植物δ15N进行温度和降雨校正。去除温度和降雨对同位素的影响后,东灵山和贡嘎山所有植物的平均氮同位素值分别变成了1.012‰±0.25‰和2.389‰±0.15‰。贡嘎山最高,百望山最低,并且三个地点之间存在显著δ15N差异。另外,本研究还对三个地区同一生活型植物的氮同位素和氮含量进行了比较,也得到了相似的结果。因此,我们的研究充分表明,大气氮沉降增加显著降低了植物的δ15N。 相似文献
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陆生植物氮同位素组成与气候环境变化研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
近年来,由于植物氮同位素组成(δ15N)记载了气候环境变化的信息,因而被广泛应用于全球变化研究中,成为古气候环境再造和了解现代气候环境变化信息的有力工具。然而,人们对气候环境引起的δ15N变化及其指示的气候环境意义并不完全清楚,这就有可能限制植物δ15N在古气候环境变化等领域研究中的应用。在概述植物氮同位素分馏和植物不同氮源的氮同位素分布的基础上,分析了温度、降水、大气CO2浓度和海拔高度等气候环境因子对陆生植物δ15N的影响以及它们的关系。指出了目前研究中存在的问题及其研究前景,认为在全球变化研究中利用植物氮同位素技术不仅可以重建古气候环境(如重建大气CO2浓度变化),揭示历史时期温度、降水的变化,而且还可以在一定的时间和空间上综合反映生态系统氮循环的特征。 相似文献
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苔藓稳定同位素是环境科学领域用于指示大气环境变化和研究大气污染物输入地表生态系统及其环境效应的新技术. 相似文献
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大气沉降对海洋初级生产过程与氮循环的影响研究进展 总被引：4，自引：1，他引：3
大气沉降通过为海洋提供外源性氮、磷和铁等微量元素,可显著影响海洋氮、碳循环过程,并产生气候效应。一方面促进海洋初级生产和生物固氮,增强海洋吸收二氧化碳的能力;另一方面影响海洋氮、碳循环路径,增加海洋生物源气溶胶排放量,间接影响气候变化。由于大气沉降对海洋生态系统及气候变化的重要影响,相关科学问题已成为海洋科学与大气科学交叉研究的热点,被多个国际研究计划列为核心研究内容。在大气污染物排放持续增加与沙尘事件频发的背景下,大气沉降对我国东部陆架海(黄海、东海)及其邻近西北太平洋碳、氮循环过程的影响日趋增强,因此该海区已成为大气沉降及其气候影响研究的代表性海域。结合分子生物学和实验生态学手段理解大气沉降影响下的海洋初级生产过程,利用同位素示踪技术研究大气沉降对海洋氮循环的影响,以及获得大气沉降影响下海洋生物源气溶胶排放的观测证据将是未来研究的重点方向。 相似文献
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《地球科学进展》2019,(9)
大气中氧化态活性氮主要包括氮氧化物(NOX=NO+NO2)和硝酸等。NOX的循环过程会影响臭氧和羟基自由基的浓度,进而影响大气氧化能力。NOX的氧化终端产物硝酸是颗粒污染物的重要组成部分,其干湿沉降过程会对生态系统产生影响。氮稳定同位素(δ15N)在大气活性氮循环,示踪区域和全球活性氮排放、传输和沉降等研究方面都展现出了一定的潜力。回顾目前用δ15N研究NOX排放和大气活性氮循环的现状,从NOX的产生机制和收集分析方法等方面讨论NOX源δ15N数据的不确定性及原因,分析NOX和硝酸在大气转化和传输过程中氮同位素的分馏效应和影响等,最后讨论用δ15N示踪NOX排放的可能性和问题。虽然目前用δ15N量化示踪排放源还存在比较大的不确定性,但是δ15N可以有效地示踪大气活性氮循环和转化过程。在此基础上,有望利用大气化学传输模型,结合同位素观测数据和分馏机制,对区域和全球大气活性氮循环过程中的同位素效应进行综合评估,提高用δ15N研究大气氧化态活性氮来源以及循环的准确性和可靠性。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>增加的氮沉降使得一些原先氮缺乏的生态系统有着过多的氮供给。氮饱和会对植物带来一系列的影响,比如矿物的不平衡(必须矿物Mg,K,P相对于N的缺乏;针叶的发黄;菌根数量的减少;抗冻性降低;甚至会导致森林退化和生物多样性减少。在引起某种植物种类数量大量变化之前,植物自身的新陈代谢会对高氮输入做出响应,表现为叶片中氮浓度增加和游离氨基酸的累积。这些新陈代谢的变化可用于指示该植物物种,采样点,或是生态系统是否受到过量氮沉降的影响。 相似文献
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大气有机氮沉降及其对海洋生态系统的影响 总被引：8，自引：0，他引：8
有机氮是大气中含氮物质的重要组成部分。大气中有机氮化合物的种类繁多,按其存在的形态可分为：氧化型、还原型以及生物/颗粒型有机氮,这些有机氮可来自自然源和人为源的直接释放,也可来自于无机氮与碳氢化合物间的大气化学反应。大气有机氮对海洋的输入不仅可以促进海洋初级生产力的增长、进而增加二氧化碳的吸收速率,还可能影响海洋生态系统的结构和功能。分析了海洋大气有机氮沉降的最新研究进展,结果表明：气溶胶中的有机氮在总氮中所占的比例为39.6%±14.7%;陆地雨水中以有机形式存在的溶解氮为30.2%±15.0%,而海洋上,溶解有机氮可达到雨水中总氮的62.8%±3.3%。可见,目前仅包括无机氮沉降的入海通量可能低估了1/3。因此,开展大气有机氮沉降的研究,有助于评价有机氮在全球氮循环中的作用,以及对海洋生态系统的短期和长期的影响。 相似文献
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稳定氮同位素在环境污染示踪中的应用进展 总被引：7，自引：0，他引：7
自然界的氮循环已被严重扰乱,失衡的氮循环过程中产生的一些氮氧化物和氮氢化物(如N2O、NO3-、NO2-、NH3、NH4 等)是全球温室效应、水体富营养化和酸雨危害的主要贡献者。稳定氮同位素作为一种有效的示踪手段,在研究氮循环特别是污染氮源的识别方面有重要意义。本文在简要总结氮的同位素分馏效应的基础上,重点论述和分析了稳定氮同位素在植被-土壤-地下水系统和大气系统中的氮源识别,并结合研究现状探讨了研究前景。 相似文献
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南京栖霞山铅锌矿区铅同位素示踪 总被引：3，自引：0，他引：3
南京栖霞山铅锌矿已开采50余年,环境问题日益突出。为了了解污染来源和污染传播方式,采集了该地水、土、植物、大气沉降、燃油灰尘、矿石、人血和生物等多种样品进行重金属元素含量和铅同位素示踪分析。结果表明矿区重金属污染严重,且污染随着靠近矿区而逐渐加重,重金属元素Pb、As、Cd、Cu、Zn之间相关性明显,初步反映了污染与矿山有关;同位素分析显示,矿区大气沉降样品、大部分植物样品、部分土壤和部分生物样品铅同位素组成与矿石铅同位素组成相似,证实了污染源为矿山。另外,大气沉降与植物样品铅含量高且它们的铅同位素组成相当,反映了大气沉降是污染传播方式之一。 相似文献
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为探讨喀斯特高原石灰土区植物稳定氮同位素组成的变异特征及其影响因素,以贵州省清镇市王家寨小流域为例,选取流域内石灰土区退化植物群落3种植被类型中的4种灌木植物,分别对其叶片的氮同位素和C、N、P、K、Ca、Mg元素含量进行了测定。结果表明,研究区常见灌木叶片的δ~(15)N值为-5.86‰～-0.54‰,均值为-2.31‰;植物叶片的δ~(15)N值在不同群落间的差异显著(P0.05),但种间差异仅在灌丛群落中显著(P0.05);物种因素和群落类型的交互作用对研究区灌木叶片δ~(15)N值有显著影响(P=0.021,R~2=0.860);植物叶片δ~(15)N值与叶片K含量之间具有显著负相关(P0.05),而与叶片N含量之间并非正相关,这可能与喀斯特地区严酷的生境条件有关。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>自工业革命以来,人为活性氮排放量急剧增加,中国所面临的高氮沉降困境日趋严重,东南部成了高氮沉降中心,最高沉降量可达63.53 kg N ha-1 yr-1。由于缺乏全国性的统一监测网络,且短期内难以解决,致使中国区域尺度范围内的沉降规模、空间分布等资料难以获取,大气传输模型成为了评估污染物对生态环境影响的有效方法,为大气氮沉降的区域研究提供了经济可行的方案。然而,大气传输模型在空间显示和空间分析方面较为薄弱,这正是GIS的优势所在,因而GIS被逐渐用在空间数据管理和可视化等工作中。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>当前,诸多研究者尝试探讨了植物δ13C与环境因子间的关系,相关结果被广泛应用在生态学和地学的相关研究中,为人们深入了解古气候/古生态变化、全球碳循环过程、生态系统生产力等提供了可靠依据和新的视角。氮素被认为是陆生植物最重要的限制性营养成分。一些学者对于叶片氮含量与植物δ13C之间的关系进行了讨论。较多研究得出叶片δ13C与基于面积的叶氮含量(Narea)之间有显著正相关性。相比而言, 相似文献