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疏勒河上游多年冻土区植物生长季主要温室气体排放观测 总被引：1，自引：1，他引：0
选取青藏高原东北部疏勒河上游多年冻土区的高寒草甸样地为研究对象, 对2011年植物生长季(6-10月)主要温室气体(CO2、 CH4CH4和CO2)的排放进行了观测. 结果显示: 疏勒河上游多年冻土区高寒草甸地表CO2、 CH4和N2O排放速率范围分别为7.58~418.60 mg·m-2·h-1, -0.20~0.14 mg·m-2·h-1和-27.22~39.98 μg·m-2·h-1. 0~10 cm土壤温度、 含水量和盐分与CO2和CH4排放速率显著相关, 但与N2O排放速率无显著相关. 日均排放速率显示, CO2和N2O在整个观测期均表现为排放; CH4在植物返青期和生长旺盛期表现为排放, 在枯黄期伴随表层土壤发生日冻融循环时为吸收. 从9月30日12:00-10月6日14:40, 表层0~10 cm土壤经历了3次日冻融循环, CO2和N2O日均排放速率分别由冻融前的60.73 mg·m-2·h-1和9.91 μg·m-2·h-1提高到122.33 mg·m-2·h-1和11.70 μg·m-2·h-1. 土壤温度、 含水量和盐分是影响CO2和CH4排放的重要因子, 表层土壤冻融交替作用可提高地表CO2和N2O的排放速率. 相似文献
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多年冻土区森林土壤是重要碳库，对于全球CO2、N2O和CH4平衡具有重要意义，冻融循环是多年冻土区的重要特征，但冻融作用对不同林型腐殖土有机质分解和温室气体排放的影响需进一步研究。本研究对兴安落叶松林(针叶林)、白桦林(阔叶林)、兴安落叶松和白桦混交林(针阔混交林)三种林型的腐殖层土壤进行了42天的短期室内培养实验，探索冻融作用对土壤理化性质和温室气体排放的影响。结果表明，冻融导致森林腐殖层土壤溶解性有机碳(DOC)增加，针叶林、阔叶林和针阔混交林分别增加了314.8%、91.4%和43.2%，但冻融后短期内土壤有机碳分解的温度敏感性(Q10)均明显下降，CO2排放量在25℃时分别下降24.7%、36.4%和29.5%。同时冻融作用也降低了森林土壤吸收CH4的能力，但没有发现对土壤N2O排放产生明显影响。冻融作用短期内降低了森林土壤温室气体全球增温潜势(GWP)，其中对CO2的抑制作用最为明显，阔叶林腐殖层土壤受... 相似文献
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以2010年6月~2011年5月三峡澎溪河回水区CO2与CH4通量监测数据为基础,参考澎溪河高阳平湖水域全年4次的24 h昼夜连续跟踪观测结果,对每月各采样点的日通量值进行估算。提出了水下地形划分法和环境因素控制法,将各采样点日通量数据外延至整个回水区水域,并估算了澎溪河回水区水域CO2与CH4年总通量值。研究期间,澎溪河回水区全年各采样点CO2通量均值为(3.05±0.46)mmol/(m2·h);CH4为(0.050 1±0.009 6)mmol/(m2·h)。以水下地形法为基础,该水域全年CO2和CH4总通量分别为40 060.5 t和540.9 t;以环境因素控制法为基础,全年CO2与CH4总通量分别为39 073.0 t和467.2 t。以环境要素控制法为参考,该水域CO2全年平均释放强度为43.26 mmol/(m2·d),在全球水库数据序列中处于中等略偏高水平,CH4全年平均释放强度为1.42 mmol/(m2·d),在全球水库序列中处于中等水平。 相似文献
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虽然神农架大九湖泥炭湿地的甲烷排放特征、土壤微生物群落组成已有一些研究,但是关于微生物群落与甲烷排放量的关系及影响的研究不多.采用涡度相关法和高通量测序技术,探讨2016年3月~2017年2月微生物对大九湖泥炭湿地CH4通量排放的影响.结果表明,大九湖泥炭湿地研究期间表现为CH4的源,年总排放量5 566.27 mg·m-2,日平均排放速率10.96 nmol·m-2·s-1;春、夏、秋、冬四季的平均通量分别为12.06、22.47、3.02、2.92 nmol·m-2·s-1;研究区优势菌为泉古菌（54.6%）、广古菌（18.9%）、酸杆菌（12.6%）等.对不同季节样品Shannon指数进行单因素分析,p值为0.000 127,分析结果表明:CH4月通量变化均呈明显的倒“U”型;夏季CH4通量最高,冬季最低;不同季节的微生物群落物种多样性存在显著差异;夏季、冬季微生物群落组成与CH4通量分别呈显著正相关、显著负相关;未鉴别出的菌群和俭菌总门与CH4通量呈极显著正相关关系,泉古菌门与CH4通量呈极显著负相关关系. 相似文献
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为探究不同煤阶煤吸附CH4和H2O吸附机理,采用量子化学方法中的密度泛函理论（DFT）,在B3LYP/6-31G基组上计算了不同煤阶煤的大分子稳定构型及煤分别吸附CH4、H2O及CH4与H2O共存条件下的吸附能和电荷转移情况。研究结果表明:煤吸附CH4为物理吸附,随着煤阶升高,煤吸附CH4能力增强;吸附H2O时以氢键形式作用,其中煤中含氧官能团为氢键供体,H2O中-OH为氢键受体,随着煤阶升高,吸附H2O能力减弱;当H2O与CH4共存时,H2O抢占CH4吸附位,导致煤优先吸附H2O,使吸附态CH4减少,游离态CH4增多。从分子水平完善了煤吸附甲烷和H2O的吸附机理,为注热蒸汽开发煤层气奠定了吸附理论基础。 相似文献
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氧化亚氮(N2O)是一种重要的温室气体,对臭氧层具有破坏作用。在微藻培养过程中以及富营养化湖泊等以微藻为基础的生态系统中,已经观察到N2O的排放。然而,对于藻类中N2O收支平衡的重要作用以及潜在的藻类N2O产生途径却鲜有报道。综述了近年来藻类排放和吸收N2O的相关研究,主要内容包括藻类与N2O关系研究的发展历程、N2O在藻类体内产生和消耗的几种可能途径、藻类微环境对N2O分布格局的影响及其潜在的对全球气候变化的影响。鉴于政府间气候变化专门委员会目前没有考虑藻类水华或藻类养殖期间可能产生N2O排放,呼吁在全球范围内加强藻类N2O生产相关的实验研究,为全面理清藻类在N2O排放和吸收中的重要作用,全面评估水生生态系统温室气体排放提供支撑。 相似文献
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内陆水体是大气甲烷(CH4)的重要排放源,其中冒泡途径排放的CH4对总排放贡献较大。通过梳理国内外研究的最新进展,系统介绍了内陆水体CH4冒泡的产生、传输、氧化及排放机制,并概述了CH4冒泡排放的测定方法与技术。其次,基于不同的时空尺度,对比分析了全球内陆水体的CH4冒泡排放的时空变化特征;总结了CH4冒泡产生与排放过程中相关影响因素的作用机制,并介绍了水体CH4冒泡排放模型的发展现状。最后,探讨了内陆水体CH4冒泡的潜在研究方向与挑战,为后续中国内陆水体CH4冒泡排放观测、过程机理与调控机制探究、模型开发与估算等研究工作提供参考。 相似文献
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二元气驱技术(CO2/N2-ECBM)已成为煤层气增产的重要手段,明确CO2/N2在煤层中的竞争吸附规律以及对煤层物性的影响具有重大意义。利用分子模拟软件Materials Studio建立延川南煤层气实际区块温度、压力条件下的煤分子模型。基于巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法研究CO2/N2交替驱替煤层气技术中各注入阶段对CH4吸附的影响,明确CO2、N2对煤层孔渗物性的影响规律。结果表明:在CO2注入阶段,煤层中甲烷迅速解吸;煤中气体吸附总量上升,煤基质膨胀效应增强,导致煤的孔隙体积降低。而转N2注入后,由于N2分压作用使得CH4、CO2吸附量呈现出不同程度的降低;当ωN2/ωCO2≤0.6时煤分子中气体总吸附量迅速降低,而当N2饱和吸附后气体总吸附量保持稳定。煤层孔渗物性随着气体吸附总量呈现出迅速增大后趋于平缓的趋势。此外,ωN2/ωCO2>0.6后N2吸附率迅速降低,这会使得产出气中CH4纯度较低,导致后期提纯成本大大增加。因此,当ωN2/ωCO2=0.6左右时,CH4解吸量为最大值,煤孔隙率较高,最有利于煤层气的开发。 相似文献
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开展大九湖湿地生态系统CH4通量研究,对深入了解碳循环机制、科学经营以及准确评估湿地生态系统碳收支等方面具有重要意义.以湖北省神农架林区大九湖亚高山泥炭湿地为研究区域,采用涡度相关法对CH4通量进行原位连续观测,分析了泥炭湿地CH4通量变化特征及其影响因素.结果表明,大九湖泥炭湿地在2015年8月至2016年5月期间表现为CH4的源,日通量均值为15.57 nmol·m-2·s-1.CH4通量具有“夜间极大值”(2:00或22:00) 和“三峰模式”(6:00、12:00和22:00) 两种昼夜变化规律;CH4通量具有明显季节变化规律,8月释放最多(36.46 nmol·m-2·s-1),3月释放最少(3.92 nmol·m-2·s-1).相关性分析表明,大九湖泥炭湿地CH4通量受空气温度(Ta)、土壤温度(Ts)、土壤含水量(SWC)和摩擦风速(U*)的共同影响;不同时间尺度上,各影响因子与CH4通量的相关性有所差异.曲线拟合得出,CH4通量与Ta和Ts呈指数增长趋势,与SWC呈二次曲线关系. 相似文献
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本研究分别利用顶空平衡法与qPCR技术测定了2018年春季黄、渤海5个典型站位柱状沉积物中甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)浓度及产甲烷菌与硫酸盐还原菌功能基因拷贝数,并分析了其与间隙水中相关环境因子的关系。沉积物上方水文条件的差异以及其中复杂的碳氮生物地球化学过程使得CH4和N2O浓度呈现出明显的空间和垂直变化。结果显示,沉积物中CH4浓度为0.23~0.92 μmol·kg-1,N2O浓度为18.90~104.96 nmol·kg-1。总体来说,渤海沉积物中CH4和N2O平均浓度高于黄海。垂向分布上,CH4浓度均随深度增加逐渐升高, $\text{SO}_{4}^{2-}$浓度随深度增加逐渐降低,并与CH4浓度呈镜像关系,产甲烷菌与硫酸盐还原菌的丰度也遵循着同样规律,这表明沉积物中产甲烷作用受$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度的抑制。 mcrA基因拷贝数平均值为渤海低于黄海。除3500-7站外,沉积物中mcrA基因拷贝数随深度增加而升高。各站位mcrA 基因丰度与CH4浓度均无显著相关性,且mcrA丰度与$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度之间也未检测到显著相关性。dsrB基因拷贝数远高于mcrA基因拷贝数,且两者相差至少两个数量级。 dsrB基因拷贝数随深度逐渐增加,直至10 cm左右,随后至沉积物底部逐渐减少。各站位dsrB基因拷贝数与CH4浓度剖面略有镜像关系,但均未检测到显著负相关性。以上结果均表明沉积物中存在着同时消耗沉积物中$\text{SO}_{4}^{2-}$与CH4的其他作用。N2O浓度随深度增加先降低,在深度30 cm以下逐渐升高。间隙水中$\text{NO}_{3}^{-}$和$\text{NO}_{2}^{-}$浓度均随深度减小,同时$\text{NH}_{4}^{+}$浓度与其呈相反趋势。沉积物中N2O与$\text{NO}_{2}^{-}$及$\text{NO}_{3}^{-}$浓度均呈正相关,且前者相关性较高,说明反硝化作用是沉积物中N2O产生的主要过程。这些结果为进一步了解近岸陆架海域沉积物中CH4和N2O的来源、分布及碳氮生物地球化学循环提供了参考资料。 相似文献
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通过对北京东灵山草地和桦树林土壤气体CO2,N2O和CH4浓度及其排放通量的昼夜连续观测,探讨了生长季节草地和森林土壤温室气体昼夜变化及其环境影响因素。研究表明:1)土壤CO2排放通量昼高夜低,N2O排放通量有明显小时尺度波动,但昼夜变化不突出;土壤CO2和N2O浓度昼夜变化不明显,且与排放通量波动不一致;土壤是大气CH4的一个汇,相对厌氧的环境可能有利于土壤吸收CH4。2)无雨时气温昼夜变化通过影响土壤表层的气体扩散和CO2产生过程,来影响土壤CO2和N2O的地表排放通量,而对土壤10cm以下CO2和N2O的产生影响不大。小时尺度的土壤CO2和N2O浓度波动则可能还有其他影响因素或机制。3)降雨时土壤渗水引起的土壤空气对流取代气体浓度扩散成为土壤与大气空气交换的主要方式,导致土壤CO2和N2O排放通量的同步波动。降雨渗水较多时,较多的溶解氧随着雨水进入土壤内,会促进土壤CO2的生成和抑制N2O的产生。4)土壤CO2与N2O浓度存在显著的正相关关系,反映出土壤CO2和N2O有相对稳定的产率比。土壤有效碳可能是造成土壤CO2与N2O浓度正相关的主要原因,土壤空气的氧分压则可能是造成土壤CO2和N2O浓度波动不一致的重要因素。 相似文献
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为认识水利工程建设对岩溶库区温室气体排放的影响,本文对岩溶区水利工程破坏岩溶水体DIC的稳定性、增加温室气体排放以及水利工程建设所带来的水体富营养化问题进行了初步总结。结果表明,水利工程不仅打破了岩溶水体DIC的自身稳定性,加速水体无机CO2逸出过程,导致CaCO3发生沉淀,而且还通过改变岩溶水动力条件、加速温室气体排放等途径来提高岩溶水体的碳储存、转移、形成与分解过程。与此同时作者还建议:(1)尽快开展岩溶水体温室气体排放的定性分析与定量计算工作,并与不同排放源的温室气体释放效应进行对比;(2)温室气体排放的估算须建立在岩溶碳循环研究基础上,从时间和空间尺度上分析影响岩溶水体温室气体排放过程的关键因素,并把岩溶水体温室气体排放纳入整个岩溶生态系统的生命周期中进行考虑。 相似文献
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A comparative study of rice paddies and the uncovered water field in Taoyuan(Hunan) showed that methane emission from rice-vegetated paddy fields in 1993 was different from that in 1992(I,e,lower in rates and irregular in pattern).Climate has obvious influence on methane emission .And ebullition made a considerable contribution to the total flux of methane emission from rice paddies (45%).This implies that the intensification of paddy cultivation of rice might not be,as was proposed,the main con-tributor to the observed gradual increasing of atmospheric methane.24-hour automatic measurements of atmospheric temperature,air temperature and methane concentration in the static sampling boxes revealed that temperature,in addition to fertilization and irrigation style,is one of the most important factors that control the emission of methane from rice paddies. 相似文献
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中国大陆科学钻探主孔0～2000米流体剖面及流体地球化学研究 总被引：13，自引：6，他引：13
地下深部流体的来源与演化的研究已成为国际地球化学领域的探索前沿和研究热点之一，中国大陆科学钻探(CCSD)为开展深部流体地球化学研究提供了珍贵的样品，构建了探索地下流体的研究平台。中给出了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔He、Ar、N2、O2、H2、CH4、CO2流体地球化学剖面。CCSD主孔CH4浓度的变化与H2浓度的升降没有显相关性；CO2浓度的变化与钻井条件下的氧含量无显相关性；CO2浓度与CH4浓度的关系有三种情况：CO2浓度与CH4浓度不相关、CO2浓度与CH4浓度负相关、或CO2浓度与CH4浓度正相关；氦浓度的增加与CO2和CH4浓度的上升呈现一定的正相关。大气中N2、O2、Ar浓度太高，掩盖了井中N2、O2、Ar气体组分浓度变化，通常情况下N2、O2、Ar浓度变化难以作为深源气体的判据。CCSD流体与KTB流体中氧．氮关系基本一致，氧、氮线性相关(r=0.97)，表明这两种气体主要来源于大气。KTB中的CH4与乙烷、N2表现出非常强的线性关系，而在CCSD流体中CH4与乙烷、N2之间不存在线性相关性。两个地区间的流体成因、围岩相互作用机理等方面可能有所不同。在CCSD主孔中，目前已发现存在大量的CO2，及少量CO、CH4、C2H6、C3H8、C4H10和He、N2等气体。已确定300～2000米主孔出现多处来自于地下的气体异常，包括甲烷和C2～C4等烃类气体，一氧化碳与二氧化碳，稀有气体氦。根据流体各组分间相关性研究，可以判定异常中氧主要来源于大气，N2、Ar和CO2有一部分源于大气，一部分来源于地下。在流体显异常时，甲烷等烃类气体、氦、一氧化碳和绝大部分CO2来源于地下。出现显地下流体异常处，在岩石中存在裂隙、晶洞、破裂面、断层；它们作为流体迁移通道或存储空间，可能是流体存在的必要条件。某些CO2和He气异常与碳酸盐和铀矿石等围岩密切相关。 相似文献
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基于新疆和山西气煤及瘦煤对H_2S、CH_4和N_2的平衡水条件下的等温吸附实验及Langmuir模型和D-A模型对实验数据的模拟结果,来研究煤矿瓦斯中H_2S气体的吸附特性及其影响因素,并探讨其与H_2S异常矿井的治理关系。结果显示:不同于CH_4和N_2在煤中主要以微孔吸附为主(90%以上),煤中H_2S气体的微孔吸附量仅占Langmuir最大吸附量的36.26%~57.21%,平均为45.99%;气体分子本身的性质是影响煤中H_2S吸附的主要因素,尤其分子直径是影响H_2S气体V_0/V_L远小于CH_4和N2的这种现象的主要原因,也是造成微孔中H_2S气体难以解吸的主要原因;基于H_2S气体在煤中吸附解吸特征,提出应从H_2S气体分子本身入手,结合矿井煤层地质条件来治理煤矿中的硫化氢。 相似文献
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Terrestrial ecosystems near breeding/roosting colonies of piscivorous seabirds can receive a large amount of marine-derived N in the form of bird feces. It has been well demonstrated that N input from seabirds strongly affects plant communities in forests or coastal grasslands. The effects of nutrient input on plant communities in agricultural ecosystems near seabird colonies, however, have rarely been evaluated. This relationship was examined in rice-paddy fields irrigated by a pond system located near a colony of the Great Cormorant Phalacrocorax carbo in Aichi, central Japan. In the present study, spatial variations in N content (N %) and N stable isotope composition (δ15N) of soils and wild grass species together with the growth height of plants in paddy fields in early spring (fallow period) were examined. Soils had a higher N % and δ15N values in fields associated with an irrigation pond that had N input from cormorants. The δ15N values tended to be higher around the inlet of irrigation waters, relative to the outlet. These results indicate that cormorant-derived N was input into the paddy fields via the irrigation systems. Plants growing in soil with higher δ15N had higher δ15N in the above-ground part of the plants and had luxurious growth. A positive correlation in plant height and δ15N of NO3–N was observed in soil plough horizons. 相似文献
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Chipeng Zhang Pan Wu Changyuan Tang Xiuzhen Tao Zhiwei Han Jing Sun Hong Liu 《Environmental Earth Sciences》2013,70(7):2931-2940
The acidification of paddy fields was studied in Guizhou Province, China. Affected by acid mine drainage, the pH value of irrigation water was 2.9 with the concentrations of iron and aluminium above 40 mg/L. Based on the pH(H2O) of topsoil, the paddy fields studied were classified spatially into three zones, the natural zone (pH value from 6.2 to 5.5), the acidified zone (pH value from 5.5 to 4.5), and the seriously acidified zone (pH value from 4.5 to 3.2), respectively. Comparing to the natural zone, the buffering processes for acidification of paddy soil were discussed by considering the changes of calcium, magnesium, potassium and aluminium in soils. The Ca, Mg and K were leached from the soil by the decomposition of carbonate and kaolinite. The leaching of Mg became less with the enrichment of iron in topsoil layer. When the soil pH was below 5.0, aluminium was leached from soil because of the dissolution of alumino silicate minerals. In addition, the hydrolysis of iron and aluminium in soil provided more protons to promote the soil acidification. Furthermore, the buffer capacity of paddy soil was discussed by the results of buffer experiment, based on which the pH buffer curve was drawn and the empirical formula for calculating the acidification rate was developed. Because pH buffer capacity of soil is about 2.78 cmolc/kg pH for the pH(H2O) value above 5.0, it is estimated that only another 50 years are needed for the pH(H2O) of the paddy soil decrease to 3.5 in the acidified zone if the acid water is used for irrigation continuously. 相似文献
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农业温室气体清单方法研究最新进展 总被引：14，自引：0，他引：14
为了履行气候变化框架公约的义务,缔约国要按时编制并提交国家温室气体清单。文章主要介绍温室气体清单指南中土壤CO2的排放和清除,稻田甲烷的排放,农业土壤中氧化亚氮的直接排放和间接排放等方面温室气体估算方法的研究进展。《2006年IPCC指南》中强调国家清单只报告管理土地CO2的排放和清除;采用六类土地利用类型体制,即：林地、农地、草地、湿地、居住地和其它地;提供了多层次的估算方法;稻田甲烷的季节排放因子变为日排放因子;农业土壤氧化亚氮的排放因子进一步修正;生物氮的固定不再作为氧化亚氮直接排放的排放源。清单方法改进的同时,我国编制农业温室气体清单面临巨大困难与挑战。 相似文献