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1.
研究青藏高原多年冻土区高寒草甸土壤CO2通量有助于准确估算该区域的土壤CO2排放, 对认识高原土壤碳循环及其对全球气候变化的响应具有重要意义. 利用静态箱-气相色谱法和LI-8100土壤CO2通量自动测量系统对疏勒河上游多年冻土区高寒草甸土壤CO2通量进行了定期观测, 结合气象和土壤环境因子进行了分析. 结果表明: 整个观测期高寒草甸土壤表现为CO2的源, 土壤CO2通量的日变化范围为2.52～532.81 mg·m-2·h-1. 土壤CO2年排放总量为1 429.88 g·m-2, 年均通量为163.23 mg·m-2·h-1; 其中, CO2通量与空气温度和相对湿度、活动层表层2 cm、10 cm、20 cm、30 cm 土壤温度、含水量和盐分均显著相关. 2 cm土壤温度、空气温度和总辐射、空气温度、2 cm土壤盐分分别是影响活动层表层2 cm土壤完全融化期、冻结过程期、完全冻结期、融化过程期土壤CO2通量的最重要因子. 在完全融化期、冻结过程期和整个观测期, 拟合最佳的温度因子变化分别能够解释土壤CO2通量变化的72.0%、82.0%和38.0%, 对应的Q10值分别为1.93、6.62和2.09. 冻融期(含融化过程期和冻结过程期)和完全冻结期的土壤CO2排放量分别占年排放总量的15.35%和11.04%, 在年排放总量估算中不容忽视. 相似文献
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若尔盖高原草甸土与泥炭土氧化CH4研究 总被引：4，自引：0，他引：4
若尔盖高原草甸土氧化大气CH4的速率为-0.092～0.125 ng·g-1·h-1,氧化速率随着土壤深度的增加而减小,深度超过25cm的土层没有氧化大气CH4的潜力;而高原泥炭土CH4排放速率为0.236～1.088 ng·g-1·h-1,排放速率亚表层土(10～25 cm)最大.两种土壤均能氧化高浓度CH4,泥炭土氧化大气浓度CH4的速率是草甸土的15～22倍.两种土壤不同层次氧化高浓度CH4的潜力都没有显著差异.降水减少或人为排水导致的泥炭地水位下降,将加强若尔盖高原土壤氧化CH4从而减少CH4排放. 相似文献
3.
采用静态箱-气象色谱法对控制灌溉稻田CH4和N2O排放进行了观测,研究控制灌溉模式对稻田CH4和N2O排放的影响,并对其温室效应进行了评估。结果表明,控制灌溉稻田CH4排放通量明显低于淹水灌溉稻田,且主要集中在分蘖前期和中期,全生育期CH4排放量比淹水灌溉稻田减少73.2%～85.0%。控制灌溉稻田N2O排放通量在水稻全生育期大部分时间都要大于淹水灌溉稻田,稻季N2O排放量分别为106.65 mg/m2和96.40 mg/m2,控灌稻田较淹灌稻田增加了10.6%。控制灌溉稻田稻季排放CH4和N2O的全球增温潜势(GWPs)为726 kg/hm2,较淹水灌溉稻田减少了59.1%。控制灌溉模式能显著降低CH4和N2O综合排放的全球增温潜势。 相似文献
4.
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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二元气体等温吸附实验及其对煤层甲烷开发的意义 总被引：11，自引：0，他引：11
分别进行了CH4-CO2和CH4-N2二元混合气体的等温吸附实验, 并且分析了二元气体在吸附过程中各组分浓度的变化规律.结果表明, 在CH4-N2二元气体的吸附过程中, 吸附相中CH4组分的相对浓度逐渐增加, N2组分的相对浓度逐渐减少.在CO2-CH4二元气体的吸附过程中, 吸附相中CO2组分的相对浓度逐渐增加, CH4组分的相对浓度逐渐减少.实验结果证实了CO2在与CH4的竞争吸附中占据优势, 而N2在与CH4的竞争吸附中处于劣势.注入CO2比注入N2可以更有效地置换或驱替煤层甲烷, 提高煤层甲烷的采收率. 相似文献
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政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)第一工作组报告对多年冻土区土壤碳储量、碳汇效应及未来气候情景下温室气体排放进行了归纳和总结。报告明确指出,北半球多年冻土区表层土壤和深层沉积物的有机碳储量为1 460～1 600 PgC(1 Pg=10亿吨)(中等信度)。随着气候持续变暖,多年冻土显著退化,土壤有机质迅速分解并以二氧化碳(CO2)或甲烷(CH4)的形式释放到大气中,加速了气候变暖。在未来全球变暖情景下,近地表多年冻土面积将显著减少,并向大气释放CO2和CH4,造成多年冻土碳与气候的正反馈作用。报告还指出,预计到2100年,气温每升高1℃,多年冻土区CO2和CH4的排放量分别相当于18(3.1～41) PgC和2.8(0.7～7.3) PgC(低信度)。但由于所使用的估算数据异质性较大及模型之间的一致性有限,并且对多年冻土环境驱动因素及过程模型的认知尚不完整,故多年冻土对气候变化反馈的时间及幅度的可信度还处于较低水平。 相似文献
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冬春季青藏高原北麓河多年冻土活动层中气体CO2浓度分布特征 总被引：14，自引：4，他引：10
2005年1~5月在青藏高原北麓河附近的高寒干草原、高寒草甸和高寒草原3种典型草地上进行了不同深度土壤气体采样和CO2浓度分析.结果表明:土壤剖面的土壤气体CO2浓度呈现出上低下高的分布特征.在动态变化上,土壤中CO2浓度在多年冻土活动层春季升温过程中出现一个峰值,经过短暂的降低后随夏季融化过程开始而升高.土壤剖面CO2浓度与土壤有机碳、重组有机碳、轻组有机碳、水溶性有机碳、植物残体有机碳、微生物碳贮量和土壤温度呈明显的相关关系,在100 cm以上深度与土壤水分呈负相关关系.在整个观测期间,高寒干草原、高寒草原和高寒草甸植被下3种土壤剖面土壤气体CO2浓度变化范围分别为1 052~3 050 mL·m-3、3 425~39 144 mL·m-3和984~12250 mL·m-3,高于我国塿土CO2浓度变化范围,也远远高于青藏高原五道梁地区高寒草原土壤气体CO2浓度变化范围.石灰简育寒冻雏形土和石灰寒冻砂质新成土CO2浓度变化范围低于国外报道的草地和农田CO2浓度变化范围;石灰草毡寒冻雏形土CO2浓度变化范围明显高于国外报道的草地和农田CO2浓度变化范围.活动层冻结期,土壤CO2的闭蓄作蓄作用比较明显.由于微地形导致土壤水分条件的差异,夏季融化过程各观测点土壤CO2浓度开始升高时间存在差异. 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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西天山阿希金矿流体包裹体研究 总被引：4，自引：0，他引：4
西天山阿希金矿含金石英脉内流体包裹体粒度细小,形态多样,以单一液相为主.化学成分上属K+（Na+）-SO2-4（Cl-）型,其中阳离子成分以K+为主,Na+次之;阴离子成分以SO2-4为主,Cl-次之;气相成分以H2O、CO2为主,富含O2、N2等气体,还原性气体（H2、CH4、CO等）含量亦较高.成矿作用发生于浅成（300~900m）、低温（120~180℃）和较封闭的还原环境.成矿流体盐度低,主要为大气降水并混以少量火山成因的岩浆水. 相似文献
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热融湖塘作为多年冻土退化产生的分布最广的热喀斯特景观,是大气中甲烷(CH4)的重要来源。热融湖塘的形成和演化及其对全球大气CH4循环的影响是气候变化研究领域的重要问题之一。本文综合阐述了北半球多年冻土区热融湖塘的演化、分布及变化特征,揭示了热融湖塘CH4的产生、氧化、排放过程及其影响因素。研究表明,环北极地区热融湖塘总面积约为1.4×106 km2,虽然部分地区可能导致湖塘扩张或形成新的湖塘,但整体上湖塘覆盖面积呈减少趋势;青藏高原热融湖塘总面积约为2.83×103 km2,表现为中部地区湖塘数量和面积显著增加,黄河源地区呈减少趋势。受有机质稳定性和微生物群落差异的影响,热融湖塘表层富含有机质的淤泥层及融化的深层冻土层CH4产生潜力较大,但CH4氧化过程极大地限制了湖塘CH4的排放。目前,环北极地区热融湖塘CH4排放量为1.9～6.3 Tg CH<... 相似文献
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稻田CH4的排放规律 总被引：26，自引：0，他引：26
通过对我国长江中下游地区、西南地区及华中地区这三大主要水稻区稻田CH_4排放的多年测量,描述了稻田CH_4排放的一般规律及特征。稻田CH_4排放的日变化有三种型式,即下午最大值型式、夜间最大值型式以及下午、夜间双峰型式,导致这三种型式的主要原因是CH_4排放路径的日变化;不同品种水稻的不同生理特性、天气条件会通过改变CH_4排放路径的日变化来改变CH_4排放日变化的型式;随着水稻生长,CH_4排放日变化幅度也会随着变化。 早稻与晚稻稻田CH_4排放的季节变化型式不一致。早稻的CH_4排放一般出现三个排放峰值,其中第一个与第三个峰值是由土壤中CH_4的产生率增加引起的,第二个峰值则是由于CH_4排放路径的畅通引起的。四川地区单季稻CH_4排放的季节变化与早稻比较一致,但是没有第一个排放峰值的出现。引起早、晚稻不同季节变化的原因是水稻生长季节中气温的季节变化。灌溉水状态也能够较大程度的影响稻田CH_4的排放的季节变化。 含SO_4~(2-)的肥料能够降低CH_4的排放,但其作用的大小取决于土壤中有机物质(肥)的数量;施尿素、KCl也能够使CH_4排放降低,但它的降低效应没有有机肥使CH_4排放增大的正效应大,这说明有机肥对CH_4排放的影响很大,而在空气中堆腐过的沼渣肥使稻田CH_4的排放大大降低。不同的施肥使 相似文献
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研究典型区域大气温室气体的变化有助于有效应对气候变化、减缓全球变暖和减少极端气候事件.选取1997-2018年瓦里关和2009-2015年上甸子温室气体月值数据,应用线性趋势分析法和Mann-Kendall突变检验法分析两站温室气体的时间序列特征、季节变化趋势,构建HYSPLIT后向轨迹模型分析季风运输和大气边界层条件对温室气体的潜在影响.瓦里关和上甸子温室气体均逐年增长,具有明显的季节变化特征.两站CO2均在8月达到最低值,CH4则在8月达到峰值,SF6四季差异不大.瓦里关N2O在12月达到最高,6月降到最低;而上甸子N2O在7月达到峰值,9月降至最低.瓦里关和上甸子大气温室气体均受到局地生物源和非生物源、季风远距离运输、大气边界层条件和光化学过程等多种因素的共同作用. 相似文献
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中国第二次北极科学考察路线上温室气体瓶采样结果分析 总被引：2，自引：0，他引：2
用气相色谱和非红外色散分析方法,分析了中国第二次北极科学考察路线上采集到的气体样品中温室气体(CO2和CH4)的浓度,对不同纬度带上CO2和CH4平均浓度变化特征进行了研究.结果表明:海洋表面不同纬度带上CO2的浓度呈现出随纬度升高而减小的趋势,这与全球范围内CO2的年平均浓度的地理分布特征相反,显示了海洋对CO2气体的吸收作用.45°N以北的海洋表面,CH4浓度有随纬度升高而增大的趋势,这与全球范围内CH4的年平均浓度的地理分布特征相同;中纬度近海岸地区温室气体浓度变化无明显规律,可能受到区域或局地气团的影响较大. 相似文献
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青藏高原多年冻土区不同草地类型生态系统呼吸季节差异性 总被引：1，自引：1，他引：0
研究多年冻土区不同草地类型及季节生态系统呼吸,对理解青藏高原碳源汇关系及其对气候变化响应具有重要意义。在青藏高原风火山选取高寒草甸和沼泽草甸对生长季和非生长季生态系统呼吸进行观测。结果表明：生态系统呼吸呈明显的日变化和季节变化,高寒草甸日变异系数（0.30~0.92）高于沼泽草甸（0.12~0.29）,高寒草甸非生长季生态系统呼吸白天/晚上比高于生长季,而沼泽草甸季节变化较小;季节变化与5 cm地温变化一致。高寒草甸和沼泽草甸非生长季生态系统呼吸平均速率分别为0.31和0.36 μmol·m-2·s-1,生长季分别为1.99和2.85 μmol·m-2·s-1。沼泽草甸生态系统呼吸年排放总量为1 419.01 gCO2·m-2,显著高于高寒草甸（1 042.99 gCO2·m-2）,其中非生长季高27%,生长季高39%。高寒草甸和沼泽草甸非生长季生态系统呼吸总量分别为268.13和340.40 gCO2·m-2,分别占全年的25.71%和23.99%。两种草地类型生态系统呼吸与气温、5 cm和20 cm地温均显著相关,可解释37%~73%的季节变异,除生长季沼泽草甸外,生态系统呼吸与5 cm地温相关性最高。非生长季5 cm地温对应Q10为4.34~5.02,高于生长季（2.35~2.75）,且沼泽草甸高于高寒草甸。生长季生态系统呼吸与土壤水分无显著关系,而非生长季生态系统呼吸受土壤水分显著影响（R2：0.21~0.40）,随土壤水分增加而增加。 相似文献
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为了查明保德地区煤层气地球化学特征及成因,采集煤样、煤层气样及水样,开展气体组分分析、煤层气井产出水水质检测和稳定同位素分析。结果表明:煤层气组成中烃类气体以CH4为主,体积分数为88.60%~97.59%;含有少量乙烷,体积分数仅为0.01%~0.14%;干燥系数均大于0.99,属于极干煤层气。非烃类组分中,主要含有CO2和N2,其中,CO2体积分数为1.74%~7.61%,N2体积分数为0.04%~8.18%。煤层气δ13C(CH4)值为–56.8‰~–47.7‰,δ13C(CO2)值为–6.6‰~13.9‰,δD(CH4)值为–252.6‰~–241.6‰。煤层产出水呈弱碱性,属于NaHCO3类型水,与地表水离子构成、矿化度、δD(H2O)和δ18O(H2O)值均相近,有地表水的补给,有利于产CH4菌大量繁殖,生成次生生物气。综合认为,研究区煤层气为热成因气和生物气的混合气,生物成因气主要是通过二氧化碳还原作用形成,受煤层解吸–扩散–运移作用、水溶作用和次生生物作用导致煤层气“变轻”。研究成果为后续煤层气勘探开发提供指导。 相似文献
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Alexandra Guedes Fernando Noronha Marie-Christine Boiron David A. Banks 《Chemical Geology》2002,190(1-4):273-289
In order to identify and characterise fluids associated with metamorphic rocks from the Chaves region (North Portugal), fluid inclusions were studied in quartz veinlets, concordant with the main foliation, in graphitic-rich and nongraphitic-rich lithologies from areas with distinct metamorphic grade. The study indicates multiple fluid circulation events with a variety of compositions, broadly within the C–H–O–N–salt system. Primary fluid inclusions in quartz contain low salinity aqueous–carbonic, H2O–CH4–N2–NaCl fluids that were trapped near the peak of regional metamorphism, which occurred during or immediately after D2. The calculated P–T conditions for the western area of Chaves (CW) is P=300–350 MPa and T500 °C, and for the eastern area (CE), P=200–250 MPa and T=400–450 °C. A first generation of secondary fluid inclusions is restricted to discrete cracks at the grain boundaries of quartz and consists of low salinity aqueous–carbonic, H2O–CO2–CH4–N2–NaCl fluids. P–T conditions from the fluid inclusions indicate that they were trapped during a thermal event, probably related with the emplacement of the two-mica granites.
A second generation of secondary inclusions occurs in intergranular fractures and is characterised by two types of aqueous inclusions. One type is a low salinity, H2O–NaCl fluid and the second consists of a high salinity, H2O–NaCl–CaCl2 fluid. These fluid inclusions are not related to the metamorphic process and have been trapped after D3 at relatively low P (hydrostatic)–T conditions (P<100 MPa and T<300 °C).
Both the early H2O–CH4–N2–NaCl fluids in quartz from the graphitic-rich lithologies and the later H2O–CO2–CH4–N2–NaCl carbonic fluid in quartz from graphitic-rich and nongraphitic-rich lithologies seem to have a common origin and evolution. They have low salinity, probably resulting from connate waters that were diluted by the water released from mineral dehydration during metamorphism. Their main component is water, but the early H2O–CH4–N2–NaCl fluids are enriched in CH4 due to interaction with the C-rich host rocks.
From the early H2O–CH4–N2–NaCl to the later aqueous–carbonic H2O–CO2–CH4–N2–NaCl fluids, there is an enrichment in CO2 that is more significant for the fluids associated with nongraphitic-rich lithologies.
The aqueous–carbonic fluids, enriched in H2O and CH4, are primarily associated with graphitic-rich lithologies. However, the aqueous–carbonic CO2-rich fluids were found in both graphitic and nongraphitic-rich units from both the CW and CE studied areas, which are of medium and low metamorphic grade, respectively. 相似文献
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对取自赣南地区10个温泉的地热气体进行了气体化学成分及氦、碳、氖同位素组成的分析。该区地热气体可分为CO2型和N2型两种类型。CO2型地热气体分布在赣南东南部地区,主要成分是CO2,占总体积96.47%以上,二氧化碳气体的δ13C值为 -5.50‰～-3.49‰（PDB）,平均为 -4.66‰,为幔源无机成因,其氦同位素组成为1.36～2.27 Ra,具有明显的幔源成因特征,最高约有28.2%的氦源于地幔,其N2-Ar-He关系研究表明,该型地热气体中的氮源于地幔-地壳-大气混合成因。研究揭示该区CO2型地热气体属幔源无机成因气,是地幔脱气作用的产物。N2型地热气体分布在赣南西部地区,N2含量占91.04%以上,其中二氧化碳气体的δ13C值为 -23.7‰～-12.6‰,平均为 -17.82‰,为壳源有机成因,其氦同位素组成为0.06～0.13 Ra,具有明显的壳源放射性成因特征,3He/4He 与 4He/20Ne关系和He-Ar-N2关系研究表明,N2型温泉气主要来源于大气,并有壳源气体的贡献。 相似文献