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太湖梅梁湾温室气体(CO2,CH4和N2O)浓度的昼夜变化及其控制因素 总被引：1，自引：0，他引：1
营养盐载荷增加、富营养化以及全球增温等对湖泊温室气体的影响目前认识还很有限,原因之一在于对湖泊温室气体产生的动力过程了解不够深入,缺少高时间分辨率的现场观测数据.为了解决这一问题,在富营养的太湖梅梁湾水体,每一小时收集一个样品,直接分析N2O和CH4饱和度、CO2分压(pCO2)以及其他地球化学参数.在7月份的观测中,N2O和CH4显示出显著的昼夜变化规律.相关性分析表明,有机质降解是调节湖泊N2O和CH4变化的重要因素之一.虽然人为活动是控制湖泊温室气体大规模变化的主要因素,但沉积物一水界面的生物地球化学过程对温室气体浓度在短时间尺度上的变化有着重要的影响.研究结果揭示了湖泊温室气体除了受人为活动影响外,湖泊自身的生物地球化学过程也是重要的调控因素之一. 相似文献
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CH4和CO2是岩浆热液系统中的重要挥发组分，两者之间的转换机制是一个重要的科学问题，在碳循环和流体作用等诸多方面都具有重要意义。例如在成矿过程中，CH4和CO2的加入会改变成矿流体性质，CO2还能缓冲流体pH，对成矿元素的迁移和沉淀富集有重要影响。前人通过研究瑞士阿尔卑斯山中部石炭纪、二叠纪、三叠纪地层裂隙石英中的流体包裹体发现，在较高温度条件下，黑云母的绿泥石化能将CH4氧化生成CO2，然而缺少相关的实验地球化学证据。因此，本项研究选择黑云母作为氧化剂开展了CH4的氧化实验研究。通过对黑云母- 甲烷- 水体系、黑云母- 碳化铝- 水体系以及甲烷- 水体系的实验研究发现，证实了黑云母能够将CH4氧化为CO2，起始反应温度约150℃，远低于地质研究结果。对于黑云母- 甲烷- 水体系和甲烷- 水体系实验，采用熔融毛细硅管作为反应腔，而对于黑云母- 碳化铝- 水体系实验，则采用粗石英管作为反应腔。对反应后黑云母残片的能谱分析表明，变价元素Fe含量大量降低，表明黑云母中三价Fe作为氧化剂参与了反应。这一结果为地质系统中黑云母等铁锰暗色矿物在中低温条件下氧化CH4形成CO2提供了实验和理论支撑。而CH4向CO2的转变过程，将改变热液流体的性质，有利于富CO2成矿流体的形成，对金属矿床形成具有重要意义。 相似文献
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火对气候、生物地球化学循环和人类健康产生广泛影响,为了避开人类活动的干扰,在整体上把握古火灾、古植被和古气候之间的相互作用关系,并为进一步的深入研究古火灾提供框架,本文聚焦冰期—间冰期时间尺度,整理了深海沉积、湖泊沉积、黄土等沉积物中的古火灾信息,并与对应的古气候、古植被情况结合讨论,总结归纳在冰期—间冰期尺度上不同地区的火灾机制情况,并分析其异同及原因。全球不同海域的深海沉积物中黑碳记录所指示的古火灾没有统一的规律和解释,自然火灾发生机制存在区域性差异。长时间尺度的湖泊记录反映的冰期—间冰期火灾活动情况较一致,今后更多长时间尺度的湖泊沉积物研究可以为火灾活动的轨道驱动研究增添有力证据。黄土中的冰期—间冰期的火灾演化规律存在不同观点,这可能是选用火灾代用指标不同导致,黄土中的黑碳沉积通量可能更准确的揭示古火灾历史。 相似文献
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天然气水合物分解及其生态环境效应研究进展 总被引：10，自引：2，他引：8
了解大陆／大洋边缘地区天然气水合物形成与分解及其在海底沉积物、水体及海底化学自氧生物群落中的一系列物理、化学及生物作用有助于我们在全球和区域尺度上探讨天然气水合物分解对气候变化的影响;天然气水合物在碳循环中的作用和大陆边缘流体活动与物质交换机制等问题。从水合物分解与全球变暖、贫／缺氧甲烷氧化作用、自生矿物沉淀、化学自养生物群落等方面综述了水合物的环境生态效应研究进展。天然气水合物的形成／分解及
其对海洋乃至全球环境生态变化的影响,深刻地反映了地球上岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间相互联系与相互作用,生物,特别是微生物对全球CH 4的平衡和自生矿物沉淀至关重要。 相似文献
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湖泊沉积物—水界面铁—锰循环研究新进展 总被引：18，自引：2，他引：18
通过云贵高原深水湖泊沉积物－水界面铁－锰循环研究，揭示了湖泊铁－锰循环不仅受氧化还原边界层化学界面的控制，而且受沉积物－水地质界面的制约；有机质生物氧化和硫酸盐还原构成界面铁－锰循环的重要机制并产生亚扩散层屏蔽效应；铁－锰循环伴随有微量金属元素地球化学形态的改变，从而影响其迁移行为；气候剧烈变化所中断的铁－锰循环，形成铁－锰富集层的古环境记录。 相似文献
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水体吸收的CO2转变为HCO3-,构成了碳酸盐水化学系统对CO2气体的缓冲,通常用Revelle因子（R）表征。陆地淡水系统释放的CO2是全球碳循环的重要组成部分,一方面,湖泊水体释放的CO2是来源于流域碳酸盐风化产物的输入,另一方面,碳酸盐的缓冲作用也是调节内陆水体CO2释放的重要因素,这两个结论看似是矛盾的。为了揭示碳酸盐循环对水体CO2的影响与缓冲机制,本研究选取一个碳酸盐岩地区的季节性分层湖泊（百花湖）,分析Revelle因子变化,并与非碳酸盐湖泊进行比较。结果发现,碳酸盐岩湖泊Revell因子平均为20.1±8.1（8.0~50.0）,大于表层海水的10.0（8.0~15.0）,也远大于非碳酸盐地区湖泊的3.9±3.9,较高的Revelle因子意味着对CO2的缓冲能力更弱。Revelle因子最大值46.4出现在夏季分层期的中部斜温层,对应的无机碳浓度为2.1 mmol?L-1、pH为8.38、总无机碳与碱度比接近1.0、CO2/CO32-等于1.0。实际观测与理论分析结果完全吻合,表明碳酸盐化学平衡是控制湖泊Revelle因子变化的主要因素。低pH的非碳酸盐岩系统可以溶解碳酸盐矿物,使pH升高,碱度增加,导致Revelle因子升高,在碳酸盐溶解达到平衡时Revelle因子升至最大。其后,无论是光合作用导致的碳酸盐沉淀还是呼吸作用导致的碳酸盐溶解,Revelle因子都会降低,新陈代谢导致碳酸盐系统的CO2缓冲能力增强。 相似文献
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本文通过对青藏高原湖泊表层沉积物色素、有机碳含量和环境因子的测定和分析,初步探讨了青藏高原湖泊中色素的来源特征和该地区湖泊浮游植物群落组成结构等信息。结果表明,青藏高原湖泊沉积物TOC含量多在4%~6%之间,藻类植物是沉积物色素的重要来源。颤藻科和蓝藻科在青藏高原湖泊浮游植物中生长优势明显,颤藻科在数量上相对蓝藻科有明显优势。青藏高原湖泊溶解氧(DO)、电导率(SC)对湖泊中藻类生长状况影响明显,其中SC的升高对该地区湖泊中藻类生长有抑制作用。 相似文献
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云贵高原湖泊沉积物——水界面铁,锰,硫体系的研究进展 总被引：13，自引：0，他引：13
通过对云贵高原湖泊沉积物－水界面铁,锰,硫体系的研究,揭示了湖泊铁,锰循环受氧化还原边界层、沉积物－水界面等多重界面的控制;湖水中硫酸盐的浓度制约着其扩散的物理过程,进而影响着硫酸盐还原作用,硫酸盐还原对铁、锰循环产生亚扩散层屏蔽效应,铁,锰的季节性污染等提供了科学依据。 相似文献
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晚第四纪湖泊沉积物盐类与碎屑矿物反相关关系的沉积学解释 总被引：1，自引：0，他引：1
湖泊沉积物中矿物组合是古气候环境研究的敏感性指标之一, 充分认识湖泊沉积物中各类矿物组合类型、沉积过程, 对正确解释矿物学指标有重要意义. 我国晚第四纪湖泊沉积记录中, 盐类矿物与碎屑矿物含量普遍存在反相关关系, 影响了矿物组合作为气候指标的解释和应用. 从地球科学的角度正确理解这种关系, 可以为湖泊动力学以及古气候环境定量研究提供重要的科学依据. 选择甘肃民勤盆地石羊河下游终端湖猪野泽不同位置5个全新世剖面, 在明确湖泊沉积物来源、搬运方式和沉积动力机制的基础上, 研究了以碳酸盐矿物为主的盐类矿物含量与粒度指标之间的关系. 结果表明:猪野泽各剖面砂层富含的中砂、细砂沉积物主要是来自于巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠的风成砂; 水动力作用主导了湖相沉积层200 μm以下沉积物的沉积, 风力作用对20~70 μm粉砂组分沉积也有所贡献. 同时, 猪野泽湖相沉积层中高含量的碳酸盐主要来自于流水搬运, 湖相沉积层位200 μm以下的粉砂和极细砂是碳酸盐的主要富集区. 综上所述, 干旱区湖泊沉积物中盐类矿物含量与其沉积过程密切相关, 盐类矿物在全球变化研究中的应用要建立在充分研究其沉积动力机制的基础上. 相似文献
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通过在滇池开展原位实验,研究探讨了湖泊沉积物中磷灰石制约水铁矿分解和转化的机制,以及二者共存时的环境效应。结果表明:将水铁矿放置到沉积物中1个月,矿物保持稳定;放置时间达到3个月时,添加磷灰石实验中水铁矿发生了显著物相转变。冬天(12—2月)实验中,转化产物随深度的变化趋势为针铁矿+磁(赤)铁矿→针铁矿+纤铁矿→针铁矿;夏天(6—9月)实验中,转化产物随深度的变化趋势为针铁矿+纤铁矿+磁(赤)铁矿→针铁矿+纤铁矿→未转化。透射电镜分析结果显示冬天实验中生成的磁性铁氧化物为纳米磁铁矿和磁赤铁矿,夏天实验中产生的则主要为纳米磁铁矿。X射线光电子能谱分析结果显示冬天表层实验样品具有较高P含量。分析表明的湖泊沉积物中磷灰石促进水铁矿转化的过程为:(1)微生物促进磷灰石溶解;(2)磷灰石溶解释放的P促进铁还原菌生长;(3)铁还原菌促进水铁矿还原;(4)水铁矿还原产生的溶解态Fe2+催化水铁矿向针铁矿、纤铁矿和磁铁矿转化。冬天及沉积氧化-还原界面最适宜磷灰石分解菌和铁还原菌生长,水铁矿的转化和P释放能力也更强,相应地内源磷释放的风险也更大。 相似文献
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洱海沉积物重金属地球化学相及其污染历史研究 总被引：27，自引：0，他引：27
高原封闭、半封闭型湖泊是气候和环境演化的敏感指示器,其沉积物记录具有连续性、敏感性和高分辨率的特点。高原湖泊沉积记录在恢复和重逆各种短时间尺度（千年、百年、十年）的气候和环境演化序列上,具有其它自然历史记录无法替代的优势,尤其在揭示近代环境污染历史方面更有其独到之处。本文通过对沌海沉积物重金属地球化学相的研究,利用因子分析方法,识别了沉积物重金属的主要来源和影响其分布的主要因素,即：流域侵蚀作用、 相似文献
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Hg污染具有全球性,人类活动较少地区的湖泊沉积物对长距离输入的大气沉降Hg变化敏感。巴丹吉林沙漠中发育了约142个沙漠丘间湖泊,是研究大气沉降Hg记 录的理想材料。选择巴丹吉林沙漠东南部的宝日陶勒盖湖泊进行湖泊钻探,结合210Pbuns和137Cs核素测年及THg沉积通量计算,重建了400年来巴丹吉林沙漠湖泊的THg沉积记录,并探讨了影响沙漠湖泊THg沉积的影响因素,评估了自然背景和人类活动的影响。结果表明：(1)沉积物中THg含量分布范围为1.5~17.5 ng/g,富集系数和沉积通量的分布范围分别为0.3~4.5和2.9~38.9 μg/(cm2·a)。 THg含量、富集系数和沉积通量均表现为在岩心上部近几十年富集。(2)近400年来,湖泊沉积物中背景THg(THg岩石风化)通量变化相对稳定,主要受控于附近物源供给和区域风沙活动。大气沉降THg(THg 大气)通量自20世纪30年代以来呈逐渐增加的趋势,很大程度上反映了近几十年来人为源大气沉降THg的增加。但20世纪30年代以来岩心局部的大气沉降THg通量的峰值可能还受全球变暖和湖泊生产力增加 的影响,而20世纪30年代之前出现的峰值可能与“小冰期”冷期强烈的区域风沙活动有关。巴丹吉林沙漠湖泊400年来的THg大气沉积通量变化与全球Hg产量和冰心中的大气Hg含量变化记录一致,是沙漠 地区大气沉降THg的可信纪录。 相似文献
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本次研究选择中国东部一个生态和环境空间分异极大的浅水湖泊(太湖)以及周围河流,分别于2003年7月和9月两次采集湖水和河水样品,分析其中的N2O浓度,并利用扩散模型公式估算水-气界面N20交换通量.结果显示N2O饱和度的空间变化从70%不饱和到2708%过饱和变化范围很大.N2O饱和度的空间分布,N20与CH4、无机氮、TDS(总溶解固体物质)之间的相关性都表明:太湖重度富营养区N2O的产生极大地受到人为N输入的影响.然而,初步的通量分析显示湖泊N2O的释放因子不超过0.63%,小于河流中的默认值,N2O产率也略低于水环境中的平均值,太湖以面积为权重的释放通量平均值并不高,在7月和9月分别为14.0μmol/m2·d和9.7μmol/m2·d.这些结果表明流域人为N输入对整个湖泊N2O的促进作用是有限的,预计未来湖泊N2O释放不会因为人为活动增加而出现人幅度增加的状况.流域内各生态景观N2O释放量的比较,也表明富营养湖泊总体上仍然是一个十分有限的大气N2O释放源.相反,太湖周围河流存在较大的N2O释放速率,在7月和9月估算的N2O释放通量分别为142.1μmol/m2·d和28.8μmol/m2·d.将这一释放速率推广到整个流域后,预计河网的N2O释放量将占到耕作土壤的10%～50%,显示了河流对区域N2O质量平衡具有较重要的影响. 相似文献
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湖泊沉积因其对地震动的敏感而被认为是“天然地震仪”,湖泊沉积古地震研究有机会重建长时间尺度的地震(动)序列,对认识区域发震孕震环境和地震复发规律具有潜在优势,是当前古地震学研究的重要方向之一。本文旨在总结现今湖泊沉积古地震研究的主要进展、存在的问题和未来展望。首先通过与传统古地震研究关注的记录对比,扼要介绍了湖泊沉积地震动记录在形成和保存潜力、空间分布以及感应能力等方面的相对优势。然后从过程角度总结了湖泊沉积对地震动响应的主要机制,着重剖析了液化、流化和沉积物再悬浮等不同机制在控制因素、过程特点、响应阈值等方面的异同。再结合湖泊沉积对地震动响应的过程特点和研究现状,总结了不同类型的湖泊沉积地震动记录,对比分析了变形构造、块体运动堆积、浊流堆积和再悬浮沉积等4种类型记录的沉积学和动力学特征;对不同类型记录的古地震学含义和研究手段进行了梳理。再总结了地球物理勘探、结构构造和理化代理指标等现阶段流行的方法在不同尺度湖泊沉积古地震识别和古地震序列重建中的适用性和局限性,后者主要缘于湖泊沉积系统本身的复杂性和外部扰动过程的多样性。最后指出,当前湖泊沉积古地震研究面临的主要问题是缺乏普适性的响应模式、判别依据和甄别准则;今后工作应致力于对湖泊沉积地震动响应过程的深入理解,积极引进数字或试验模拟等理论工具与方法,从二维观察扩展到三维重建;数据解释力求宏观结合微观,由单一指标转向综合性组合式指标,为最终建立普适性的诊断指标和判别依据服务。 相似文献
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滇池现代沉积物中磷的地球化学及其对环境影响 总被引：47，自引：2，他引：47
湖泊沉积物中,磷是产生富营养化的重要元素.湖泊中磷元素含量、地球化学行为以及它的复杂矿物学特征,使人们对磷的研究极为重视.滇池湖中总磷超标10.3倍,底泥沉积物中P2O5平均含量0.52%,最高可达1.92%.滇池地处磷矿区,是磷质来源最丰富的湖泊,统计表明,磷含量每年在不断增长.滇池沉积物中磷主要以吸附态、有机态、铁结合态、钙结合态、铝结合态等几种形式存在.这些形态磷在底泥中是不稳定的,它们在环境改变条件下,又将磷释放到水体中.微生物在磷的循环过程中起了重要作用,乳酸菌对不溶性磷酸盐的分解,使湖泊中可溶磷含量增高.聚磷菌对磷元素的富集以及聚磷菌死亡后发生有机磷的矿化作用,是湖泊中水合磷酸盐矿物沉积的重要途径.当湖泊中这种不稳定的水合磷酸盐矿物在条件具备的情况下,经沉积物覆盖成岩作用后,最终形成磷灰石。 相似文献
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二氧化碳注入煤层多用途研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了减轻环境污染,提高煤层气产率,增加能源储备,根据煤层气地质学和生物气的基本理论,提出二氧化碳(CO2)注入煤层多种用途这一新观点。研究结果显示:煤对CO2具有很强的吸附能力,可将煤层作为CO2的储集层;煤具有优先吸附CO2而滞后吸附甲烷(CH4)的特性,向煤层注入CO2可大大提高煤层气的采收率;产甲烷菌具有利用CO2生成CH4的能力,新生成的CH4成为能源储备的有益补充。可见,CO2注入煤层不仅可有效减少温室气体的排放,强化煤层甲烷产出,而且为新能源生物CH4的生成提供了基质。 相似文献