内陆水体溶解无机碳同位素研究进展及展望     

范美彤  葛璐  谭红兵  陈维 《地质论评》2020,66(6):1637-1648

碳是陆地生态系统中最重要的生命元素,能够在各个圈层之间相互转换和运移。碳循环作为地球各圈层相互连接的纽带,被认为是地表系统最重要的元素地球化学循环。碳在水体中主要以溶解性有机碳（dissolved organic carbon,简称DOC）和溶解性无机碳（dissolved inorganic carbon,简称DIC）形式存在。内陆水体（包括河水、地下水、湖水和水库等）尽管只占陆地表面1%,但它们在碳循环过程中发挥了重要作用。其DIC浓度(CDIC)和DIC同位素组成(δ13CDIC)可以为碳循环研究提供线索,因此成为近年来国际研究的热点之一。本文系统总结了全球内陆水体DIC同位素的研究进展。DIC同位素具有广泛的地质应用,不同碳源具有独特的同位素特征。因此,DIC同位素被用于定性和定量地示踪碳源,指示碳循环过程以及确定河水补给端元。  相似文献   

滇池沉水植物生长过程对间隙水氮、磷时空变化的影响   总被引：4，自引：0，他引：4  

张云  王圣瑞  段昌群  焦立新  王一茹  高秋生 《湖泊科学》2018,30(2):314-325

2015年6-10月通过原位采集滇池沉水植物分布区和无植物对照区柱状沉积物间隙水,分析其溶解性总氮(DTN)和溶解性总磷(DTP)、溶解性无机氮(DIN)和溶解性无机磷(DIP)及溶解性有机氮(DON)和溶解性有机磷(DOP)浓度的时空变化,探讨沉水植物分布对间隙水氮、磷浓度、形态贡献及氮磷比的影响.结果表明:滇池沉水植物生长过程显著影响间隙水氮、磷浓度.与无植物对照区相比,沉水植物生长过程对间隙水氮浓度的削减主要发生在6、8月,而对间隙水磷浓度的削减主要发生在7月,反映了沉水植物对氮、磷两种元素的生物地球化学循环作用机制不同;间隙水氮形态贡献受季节性影响较大,6-7月以DON贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别达到61%和84%;而8-10月以DIN贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别为76%和75%;沉水植物分布区磷形态贡献随季节波动变化,沉水植物分布区以DOP贡献为主(63%),无植物对照区以DIP贡献为主(62%);沉水植物生长对沉积物间隙水各形态氮磷比影响显著.沉水植物生长显著增加间隙水DTN/DTP比,尤其是DIN/DIP比,相反降低DON/DOP比.沉水植物对间隙水氮、磷吸收及转化过程改变了沉积物氮、磷释放机制,从而影响上覆水氮、磷组成及氮磷比,很可能会影响到浮游植物生长及藻类水华过程,这对于湖泊水质管理具有重要意义.  相似文献   

微囊藻CO₂-浓缩机制基因型的动态变化及其对CO₂的竞争效应     

杜雨欣  郑保海  李佳欣  李玉鑫  黄立成  施军琼  吴忠兴 《湖泊科学》2023,35(5):1584-1593

由于具有高效的CO₂-浓缩机制,蓝藻在低CO₂浓度条件下具有竞争优势。然而,随着大气中CO₂浓度急剧增加,蓝藻CO₂-浓缩机制如何响应的研究较少。因此,本文以常见水华蓝藻——微囊藻为研究对象,通过对滇池微囊藻水华动态及不同CO₂-浓缩机制基因型进行监测,探讨蓝藻CO₂-浓缩机制基因的微进化特征及其动态变化。同时,设置高(0.08%)、中(0.04%)、低(0.02%)CO₂浓度(V/V)进一步揭示微囊藻不同CO₂-浓缩机制基因微进化对CO₂的竞争效应。结果表明:滇池无机碳浓度在4个采样点存在空间差异性,均呈现先降低后升高的趋势,并以HCO₃^-为主要无机碳存在形式。调查期间,东大河、观音山、洛龙河和生态所4个采样点的微囊藻均以sbtA基因型占绝对优势,相对丰度远高于bicA基因型。在不同水华时期,bicA基因型和sbtA基因型呈现相反的变化趋势,即从...  相似文献   

不同上覆水氟浓度对湖泊沉积物氟释放与微生物群落的影响     

朱翔  徐志鹏  罗一单  彭福全  庞晴晴  谢磊  马玉珅  汪龙眠 《湖泊科学》2022,34(3):843-854

通过模拟沙湖沉积物-水系统,以沙湖原水氟离子（F^-）浓度为1倍浓度（0.69 mg/L）,设置0.5倍浓度、1倍浓度、1倍浓度灭菌、2倍浓度和4倍浓度共5个实验组,探究不同上覆水F^-浓度背景下沙湖沉积物中F^-的迁移.结果表明,沉积物F^-的释放量随上覆水F^-浓度的增加而呈下降的趋势,其中2倍和4倍浓度组的沉积物由释放F^-转变为吸附F^-.碱性水体有利于沉积物F^-的释放,即随着pH增大,F^-释放量也会增加.微生物的Beta多样性层次聚类分析表明,F^-会抑制Paenisporosarcina与Thiobacillus的相对丰度,但对Fusibacter的生命活动具有促进作用.根据各浓度组间优势菌属相对丰度与环境因子的冗余分析可得,Acinetobacter、Thiobacillus相对丰度与pH呈负相关;Fusibacter相对丰度与F^-浓度呈显著正相关,而Thiobacillus的相对丰度则与F^-表现出弱负相关.通过对各浓度组中重要离子的分析发现,0.5倍组和4倍组中F^-的迁移受Ca²⁺、HCO₃^-和SO₄^2-浓度影响较大;相关性分析表明0.5倍浓度组的Ca²⁺、HCO₃^-浓度与F^-浓度呈极显著正相关,而4倍组中F^-浓度和Ca²⁺、HCO₃^-浓度呈负相关,SO₄^2-浓度和F^-浓度的相关性则是0.5倍组呈负相关,4倍组呈极显著正相关.本文在不同上覆水F^-浓度背景下全面探究了沙湖沉积物中F^-释放和迁移机理,为沙湖及其他含氟地表水的氟污染防治提供理论支持.  相似文献   

Spatiotemporal variations of dissolved inorganic carbon and controlling factors in a small karstic catchment,Southwestern China     

Caiqing Qin  Si-Liang Li  Fu-Jun Yue  Sheng Xu  Hu Ding 《地球表面变化过程与地形》2019,44(12):2423-2436

Dissolved inorganic carbon (DIC) is the most important carbon component in karst aquatic system where fluid is highly transmissive, but has rarely been examined in the subtropical karst critical zone (K-CZ). In this study, concentrations of dissolved solutes and isotopic compositions of DIC (δ¹³C_DIC) at 11 sites of a 73.4 km² karstic catchment in Southwestern China were analysed monthly in order to uncover the spatiotemporal variations of both DIC and its dominant sources, and to identify relevant controlling factors. Both DIC concentrations and δ¹³C_DIC were highly variable, ranging from 2.52 to 5.85 mmol l⁻¹ and from −15.7 to −4.5‰, respectively. DIC in underground water (UGW) was higher in concentration and more depleted in ¹³C compared to surface water (SFS). DIC concentrations showed an inconsistent seasonal trend with other solutes, with higher values in the wet season at some sites. δ¹³C_DIC values were lower in the wet season than in the dry season. The results of mixing model IsoSource revealed spatiotemporal patterns of DIC sources. During the dry season, carbonate weathering was the primary contributor to DIC in UGW (excluding in the middle reaches). However, during the wet season, soil CO₂ was the dominant source of DIC in both UGW and SFS, and it was higher than in the dry season. Overall, there are significant spatiotemporal disparities and highly transmissive characteristics of both DIC and its sources in the K-CZ, which are controlled by multiple factors. This study also highlights that rainfall may play a crucial role in accelerating carbon dynamics in the K-CZ. High-frequency sampling campaigns in high-flow periods and deep analyses are needed in future work to elucidate the related processes and mechanisms. © 2019 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

湖泊沉积物中磷酸盐氧同位素前处理方法对比   总被引：2，自引：1，他引：1  

张秀梅  王亚蕊  马书占  陈向超  冯慕华 《湖泊科学》2017,29(2):512-520

磷酸盐氧同位素(δ~(18)OP)是一种有效的磷源示踪方式.由于湖泊沉积物的组成十分复杂,必须对样品进行除碳处理和纯化处理.本文对目前应用较为广泛的几种前处理方法进行比较,包括NaClO处理和H_2O_2处理等除有机碳方法,以及Blake法和Mc Laughlin法等纯化方法,以期获得适用于湖泊沉积物磷酸盐氧同位素的前处理方法.结果表明:(1)NaClO处理可以保证较高的无机磷提取效率,同时能有效地减少无机磷提取液中有机质含量,且对不同形态磷的破坏较小;H2O2对有机质的去除效果不稳定,且处理后样品磷形态之间发生转化,显著增加了提取的无机磷浓度.(2)Blake法和Mc Laughlin法分别采用磷钼酸铵(APM)+磷酸铵镁(MAP)沉淀和Ce PO4沉淀对样品进行纯化.在纯化处理湖泊沉积物过程中,Blake法优于Mc Laughlin法,主要体现为有机质去除率高,并且磷的回收率较为稳定.(3)经Blake法纯化丹麦Nordborg湖沉积物样品得到的Ag_3PO_4中C、N含量低于Mc Laughlin法且重现性好.本文结合NaClO法与Blake法的优点,建立了一种适合湖泊沉积物的磷酸盐氧同位素前处理方法:首先用2.5%NaClO对沉积物样品进行除碳预处理,然后对磷酸盐提取液依次通过氢氧化镁共沉淀(MAGIC)、APM+MAP沉淀、阳离子交换树脂处理,最后生成Ag3PO4沉淀.  相似文献   

无机盐改性对沸石覆盖技术控制底泥氮磷释放的影响研究   总被引：5，自引：0，他引：5  

林建伟  朱志良  赵建夫  詹艳慧 《湖泊科学》2007,19(1):52-57

通过试验,考察了无机盐改性对沸石覆盖控制底泥氮磷释放效果的影响,并对沸石覆盖技术控制底泥氮磷释放的机理进行初步探讨,结果表明:①NaCl及CaCl2改性对沸石吸附氨氮的性能影响不大;CaCl2改性可以提高沸石Ca2 的交换量而降低Na 的交换量,NaCl改性则可以明显降低Ca2 的交换量和增加Na 的交换量.②NaCl及CaCl2改性对沸石覆盖技术控制底泥氨氮的释放影响不大,而对控制底泥磷的释放则影响较大,沸石覆盖控制底泥磷释放效率从大到小依次为CaCl2改性沸石＞天然沸石＞NaCl改性沸石.③沸石覆盖技术控制底泥氨氮释放的机理为沸石的物理吸附和阳离子交换作用,控制底泥磷释放的机理包括沸石的机械阻挡作用和沸石与铵所交换出来的Ca2 对磷酸盐的固定作用.  相似文献   

三峡小江回水区透明度季节变化及其影响因子分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

张呈  郭劲松  李哲  蒲清平  方芳  龙曼  高旭 《湖泊科学》2010,22(2):189-194

三峡成库后其季节调蓄过程使该水域湖沼学特征具有独特性.根据三峡小江流域回水区段为期2年的定位跟踪观测,对透明度(SD)和主要环境指标的相互关系进行分析研究.研究期间,小江回水区透明度均值为170±7cm,各采样点透明度差异不明显且季节变化过程一致,自春末夏初开始降至最低水平,夏季汛期相对稳定,夏末入秋持续升高,冬季维持在较高状态,入春后下降.对透明度和主要环境指标的相关性分析发现,无机悬浮颗粒(PIM)是影响透明度的主要指标.透明度同PIM、Chl.a多元回归模型为:SD=(-89.389±8.101)·lg(PIM)+(-84.008±8.624)·lg(Chl.a)+(264.132±8.232).汛期低水位状态下(145-150m)小江回水区水动力条件趋于天然河道,河道输沙量增加使无机悬浮颗粒含量远高于藻类生物量而成为影响透明度的主要环境指标.在中水位(150-156m)和高水位(156m以上),虽然藻类进入非生长季节,但水位抬升和水体滞留时间的延长促使悬浮颗粒物大量沉淀,悬浮生长于表层水体的藻类成为影响透明度的主要环境指标,生物作用对透明度的影响明显.  相似文献   

泥蚶(Tegillarca granosa)重组铁蛋白富集重金属离子的特性及化学传感器的研究     

张涛  苏倡  刘艳  张迪骏  周君  芦晨阳  明庭红  司开学  苏秀榕 《海洋与湖沼》2017,48(4):870-876

利用泥蚶(Tegillarca granosa)铁蛋白原核表达工程菌获得的重组铁蛋白,通过圆二色光谱分析蛋白二级结构,扫描电镜和电感耦合等离子质谱研究重组铁蛋白富集Fe~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)、Hg~(2+)、Pb~(2+)和As~(3+)等7种重金属离子的特性,同时探索利用重组铁蛋白修饰丝网印刷电极,设计和制备重组铁蛋白检测Pb~(2+)和Cd~(2+)浓度的电化学生物传感器。结果表明复性成功的铁蛋白多为完整的?-螺旋结构,而复性不成功的蛋白聚集体则多为无规卷曲。重组铁蛋白的直径和形态与富集的离子种类有关。泥蚶铁蛋白对单一金属离子Fe~(2+)和Mn~(2+)的富集凸显优势。对两种混合金属离子的富集大多表现为竞争关系。但重组铁蛋白对Hg~(2+)和As~(3+)混合组的富集量明显高于单一金属离子组的富集量,对Hg~(2+)和As~(3+)混合组的富集表现出协同促进作用。重组铁蛋白传感器对Pb~(2+)和Cd~(2+)溶液的最低检测限为10μg/L。  相似文献   

古流体研究的无机地球化学方法综述   总被引：2，自引：2，他引：0       下载免费PDF全文

郭佳  牛博 《中国地质调查》2017,4(1):45-49

研究与成藏过程相关的古流体活动有助于深入认识油气成藏过程,从经济目的出发预测储层质量,精确分析不同阶段古流体活动对油气成藏的影响具有重要意义。目前国内外石油地质学家主要利用同位素地球化学、元素地球化学、流体包裹体分析等无机地球化学方法分析古流体活动特征及其对油气成藏的影响。在归纳前人研究成果的基础上,总结了各种无机地球化学方法的最新研究进展,认为同位素地球化学方法有助于分析古流体来源与成因,元素地球化学方法可示踪烃类流体的运移,流体包裹体分析技术结合岩相学研究可分析油气运移的时间、期次、相态、通道和油气藏的富集规律,并指出油气运移和聚集的有利方向。在运用无机地球化学方法研究古流体活动时不应局限于单一方法,综合利用多种无机地球化学方法更有利于全面分析古流体活动特征。  相似文献