利用稳定同位素(15N)示踪技术研究浮游藻类氮素吸收速率特征     

韩菲尔  赵中华  李大鹏  张路 《海洋与湖沼》2019,50(4):811-821

浮游藻类对溶解态氮的吸收同化是湖泊氮生物循环和水体富营养化发生机制探讨的关键环节。本文通过~(15)N稳定同位素添加实验以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、海链藻(Thalassiosira sp.)、卡德藻(Tetraselmis sp.)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)以及盐水隐藻(Rhodomonas salina)为研究对象,从浮游藻类氮素吸收时间、营养盐基质以及藻种差异三个方面研究五种藻类对铵氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、尿素氮(Urea-N)三种形态氮的吸收特征。研究发现:(1)浮游藻类对三种形态氮的吸收均在1h时吸收速率最高,其氮素吸收过程为快速吸收。(2)浮游藻类优先吸收还原态氮,其中NH_4~+-N吸收速率最高,当培养周期为1d和4d时浮游藻类对NH_4~+-N吸收速率的均值分别为4.05和4.15μmol/(L·h);浮游藻类对Urea-N吸收相对偏好系数为25.18—713.42,表现出对小分子溶解态有机氮的特定偏好性。(3)不同藻种对氮素吸收具有不同特征,其中,剧毒卡尔藻对三种形态氮的吸收速率均为最高,而铜绿微囊藻的吸收速率均为最低;不同藻种不同培养时间氮素吸收速率差异与浮游藻类生长周期等特性有关。不同浮游藻类对不同形态氮素表现出吸收特异性,对水体氮负荷和浮游藻类水华优势种形成将产生重要影响。  相似文献   

历史遗址类旅游地的生命周期研究——以美国14家历史遗址公园为例     

杨小露  张红  张春晖 《地理科学进展》2019,38(6):918-929

实证研究中旅游地生命周期理论的运用潜力备受质疑。论文选取美国14家国家历史遗址公园为例,采用旅游研究中较少使用的四参数Logistic模型结合一次函数、二次函数、三次函数、高斯多峰分析法拟合旅游地的生命周期。研究发现：四参数Logistic模型结合一次函数、二次函数、三次函数能较好地拟合旅游地的生命周期;利用四参数Logistic曲线的上弯点、拐点、下弯点能定量的划分出旅游地的起步探索、发展、巩固、停滞阶段,一次函数、二次函数、三次函数能拟合旅游地的衰退或复兴阶段,这回答了学者们对生命周期阶段难以定量划分的质疑。根据旅游地停滞期之后的发展趋势还能归纳出该类旅游地的生命周期类型;高斯多峰分析法将旅游地的生命周期拟合成一个个波动的高斯峰,更大程度上保留了旅游地演进的波动特征;将高斯多峰分析法与四参数Logistic模型结合起来,不仅能定量划分旅游地的生命周期阶段,还能准确地描述在生命周期阶段内的波动情况,甚至分析各生命周期阶段对整个生命周期的影响和作用。  相似文献   

长白山天池火山天文峰期黄色浮岩成因研究     

潘波  程滔  徐丹  刘松军 《岩石学报》2020,36(7):2067-2080

长白山天池火口北侧天文峰之上,一套醒目的黄色浮岩引起广泛的关注,其颜色成因问题更是讨论的热点。本文通过野外地质调查、显微形貌和地球化学分析等方法,探索了黄色浮岩的颜色成因问题,并对此次喷发活动(天文峰期喷发)有了更进一步的认识。黄色浮岩与其下部灰白色浮岩应为同一期喷发所形成,两者成分一致且特征相似。黄色浮岩初始颜色为灰白色,后期受所处环境(降水丰富)与本身气孔特征的影响,浮岩内发生了元素析出和元素沉淀的过程。首先,浮岩内Si与H2O结合形成弱硅酸(H2Si O3),而大气中CO2与H2O结合形成弱碳酸(H2CO3),在弱酸环境下火山玻璃逐渐析出Si、K、Al、Ca和Fe等阳离子,而析出的元素易溶于水的部分被流水带走,难溶于水的Fe与Al富集并粘附在火山玻璃壁上,同时由于Fe可与H2O络合形成黄色的Fe的水合物(Fe2O3·n H2O),而Al与H2O络合形成凝胶状白色水合物(Al2O3·n H2O),两者混合形成了黄色胶状物粘附在火山玻璃壁上,改变了浮岩原本的灰白色,形成了黄色浮岩。因此,天文峰期浮岩的黄色是由于后期风化淋滤作用所造成,属于次生色。本研究提高了对火山喷发堆积物风化淋滤作用过程的认识,也为其他地区相似颜色变化问题的讨论提供了借鉴。  相似文献   

铜藻(Sargassum horneri)在营养限制胁迫后对NH₄-N的超补偿吸收研究     

李大鹏  马增岭  李慧  丁刚  辛美丽  吴海一  郭文 《海洋与湖沼》2018,49(4):904-909

以经济马尾藻铜藻(Sargassum horneri)为研究材料,研究了其在营养限制胁迫后对NH_4-N的超补偿吸收情况。实验分营养限制和恢复营养两个阶段进行,每个阶段均设置饥饿处理组、饱和处理组和正常对照组。铜藻在低营养限制胁迫(饥饿)下培养10天后,恢复营养盐培养3天,分别采用次溴酸盐氧化法和锌镉还原法测定培养液中的NH_4-N和NO_3-N的浓度。本文研究发现,饥饿处理组中铜藻吸收氨氮的速率远高于正常对照组和饱和处理组,在恢复培养第一天时,饥饿处理组对NH_4-N的吸收速率最高为14.94μmol/(g·h),与正常对照组及饱和处理组间差异显著。在恢复培养的后两天,三个处理组中铜藻对NH_4-N的吸收速率差异慢慢变小,直至最后几乎相同。三组对NO_3-N没有表现出较高的吸收,最高仅为6.15μmol/(g·h),结果表明:氮源包括NH_4-N和NO_3-N时,铜藻优先选择吸收NH_4-N。实验后称重测定生长速率:对照组、饥饿处理组和饱和组生长率(SGR)分别为8.48%、8.86%、8.01%,ANOVA方差分析表明,三者存在显著差异(P=0.0320.05),从而证实了铜藻也存在超补偿生长的现象。  相似文献   

生物土壤结皮铁代谢微生物组成及其功能基因对演替的响应     

王岩松  刘玉冰  王增如  赵丽娜  漆婧华  张雯莉 《中国沙漠》2020,40(3):193-200

采用微生物宏基因组学微阵列GeoChip 5.0技术，选择腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同年代人工固沙植被区的生物土壤结皮（BSC）为对象，分析BSC演替过程中参与铁代谢的功能微生物组成及其功能基因变化特征，研究微生物铁代谢对BSC演替的响应及调控。结果表明：真菌参与铁吸收和转运过程，古菌参与铁转运和贮存过程，细菌则在铁代谢吸收、转运和贮存过程中均起主要调控作用。门水平上，BSC铁代谢功能微生物组成变化对演替的响应不敏感，BSC铁代谢微生物主要为变形菌门（Proteobacteria）。BSC铁代谢功能基因多样性的显著提高和三类铁代谢过程基因信号强度达到最高水平需要经过61 a的演替。调控BSC铁吸收过程的主要功能基因为亚铁氧化酶编码基因iro；调控原核生物铁转运过程的主要功能基因，为羟基苯甲酰丝氨酸铁外膜转运体编码基因cirA和Fe（Ⅱ）转运蛋白编码基因feoB，真菌铁转运过程主要依靠含铁细胞转运体和铁氧化酶高亲和力的作用；调控铁贮存过程的主要功能基因为固定相类核蛋白编码基因dps。在BSC演替阶段末期，上述铁代谢功能基因强度的显著增加促进了微生物的铁代谢潜能。干旱、半干旱荒漠生态系统植被恢复过程中微生物铁代谢潜能的恢复需要较长时间。  相似文献   

点吸收式波浪能俘获装置结构优化方法研究     

王鑫  李大鸣  王兵振  韩林生 《海洋与湖沼》2020,51(2):293-297

根据布设海域波浪能资源特征,对点吸收式波浪能装置结构进行优化,可有效提高装置的能量俘获效率。本文以威海褚岛北部海域为装置布设目标海域,在对该海域波浪资源特征进行统计分析的基础上,计算得到装置的直径,同时利用数值软件计算出多组工况下点吸收装置吃水深度和装置固有周期的对应关系,并利用统计学方法得出装置固有周期随吃水深度的变化规律,进而分析得出装置在该海域的最佳设计吃水深度,为点吸收波浪能装置结构优化设计提供了新的思路。该方法对于其他技术类型波浪能装置的结构优化设计同样具有借鉴意义。  相似文献   

硇洲岛岩礁带大型海藻固碳潜能     

刘耀谦  张才学  孙省利  孙洁  杨国欢 《广东海洋大学学报》2019,(5)

【目的】研究大型海藻固碳及氮磷吸收潜能。【方法】分析硇洲岛岩礁带19种生物量大于50 g·m~(-2)自然生长的大型海藻固碳量、生产力和TOC,对比分析岩礁带和距岩礁带4 km处海域海水中无机氮和无机磷含量。【结果】褐藻门有3种,生物量、固碳量和生产力最大,分别为20 498 g·m~(-2),550 762 g·a~(-1),2 466 g·m~(-2)·a~(-1);其次是红藻门有11种,生物量、固碳量和生产力分别为17 547 g·m~(-2),138 194 g·a~(-1),1 872 g·m~(-2)·a~(-1);绿藻门有5种,生物量、固碳量和生产力分别为3 064 g·m~(-2),4 827 g·a~(-1),158 g·m~(-2)·a~(-1)。受人类活动影响最小的博贺兰岛礁区域海藻生物量、固碳量和生产力均为最大。19种海藻中12种海藻TOC超过30%,分别为衫叶蕨藻Caulerpa taxifolia (M.Vahl) C. Agardh、囊状法囊藻Valonia utricularis(Roth)C. Ag.[Conterva utricularis]、网球藻Dictyosphaeria cavernosa(Forssk.) Boerg、珊瑚藻Corallina sp.、拟鸡毛菜Pterocladiella capillacea (Gmelin)Santelices et Hommersand、紫杉状海门冬Asparagopsis taxiformis (Delile)、茎刺藻Caulacanthus ustulatus (Mertens) Kütz、新角石藻Neogoniolithon sp.、叉节藻Amphiroa sp.、半叶马尾藻Sargassum hemiphyllum (Turn.) var. chinensis C. Ag.、囊藻Colpomenia sinuosa(Mert.exRoth)、羊栖菜Hizikiafusiforme(Harv.)Setch。岩礁带海水中的无机氮和无机磷含量分别在0.17～0.20mg·L~(-1)和0. 007～0. 018 mg·L~(-1)之间,距岩礁带断面4 km左右海域的4个相应站位IN和IP含量分别在0.18～0.22mg·L~(-1)和0.016～0.022mg·L~(-1)间,均略高于岩礁区相应站位。大型海藻的生物量与岩礁带无机氮和无机磷间Pearson相关系数分别为-0.248和-0.155。【结论】19种大型海藻在硇洲岛岩礁带海区生态环境下具有良好的生长适应性,固碳能力强,对氮磷具有吸收作用。  相似文献   

黏弹性介质中瑞雷波有限差分数值模拟与波场分析     

王常波  田坤  刘立彬  李国磊  张学涛 《CT理论与应用研究》2019,28(2):153-166

瑞雷面波经常被用来反演地表浅层横波速度，受到越来越广泛的关注。对瑞雷波的研究一般都基于完全弹性介质，而实际地层更接近黏弹性介质，对黏弹性介质中的瑞雷面波进行模拟更具实际意义。本文采用广义标准线性体模型来描述黏弹性介质，并采用交错网格有限差分法对考虑水平自由表面的黏弹介质进行正演模拟，再与弹性介质中的结果进行对比分析。首先采用非线性最优化算法根据期望常数品质因子直接求取松弛时间来拟合常Q模型，并给出广义标准线性固体的具体算例，实施自由表面条件时采用声学-弹性边界近似法，通过剪切模量不变来考虑自由表面上、下横向应力保持连续的条件。对于非自由表面，采用非分裂的多轴卷积完全匹配层来吸收波场。然后对几种典型的数值模型进行正演模拟计算，数值解与解析解的对比验证了本文方法的准确性与有效性，正演结果的对比表明波场尤其是面波频散会受黏弹性影响，因此有必要在面波勘探中考虑黏弹性因素。   相似文献   

基于离散颗粒模型的岩体结构面动-静态刚度系数对比的数值模拟研究     

周剑  王彦兵  张路青  金永军  涂新斌 《工程地质学报》2021,29(1):25-33

岩体工程计算分析中结构面刚度系数是至关重要的力学参数,计算分析的精度和可靠程度与这个参数密不可分,结构面刚度系数取值仍然是一个难点。岩体中应力波传播至结构面处将会发生反射和透射现象,利用应力波透射系数可反演结构面动态刚度系数。本文从细观力学角度运用颗粒离散元方法,开发分段线性接触模型及应力波吸收边界模型,开展宏观岩体中应力波传播的模拟,结合准静态压缩试验模拟,研究了较为平直的岩体结构面分别在不同正应力条件下的动、静态刚度系数的变化特征。模拟结果表明:(1)利用C++语言开发的分段线性接触模型很好地实现了结构面非线性变形特征的模拟;(2)基于颗粒离散元方法能够准确地反映岩体中应力波传播规律,应力波通过不同刚度结构面的透射系数与理论解一致;(3)在离散颗粒模型中加入黏滞吸收边界条件很好地实现了在有限尺寸模型中远场应力波传播模拟;(4)在岩体模型中结构面接触部位运用分段线性接触模型,通过模拟应力波传播与单轴压缩试验分别获得了一致性较好的结构面动、静态刚度系数,结构面动/静态刚度系数之比值约为1.0。本文对岩体中结构面刚度的测试和取值具有重要的指导意义。  相似文献   

陆地生态系统碳汇在实现“双碳”目标中的作用和建议     

王国胜  孙涛  昝国盛  王棒  孔祥吉 《中国地质调查》2021,8(4):13-19

2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和(简称“双碳”)是我国对国际社会的庄严承诺,已被纳入生态文明建设的总体布局。生态系统碳汇是实现“双碳”目标的重要手段,也是林业和草原实现高质量发展的必然要求。国际有关机构对全球森林、草地和湿地生态系统的碳储量和碳循环进行了评估。自1990年以来,附件一国家(指《联合国气候变化框架公约》附件一列出的经济合作发展组织中所有发达国家和经济转型国家)对本国的碳排放和碳汇进行估算,编制了年度温室气体清单; 我国也编制了5次国家温室气体清单。这些工作对我国开展应对气候变化的研究提供了基础。提出了如下建议: 在编制“双碳” 路线图和时间表时,既要考虑我国生态系统碳汇与能源和工业领域碳排放在区域空间分布和时间维度上的差异性,也要考虑生态系统同时所具有的碳汇和碳排放的特殊性; 生态系统碳汇是碳达峰的非选项,是碳中和的必选项; 生态系统碳汇要遵循国家实现“双碳”目标的基本原则,要将生态系统碳汇作为国家生态建设和保护工程的主要目标,提高碳汇计量和监测能力,完善市场和融资机制。  相似文献