微量元素对土壤有机质分解过程的影响及机制分析

土壤的肥沃在于其中所含有的有机质。其将如何分解,各种环境因素的影响所致。而本次研究的焦点,便锁定在微量元素对土壤中有机质分解过程的影响力上。在这个研究中,挑选的土壤样本都富含着多种微量元素,例如铁、锌、铜等等。一系列的控制实验参与其中,对比了在有无微量元素的参与下,土壤有机质的分解过程有何不同。由此获知,加入微量元素能推动土壤有机质分解的速度,尤以铁和锌为甚。更深一步探讨其机制,可能为微量元素催化有机质氧化反应,使分解效率大大提升。此外,微量元素也能改变土壤微生物的种群结构,利于那些能高效分解有机质的微生物种类的生存和繁殖。总的来说,微量元素对土壤有机质的分解过程有明显的促进作用,但其具体机制还需要进一步的研究。本研究对于理解土壤生态系统的微量元素循环,以及进一步优化农田土壤的肥力管理,具有重要的理论意义和实际应用价值。

鄱阳湖湿地3种优势植物枯落物分解过程及碳氮同位素分异特征

植物枯落物分解是维持湿地生态系统能量流动、物质循环和养分平衡的关键生态过程。于2017年11月—2018年4月在鄱阳湖湿地开展野外原位分解实验。利用分解袋法对3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和薹草(Carex cinerascens)枯落物纤维素和木质素分解过程和δ^(13)C、δ^(15)N分异特征开展了模拟实验研究。结果表明:芦苇、南荻和薹草枯落物的纤维素和木质素的分解速率、干物质残留率以及δ^(13)C、δ^(15)N差异性极显著,造成这种差异的主要原因是不同种类植物枯落初始化学特性的不同,尤其是C/N和木质素/N的不同。枯落物中纤维素和木质素的分解速率都表现芦苇最大,薹草次之,南荻最小。Olson负指数衰减模型能非常好地模拟和预测3种植物枯落物的分解过程。伴随分解过程,3种植物枯落物δ^(13)C上下波动,总体上呈显著降低的趋势,而δ^(15)N则都呈现波动性的略有升高趋势,这说明在枯落物分解过程的不同阶段内,受枯落物基质质量和微生物代谢活动的双重影响,^(13)C与^(15)N既有释放也有富集。δ^(13)C与枯落物纤维素和木质素分解速率都有极显著的正相关关系。δ^(15)N与分解速率相关性不显著,这说明除了氮元素的迁移转化外,还有其他因素影响δ^(15)N的变化。本研究有助于加深枯落物分解过程中基质质量调控机制的认识,深化对鄱阳湖湿地生物地球化学循环过程的科学理解。

凝灰岩遇水分解过程微细观结构参数敏感性分析

为了研究凝灰岩遇水分解过程微细观结构参数,确定描述分解过程的敏感指标,开展了微细观结构试验和微细观结构参数敏感性分析。首先采用微细观结构试验方法测定原状未分解和不同分解时间的凝灰岩的微细观结构参数,然后利用敏感性分析方法研究各微细观结构参数对分解时间的敏感性。结果表明:随着分解时间的增大,颗粒的圆度值越来越小,颗粒分布分维数越来越大,孔隙度逐渐增大,孔隙分布分维逐渐增大,欧拉数逐渐减小;在遇水分解过程,颗粒的形状趋于圆形的程度降低,颗粒团聚的程度降低,颗粒凌乱化程度增大,岩石结构愈加松散,凝聚趋势减弱,宏观上表现为岩石的强度降低;颗粒分布分维和孔隙分布分维对分解作用时间不敏感,不利于测度分析变化情况,而欧拉数过于敏感,微小的分解时间变化将带来较明显的欧拉数变化,指标分析结果容易产生较大的误差,因此可选用孔隙度作为凝灰岩分解过程的敏感指标。

三江平原典型湿地枯落物早期分解过程及影响因素

枯落物分解是湿地物质循环和能量流动的关键环节，是维持湿地功能的重要过程之一。采用分解袋法对三江平原3种典型湿地植物枯落物分解过程及影响因素进行了研究。研究表明，在164d实验过程中乌拉苔草分解速率始终最快；在分解前103d中毛果苔草分解速率大于小叶章，但在103～164d间小叶章分解速率大于毛果苔草；分解164d，小叶章、乌拉苔草和毛果苔草枯落物的失重率分别为初始重的31．98％、32．99％和28．91％。分解过程中小叶章和毛果苔草枯落物中有机碳浓度波动较大，而乌拉苔草枯落物中持续下降；3种枯落物有机碳绝对含量都表现为净释放。小叶章枯落物中N浓度波动较大，绝对含量发生净释放；毛果苔草枯落物N浓度持续增加，绝对含量净增加；乌拉苔草枯落物N浓度先增加后减少，绝对含量发生净释放。3种枯落物中P浓度都先迅速下降后缓慢上升，绝对含量都表现为净释放。3种枯落物中C／N和C／P也相应的发生变化。小叶章和乌拉苔草枯落物分解速率与枯落物C／P显著相关，而毛果苔草枯落物与枯落物N浓度显著相关；对应3种枯落物分解速率的主要环境因子分别为土壤含水量、土壤容重和土壤温度。3种枯落物分解速率和营养物质含量动态受到枯落物自身质量和温湿条件、周围环境营养状况等自然环境条件的共同影响，相比而言，受枯落物质量的影响更大。

烤烟烟叶叶片及其烟梗的热分解过程和动力学

为了解烟叶叶片及其烟梗的热分解特性,采用热重分析研究了烤烟烟叶叶片和烟梗样品在氧化气氛中的热分解过程,并运用Coats-Redfern法和Malek法对样品在经历了吸附水的蒸发过程以后的各热失重阶段进行了动力学分析。结果表明:①叶片样品的热分解主要包括5个热失重阶段,而烟梗则表现为9个热失重阶段;②除了在吸附水的蒸发和烟草生物聚合物的热氧化降解阶段有相似的质量损失率外,两种样品其余的各失重阶段的质量变化明显不同;③两种样品的大部分热失重过程可用F1动力学模型进行模拟;与叶片样品相比较,除热氧化降解阶段具有相同的活化能外,其余各阶段烟梗具有更高的动力学参数。

关帝山华北落叶松林凋落物分解过程及其养分动态

采用野外凋落物收集器法和埋置凋落物分解袋法,对关帝山林区华北落叶松林凋落物的数量和组成、年凋落过程、不同埋置层凋落叶分解速率和营养元素动态进行了分析。结果表明:华北落叶松林年凋落物总量为19.15.thm-2.a-1,其中树叶占35.7%,树枝占54.4%,花果占6.7%,树皮和杂物占3.1%。凋落物逐月动态变化为单峰型,10月为年凋落量高峰期,但各成分的凋落进程不同。华北落叶松林凋落物残留量均值为9.803 t/hm2,凋落物分解常数为1.95;凋落叶在不同埋置层的分解失重率有明显差异,凋落叶的周年平均失重率29.82%,分解半衰期1.5～2 a,分解95%需7～9 a;凋落叶分解过程中,氮磷钾元素含量表现出不同的动态过程,其中氮素的年动态变化总体上属于富集过程,到后期开始出现下降,磷素的年动态变化表现为7月份前下降,之后出现快速富集,到生长季末期富集过程变缓,钾素的年动态变化表现为持续下降过程,不出现富集过程。

杉木人工林凋落物量及其分解过程中碳的释放率

根据定位观测的数据,探讨了杉木人工林凋落物量及其分解过程中碳素释放率.结果表明,14～16年生杉木人工林平均每年约有1 201.24 kg*hm-2凋落物,其中以针叶为最多,占凋落物总量的69.8%,其次是小枝,占24.54%,落果和其它碎屑物质仅占5.63%.不同组分的碳素含量高低顺序排列为:针叶＞落果＞碎屑＞枯枝,变异系数在3.36%～8.24%之间.针叶、枯枝的碳素含量均随时间的推移而下降,而其释放率均随时间的推移而增大,针叶中碳素的释放速率明显高于枯枝中碳素的释放速率.凋落物中碳素的释放规律与总干物质的分解速度并不完全一致.杉木人工林年凋落物碳素释放量约为149.25 kg·hm-2a-1,占凋落时碳素量(548.24 kg·hm-2a-1)的27.22%.经一年的分解后,针叶释放碳素量为120.12 kg·hm-2a-1,占总释放量的81.03%,枯枝、落果及其它碎屑释放碳素量为29.13 kg·hm-2a-1,占总释放量的18.97%.

尖晶石LiMn_2O_4前驱体的低热固相反应法合成机理及其结构与热分解过程研究

以氢氧化锂、醋酸锰和柠檬酸为原料 ,采用低热固相反应法制备了 Li+与 Mn2 +摩尔比为 1∶ 2的前驱体化合物 Li Mn2 L( Ac) 2 .通过元素分析、红外光谱、质谱和热重 /差热等测试方法对前驱体的组成、结构、合成反应机理及热分解过程进行了研究 .结果表明 ,可在全固相条件下通过低热固相反应得到锂离子与锰离子达到分子级混合水平的前驱体 ,该前驱体在 3 5 0℃下焙烧 4h即可出现明显的尖晶石相 Li Mn2 O4 产物 .

甲烷水合物分解过程原位激光拉曼光谱观测

为了获取水合物分解过程中分子水平的信息,采用激光拉曼光谱法对冰—水转化及两种不同体系下甲烷水合物的分解过程进行了原位监测,研究了冰—水转化及甲烷水合物分解的微观动力学过程,探讨了水合物分解过程中笼型结构的变化。实验结果表明,在冰融化过程中,冰的四面体结构不断瓦解,氢键数目不断减少,O—H键的特征谱带中,带氢键的伸缩振动拉曼峰所占比例逐渐下降,不带氢键的伸缩振动拉曼峰的比例相应增大。两种不同体系下合成的甲烷水合物均为Ⅰ型水合物,大小笼中甲烷分子的拉曼峰分别为2905cm-1和2915cm-1,随着水合物的不断分解,拉曼双峰逐渐消解,并最终转化成甲烷气体单峰(2917cm-1);结构水峰的变化与冰融化的过程相类似,随着笼型结构的瓦解,氢键数目迅速减少,导致带氢键的O—H键伸缩振动峰减弱。

热分析法对固体药物氯苄律定的热分解过程研究

目的:分析固体药物氯苄律定的热分解过程。方法与结果:采用热重分析与差示扫描量热分析2种方法研究了固体药物氯苄律定的分解动力学,求出其热解动力学参数活化能E;并结合红外光谱、核磁共振、粉末X射线衍射和高效液相色谱研究其热分解过程,推断其主要分解产物结构。结论:用热分析法研究固体药物氯苄律定的热分解过程,方法简便,结果可靠。

营养元素在红三叶叶片分解过程中的释放动态

在我国北亚热带高海拔地区应用分解网袋法,研究了红三叶叶片凋落物在分解过程中营养元素的释放特征。结果表明,在分解过程中,各类营养元素的含量和残留率的动态特征均有明显不同。根据这些特征,将其释放模式分为4类,即物理因子主导型、生物因子主导型、生物和物理双重因子主导型和化学因子主导型。

内蒙古皇甫川流域凋落物分解过程中营养元素的变化特征

在内蒙古皇甫川流域,利用凋落物样袋分解法对不同植被类型凋落物分解过程中营养元素的变化特征进行了研究。结果表明:在杨树叶、油松针叶和禾草3种植被凋落物分解过程中,营养元素随凋落物失重率的增高而降低,其中一部分营养元素回归土壤后,使凋落物样袋下相对应土层的营养元素含量提高;凋落物分解对恢复、补充和提高土壤肥力,防止水土流失,具有重要的实际意义。

榕树叶片分解过程物质与能量动态变化研究

对榕树叶片分解过程中物质与能量动态变化研究结果表明 ,叶片分解过程中干物质量呈下降趋势 ,半分解期的理论值为 10 1d ,且与实测值十分接近。叶片分解过程中C含量前 5个月变化较小 ,随后呈下降趋势 ;N含量升高 ,C/N值下降。分解初期单宁含量迅速下降 ,而分解后期其含量相对稳定 ;随榕树叶片分解可溶性糖含量下降而粗蛋白质含量呈上升趋势 ;分解过程中可溶性糖含量与单宁含量均遵循指数方程变化 (P <0 .0 1)。榕树落叶分解的前 2个月其干物质量热值略下降 ,之后 2个月其干物质量热值开始上升 ,特别是在分解的第 4个月其干物质量热值迅速上升并达最大值 ,之后干物质量热值开始迅速下降。分解的第 1个月去灰分热值略下降 ,第 2个月开始上升 ,至第 4个月达 (半分解期 )最高值 ,之后去灰分热值呈下降趋势。

基于电化学阻抗谱测试方法研究四氢呋喃水合物的生成和分解过程

含水合物沉积物的电学性质极为复杂且影响因素众多,目前所采用的电阻率参数尚不能充分刻画含水合物沉积物的电学特性。本文提出应用电化学阻抗谱法对四氢呋喃水合物的生成和分解过程进行测试,采用等效电路模型拟合阻抗谱,通过分析等效电路元件参数的变化规律研究水合物生成和分解过程的阻抗谱特征。研究发现:1四氢呋喃水溶液测试体系的电化学阻抗谱可用传荷与扩散共同控制的电极过程的等效电路进行拟合;2在降温、水合物生成前和生成后的过程中,电荷传递电阻和韦伯阻抗能够显著地反映以上三个过程的转换;3升温过程中各电路元件参数总体变化趋势与降温过程相反。研究表明电化学阻抗谱测试法是研究水合物的电学性质及其生成和分解过程动力学机理的一种有效方法,等效电路元件参数能够从不同的角度揭示水合物生成和分解过程的内在信息。

黎平县森林土壤分解过程中有机碳的动态变化

土壤有机碳是地球表层系统中最大且最具有活动性的生态系统碳库之一。近年来,全球变化使得土壤有机碳的动态变化日益成为全球有机碳研究的热点,也是国际全球变化问题研究的核心内容之一。通过对土壤样品在控制条件下进行的实验室培养,了解不同林型下土壤有机碳分解的动态变化。结果表明:各林型土壤有机碳含量均为中上层土壤明显高于下层;不同森林类型对土壤有机碳状况具有很大影响,并且对中上层土壤影响较大;土壤样品培养61天后,总土壤有机碳损失量是CO2累计释放量,大致在200～400mg/kg;从不同植被下的土壤有机碳平均日分解速率可以看出:分解速率呈相同的变化规律,前期分解速度快,后期速度变慢。即前期分解较快,前7天的分解量占61天分解总量的37%～41%,但不同林型土壤有机碳分解呈现不同的变化,总体分解趋势是灌木林>阔叶林>针叶林>马尾松。

铝酸钠溶液晶种分解过程中的分形动力学

研究了铝酸钠溶液晶种分解过程中晶种对种分的影响 ,提出了铝酸钠溶液种分反应的分形介质反应动力学关系式 ,通过实验研究了铝酸钠溶液在高固含情况下晶种分解过程中的谱维数变化 .研究结果表明 :铝酸钠溶液种分过程符合分形介质反应动力学的基本规律 ,种分过程中谱维数的变化与晶种的活性及温度有关 ;分形反应的速率常数kt 与时间的谱维数相关 ,kt=ktds 2 - 1 ;以洗涤过的杂质含量少、没有附碱的氢氧化铝为晶种 ,铝酸钠溶液在4 5 ,5 0和 5 5℃下种分 ,谱维数变化在 1h后存在转变时间点 ,而在 6 5℃时则没有 ,随着温度升高 ,谱维数增大 ,前期反应活性增大 ;以未经洗涤、附碱含量高的氢氧化铝为晶种 ,在 5 0℃存在谱维数转变点 ,在种分前期 ,反应谱维数较小 ,活性较低 .

文峪河上游河岸林凋落物及其分解过程研究

通过凋落物定点收集调查和分解袋定点埋置实验,对文峪河上游山地溪流河岸带寒温性针阔叶混交林的年凋落量动态和凋落叶在不同环境中的分解进程进行了周年研究。结果表明,研究地区山地溪流河岸林在河岸带和溪流中的年凋落量分别为3.46和4.09 t.hm-2.a-1;河岸带和溪流凋落物中阔叶凋落量占优势,分别占40.55%和40.19%,针阔叶凋落量分别占到总凋落量的62.00%和59.64%,枝和叶凋落量分别占总凋落量的81.09%和77.92%,凋落物各组分的比例从大到小依次为阔叶>针叶>枝条>杂物>花和果实>树皮;河岸带和溪流的凋落量年动态均呈双峰态,其中秋季高峰期出现在9月中旬到10月中旬,高峰期凋落量分别占年凋落量的56.5%和52.7%;春季高峰期出现在4月到6月,高峰期凋落量分别占年凋落量的23.3%和30.3%。在本研究地区,凋落叶分解速率总的来说低于亚热带地区,但高于许多温带森林;凋落叶在水体中的分解速率比在河岸带林下快,分解系数为0.712 9,半衰期为0.97年;而在河岸林下,距离河岸近的地方阳坡的分解速率比阴坡快,分解系数和半衰期分别为0.531 90、.433 7和1.30年1、.60年;距离河岸远一些的地方阴坡的分解速率比阳坡快,分解系数和半衰期分别为0.604 20、.440 1和1.15年1、.58年。

沉水植物黑藻早期分解过程及影响因素研究

分析了沉水植物黑藻早期分解过程及影响因素,旨在对衰亡沉水植物分解机理进行研究,同时也为环境条件变化下,沉水植物分解过程的响应研究提供参考。以期为衰亡期沉水植物的管理提供一定的科学依据。以湖泊常见沉水植物黑藻作为实验材料,进行为期64天腐解实验。对黑藻生物量的消减过程,以及黑藻内部碳氮含量的变化进行了分析研究。同时,模拟三个不同梯度的温度及营养条件,研究在环境因子改变的条件下,黑藻消减过程的变化。分析结果表明,黑藻腐烂分解过程具有明显的阶段性,残体内碳氮在分解过程中,表现为碳含量降低而氮含量升高。同时,黑藻分解速率与环境因素温度以及周边营养条件显著相关。

饱和粗砂、粉土内甲烷水合物形成与分解过程中的水分迁移规律

用可探测土壤水分变化的pF-meter探头组装了新型水合物研究设备,并对两种饱和介质内甲烷水合物形成与分解过程中的水分迁移规律进行研究,以期望能为进一步探索多孔介质内甲烷水合物形成与分解机制提供参考.通过实验发现相同条件下,不同饱和介质内生成的甲烷水合物形态存在较大差异,且形成过程中的水分迁移规律也不同水合物分解过程表现出的水分迁移规律与水合物常规分解事实相悖,其具体原因仍需做进一步研究.