增温对南极湖泊沉积物反硝化过程的影响

全球变暖导致的极地地区增温正深刻地改变着极地地区生态系统物质循环过程和速率。目前,增温对南极地区湖泊沉积物氮循环关键过程的影响还鲜有报道。中国第29次南极科学考察期间在南极中山站附近选取了5个湖泊,采集了1处含企鹅粪土的湖泊沉积物(莫愁湖)和4处自然湖泊沉积物(团结湖、大明湖、米尔湖和玉珍湖),利用样品瓶泥浆恒温培养法进行增温模拟,设置低温(1℃)、中温(5℃)、高温(11℃)培养实验。结果表明,低温条件下莫愁湖沉积物反硝化速率和反硝化潜势明显高于自然湖泊沉积物(277.37倍、244.13倍)。一定程度的增温促进了沉积物反硝化速率与反硝化潜势,但过高温度也会抑制部分样点的反硝化速率与反硝化潜势。总体而言,高温条件下自然湖泊沉积物平均反硝化速率分别是中、低温条件下的1.57倍、3.56倍,反硝化潜势为1.91倍、6.31倍;而含企鹅粪土湖泊沉积物反硝化速率为1.17倍、2.08倍,反硝化潜势为0.72倍、1.01倍。增温对自然湖泊沉积物反硝化速率和潜势的影响高于莫愁湖沉积物,但含企鹅粪的莫愁湖沉积物的反硝化速率和潜势具有更高的绝对增量。企鹅粪中较高的硝酸盐、铵盐、磷酸盐以及有机碳含量是莫愁湖具有很高的反硝化速率的主导因素。在全球变暖的背景下,南极地区企鹅外源氮输入将加速湖泊沉积物氮循环。

天津市不同污染特征典型河流沉积物反硝化对比研究

使用乙炔抑制法对天津市不同污染特征代表性的城市内河南运河、北塘排污河以及城郊东丽区自然河流底部沉积物的反硝化速率和潜力及其冬（3月）夏（8月）季节变化进行了测定。结果表明：1）夏、冬两季天津市不同污染特征的河流沉积物反硝化速率存在着显著的空间差异（p〈0.05）。夏季排污河沉积物的反硝化速率明显高于较清洁河流,而冬季相反;2）就全年数据来看,各河流沉积物夏季反硝化速率高于冬季,其中北塘排污河表现出最大的季节差异;3）北塘排污河沉积物相较另外两条河流具有较高的反硝化潜力;4）各样点河流沉积物反硝化速率及潜力基本表现为随深度的增加而降低。相关性分析发现河流沉积物反硝化速率与有机碳呈显著正相关（p〈0.05）,因此天津市不同类型河流沉积物有机碳或是影响反硝化过程,导致时空差异的重要因素。天津市河流沉积物反硝化潜力是反硝化速率的1.50-22.8倍,且排污河沉积物脱氮潜力较清洁河流大。

上海城市河流温室气体排放特征及其影响因素

为研究城区和郊区河流3种温室气体（N2O、CH4和CO2）排放通量的差异,分别于春季（2013年4月）、夏季（2013年7月）、秋季（2013年10月）和冬季（2014年1月）,利用浮箱法和扩散模型法对上海市城区河流（苏州河）和郊区河流（淀浦河）的温室气体排放通量进行了观测;并探讨了人类活动干扰下环境因子对温室气体排放的影响.结果表明：研究区内2条河流是温室气体的排放源,城区河流N2O和CH4的扩散排放通量和浮箱排放通量年均值均比郊区河流大1～2个量级,CO2两种排放通量在城郊区2条河流的年均值相当.苏州河N2O、CO2和CH4扩散排放通量年均值分别为15.88、6 748.27和84.98μmol/（m2·h）;淀浦河分别为0.61、2 978.98和9.61μmol/（m2·h）.苏州河N2O、CO2和CH4浮箱排放通量年均值为15.77、4 041.61和6 721.08μmol/（m2·h）;淀浦河为0.60、1 214.77和59.58μmol/（m2·h）.城市河流呈现出高氮负荷及缺氧的特征,是影响中心城区河流N2O、CO2和CH4扩散排放通量偏高的重要因素.CH4浮箱排放通量和扩散排放通量的差异显示,城市河流中的富碳氮缺氧环境条件有利于随机气泡排放的发生,增强了温室气体的排放.

芦苇植株对湿地温室气体排放的影响及其日变化特征

利用静态箱-气相色谱法对夏季（7月、8月和9月）长江河口湿地芦苇植被CO2、CH4和N2O的叶面通量、茎秆扩散速率以及沉积物通量的日变化进行研究。结果显示,通过芦苇叶片排放的N2O与CH4的量分别为2.99μg/（m2·h）和15.36μg/（m2·h）,CO2则呈现白天吸收（-120.86 mg/（m2·h））、夜间排放（69.39 mg/（m2·h））的特点。芦苇茎秆N2O、CH4和CO2平均扩散速率分别为1.96μg/h、142.45μg/h和10.69 mg/h,沉积物平均排放通量为N2O 8.18μg/（m2·h）、CH41.58 mg/（m2·h）、CO2169.66 mg/（m2·h）。芦苇茎秆和沉积物界面CH4和CO2的排放均呈现出明显的＂单峰型＂昼夜变化规律,其排放峰值集中在日照及温度最高的9：00至15：00。芦苇植株是影响温室气体排放变化的因素之一。芦苇植株在光合作用下吸收CO2并促进CH4的排放,而芦苇发达的根系及茎秆是温室气体排放的主要途径。同时,Pearson相关性分析表明温度对芦苇群落CH4和NO2的排放影响显著,但与CO2通量的相关性不明显。土壤氧化还原电位对3种气体的排放均有显著影响。