中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-306-3) 作品数:12 被引量:98 H指数:7 相关作者: 李心清 王兵 程建中 彭艳 邢英 更多>> 相关机构: 中国科学院 中国科学院研究生院 遵义市环境监测中心站 更多>> 发文基金: 中国科学院知识创新工程重要方向项目 国家重点基础研究发展计划 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 农业科学 天文地球 更多>>
安顺大气降水中低分子有机酸的季节变化及其来源 被引量:12 2011年 低分子有机酸是对流层大气的重要组成成分,对大气降水的酸度有重要的贡献.2007年6月~2008年6月共采集贵州省安顺大气降水118次,采用离子色谱法测定了样品中主要的低分子有机酸成分.结果表明,安顺大气降水总体呈酸性,pH均值为4.89.大气降水中最主要的有机酸成分为甲酸、乙酸和草酸,它们的雨量平均浓度依次为8.77,6.90和2.84μmolL-1.有机酸含量和沉降通量的季节变化规律显示植物生长释放作用是有机酸的主要来源,冬季有机酸的浓度高值可能与相对较低的降雨量以及其他大气污染输入途径有关.甲酸与乙酸具有极显著的相关性(P<0.01),相关系数为0.80,表明甲酸与乙酸具有相似的来源或者不同来源的相似源强.(F/A)T有机酸来源判定曲线显示安顺大气降水中有机酸的主要来源为直接来源,如植物生长释放、生物质燃烧和汽车尾气排放等.贵州4种不同类型地区的对比结果显示,在污染较大的大中城市,无机离子是大气降水致酸的重要因素;然而在清洁城市或偏僻地区,低分子有机酸对大气降水的阴离子和总自由酸的贡献较大.因此,控制此类地区有机酸的排放对于酸雨的防治工作显得尤为重要. 章炎麟 李心清 曹芳 黄代宽关键词:大气降水 酸雨 有机酸 贵州省遵义地区降水中低分子有机酸及其来源 被引量:11 2008年 甲酸和乙酸是大气对流层中广泛存在的低分子有机酸.降水中有机酸的研究是认识C、H、O等元素生物地球化学循环和酸雨成因的重要内容.贵州省遵义地区是我国酸雨高发地区,在遵义市进行了为期1 a的降水采集,并利用离子色谱法和原子吸收法分别对降水中主要阴离子(包括有机和无机)和阳离子进行了测定.结果显示,pH的年均值为4.11,表明遵义市酸雨形势依然严峻;甲酸和乙酸的雨量加权平均值分别为9.29μmol·L^-1(范围:0.15~46.14μmol·L^-1)和6.47μmol·L^-1(范围:0.02~19.11μmol·^L-1),占阴离子总量的4.10%,二者的相关系数达到0.86,说明甲酸和乙酸具有共同的来源.在一次降雨事件中,有机酸的浓度一般随降雨时间的延长而降低,但在降雨中后期有时会出现上升的现象,表明有机酸主要来自云下淋滤作用,少数情况下来自大气远距离的传输.遵义市区的山间盆地地形、高湿度、低风速、以尘埃为主的大气污染物等特点为有机酸来源于当地创造了条件.应用气液平衡的原理,提出了降水中甲酸、乙酸比值(F/A)aq的有机酸来源判定方法。发现遵义降水中的有机酸春季和冬季主要来自人类活动的释放,夏季和秋季则主要来自植物的释放。 江伟 李心清 曾勇 黄荣生 谭凌 徐刚 王兵关键词:甲酸 乙酸 离子色谱 湿沉降 酸雨 土壤CO_2浓度与地表CO_2通量的季节变化及其相互关系 被引量:17 2011年 采用气相色谱法对贵州喀斯特地区不同土地利用方式土壤剖面CO2浓度与地表CO2通量的季节变化特征进行为期一年的观测。结果表明:土壤CO2浓度和地表CO2通量具有明显的季节变化规律,均表现为:从春季到夏季浓度和通量逐渐增加,而从秋季到冬季浓度和通量又逐渐降低,这与该区域的温度和降雨量变化趋势一致。不同土地利用方式土壤CO2浓度和地表CO2通量与大气、土壤各层温度呈显著正相关关系,土壤湿度虽然也在一定程度上影响了剖面CO2浓度和地表通量,但二者之间并无显著相关性。相关性分析表明土壤CO2浓度和地表CO2通量之间呈显著的正相关关系,说明地表CO2排放强烈依赖于土壤CO2浓度积累和分布。 程建中 李心清 周志红 王兵 程红光 邢英 唐源关键词:喀斯特地区 贵阳次生林土壤有机碳含量对土壤生物学活性的影响 被引量:1 2011年 次生林是喀斯特森林生态系统的组成部分,未来的森林可能就是次生林。土壤有机碳(SOC)是土壤有机质的重要组成,其含量是土壤肥力的重要指标,对土壤生物学活性有重要影响。为了解次生林土壤有机碳对土壤生物学活性的影响,在贵阳市郊设置灌丛、女贞林、马尾松林3个样点,于2008年6月—2009年5月进行为期1a的采样,并与农田土壤进行对比分析。结果显示,灌丛SOC含量最高,基于SOC/g来看,其含C底物的利用率却最低,土壤生化过程弱,植物和微生物可利用的营养物质较少;女贞林N转化速率较快,林下具有反硝化能力的菌群的酶丰富,气态N流失严重;马尾松林基于每克SOC的土壤有机残体分解的速度快、强度高,微生物活性、土壤酶活性高,土壤生化过程强烈,气态氮流失率最低。总的来说,研究区域土壤SOC含量限制了微生物群落规模,对灌丛土壤酶活性影响较大,SOC含量也间接地影响了微生物体N转化速率和有机物的分解速率,但对反硝化作用的影响不显著;建议在土壤恢复初期优先让草或灌木生长,改善立地条件,之后再选择适宜的树种按照针阔混交模式植树造林。 彭艳 李心清关键词:有机碳 生物学活性 反硝化作用 土壤酶活性 黄河下游地区河水主要离子和锶同位素的地球化学特征 被引量:13 2009年 对黄河下游地区河水主要阴阳离子、锶元素及其同位素组成进行了分析.结果发现其水化学组成主要以Ca2+,Na+,HCO3-和SO42-离子为主,分别占阴阳离子组成的75%以上.干流与支流间在化学组成上存在显著差异,黄河干流的SO24-,NO3-和Cl-具有共同的来源,而支流河水中的SO42-,NO3-和Cl-来源不同.黄河下游具有较高的锶含量及较低的锶同位素组成,锶含量变化范围在0.0429mg.l-1—0.936mg.l-1之间,平均含量为0.394mg.l-1,锶同位素组成变化范围在0.70986—0.71139之间,平均值为0.71118,其中黄河入海口的锶同位素组成(87Sr/86Sr=0.70986)与现代海水锶同位素比值(0.70916)相近,表明其锶同位素组成受海水作用影响较大.对主要元素、微量元素锶及其同位素组成分析研究发现,黄河下游地区河水锶同位素组成主要源于蒸发盐岩和碳酸盐岩的风化溶解作用,而人类活动的影响相对较小.由锶同位素平衡方程计算得出,黄河下游地区河水锶同位素组成由大气降水和岩石风化作用混合而成,其中大气降水对黄河下游地区87Sr/86Sr的贡献率约为30%,而岩石风化对其贡献率约为70%. 王兵 李心清 袁洪林 周会 赵彦龙关键词:风化作用 水化学 西南喀斯特地区几种主要土地覆被下土壤CO_2-C通量研究 被引量:13 2010年 中国西南喀斯特地区土壤营养元素流失形势严峻,揭示不同土地覆被下土壤CO2-C的释放规律,是认识喀斯特这一特殊环境诸多营养元素循环问题的一个重要途径。采用静态箱-气相色谱法对贵州喀斯特地区4种不同土地覆被下的土壤CO2-C释放通量进行观测研究。结果表明,(1)不同的土地覆被下土壤CO2-C释放通量有显著的差别,其释放顺序为:森林((134.1±78.8)mg/(m2·h))>次生林((70.8±122.3)mg/(m2·h))>玉米地((55.5±78.0)mg/(m2·h))>烧荒地((35.5±91.4)mg/(m2·h))。各样点季节变化都比较明显,夏季平均排放量最高,冬季最低。(2)凋落物对森林土壤CO2-C释放的影响较大,有凋落物覆盖的土壤CO2-C释放量((134.1±78.8)mg/(m2·h))高于无凋落物覆盖的林地土壤((111.2±80.3)mg/(m2·h)),凋落物分解对森林土壤CO2-C释放总量的贡献约占17%。基于地面气温,计算得出森林和森林(无凋落物)的Q10分别为1.92、2.10。(3)除次生林和烧荒地外,其余各样地CO2-C释放通量均与土壤各层温度呈显著正相关关系,但绝大多数样地与土壤湿度(WFPS)之间相关性不显著。 程建中 李心清 周志红 王兵 邢英 彭艳 程红光 闫慧 庞小兵 黄代宽 章炎麟关键词:土地覆被 喀斯特地区 贵阳喀斯特地区植被类型与季节变化对土壤微生物生物量和微生物呼吸的影响 被引量:15 2010年 土壤微生物特性是土壤修复的指示因子,近年来西南喀斯特地区退化土壤的相关研究较多,但不同植被类型的土壤微生物特性的变化研究相对较少。对贵阳郊区耕作土壤、灌丛、女贞人工纯林和马尾松人工纯林表层土壤(0~10cm)微生物生物量碳(SMBC)、微生物呼吸(MR)和微生物代谢熵(qCO2)的研究结果表明,土壤SMBC和MR均表现为次生林高于耕作土壤,灌丛最高;与qCO2相反,马尾松林土壤微生物活动显著弱于其他样地,不同植被类型土壤微生物活动均表现为在秋季相对较强。与植被类型的显著影响相比,季节变化、植被与季节的交互作用对SM-BC和MR的影响不明显。SMBC与土壤温度不相关,与土壤含水量呈极显著相关而土壤含水量季节变化不明显,MR与土壤温度和含水量均无显著相关性可能是季节变化对两者影响不明显的主要原因,但需要大量区域样本进一步证实。认为演替初期的灌丛比人工阔叶或针叶纯林更有利于土壤微生物群落的生长,土壤有机质积累较快,植被自然恢复是喀斯特退化土壤恢复初期更适合的途径。 彭艳 李心清 程建中 邢英 闫慧关键词:植被类型 土壤微生物生物量 微生物呼吸 贵阳市区大气降水中甲酸和甲醛含量的季节变化特征 被引量:4 2008年 采用离子色谱法测定了贵阳市区大气降水中甲酸和甲醛含量并分析了其浓度的变化规律及其来源.结果表明,两者的年体积平均浓度(volume mean weight average,VMWA)分别为(13.27±25.92)μmol/L和(7.89±8.92)μmol/L,并且夏半年甲醛和甲酸浓度低于冬半年的浓度,这可能与该地区冬季干燥少雨、降雨的同时易伴随干沉降有关.甲醛和甲酸的昼夜变化(白天>夜晚)则反映了人为活动和大气光化学反应对其浓度的影响.相关性分析发现,甲醛和甲酸是在云下(below-cloud)过程进入大气降水的,随降雨的进行,雨水中甲酸和甲醛浓度逐渐减小,降雨起到稀释作用.同时,雨水中甲酸和甲醛存在显著相关关系(r=0.68,p<0.001)说明两者存在类似的来源或反应.甲醛液相氧化反应生成的甲酸不能很好地解释所检测到甲酸数据,说明甲醛氧化反应不是贵阳地区甲酸的主要来源,植物或人类活动产生的不饱和碳氢化合物的氧化可能是甲醛和甲酸的主要来源. 徐刚 李心清 黄荣生 江伟 丁文慈关键词:大气降水 甲醛 甲酸 大气化学 贵阳次生林不同演替阶段土壤微生物生物量与反硝化酶活性的研究 被引量:7 2009年 土壤营养元素赋存状态和微生物活性是喀斯特地区生态恢复的关键质量指标,温室气体N2O的排放是全球变暖的重要因子。研究了雨季贵阳不同演替阶段森林表层土壤(0~10cm)微生物生物量(SMB)、反硝化酶活性(DEA)、无机氮(N)库和N转化特征,并与玉米地、茂兰喀斯特原始森林土壤做了对比分析。结果表明,微生物群落对土壤水分条件响应强烈,土壤有效N的增加有助于微生物群落的增长,土壤N转化速率越快,微生物N同化作用越低。人为干扰(火烧和农业活动)会增加或降低土壤SMB、增加潜在的气态N流失。总的来说,不同演替阶段土壤SMB、DEA和土壤N库均有显著差异,随植被恢复土壤SMB呈上升趋势,温室气体N2O的排放量呈下降趋势,气态N流失形态从N2O转变为N2,N循环过程趋于优化,表明自发演替是退化喀斯特森林恢复的可靠方式。 彭艳 李心清 程建中 周志红 王兵 黄代宽 程红光关键词:演替阶段 微生物生物量 N循环 贵州安顺雨季降水中低分子有机酸研究 被引量:3 2009年 为了解贵州安顺地区大气降水中低分子有机酸的化学组成特征,2007年6~10月共采集降水40次,对降水样品进行了pH值、电导率、水溶性无机阴离子和低分子有机酸的测定.结果表明,安顺地区的大气降水的pH值在3.57~7.09之间,平均值为4.57.最主要的有机酸组成为乙酸、甲酸和草酸,它们的雨量平均浓度依次为6.75、4.61和2.05μmol.L-1.有机酸在6月和7月的浓度明显高于其他月份,表明有机酸可能来源于植物生长释放或者其前驱物的光化学氧化.有机酸对降水自由酸的贡献率平均为32.2%,明显高于贵阳市.同时,甲酸与乙酸和草酸存在显著相关关系(p=0.01),相关系数分别为0.663和0.503,表明甲酸与乙酸具有相似的来源或者不同来源的相似源强,而草酸的前驱物可能与甲酸具有相似的排放特征.观测期间,安顺地区有机酸的湿沉降通量为2.10 mmol/m2,主要集中在降雨频率和雨量相对较高的夏季,此时有机酸的浓度和有机酸对大气降水自由酸的贡献都较大,因此控制安顺地区夏季有机酸的排放对于此地区的酸雨防治工作显得尤为重要. 章炎麟 李心清 黄代宽 黄荣生 江伟关键词:大气降水 有机酸