夏季南极普里兹湾碳的生物地球化学循环Ⅰ:DOC的含量与分布

本文通过南极第15次科学考察,对夏季普里兹湾的溶解有机碳(DOC)进行研究.结果表明:调查期间普里兹湾及邻近海域DOC平均含量较高,表层含量在68.23-125.92μM之间变化,平均值为102.32μM,大于典型的大洋表层DOC含量(70-80μM).垂直分布表明水体上层DOC含量高于底层,在25-50m附近含量出现最高值.在普里兹湾及邻近海域难降解有机物是DOC的主要部分,经估算湾内难降解DOC含量92.34μM占总DOC的77%,湾外难降解DOC含量为76.89μM,占总DOC的82%.     

夏季南极普里兹湾碳的生物地球化学循环Ⅰ:DOC的含量与分布

本文通过南极第 1 5次科学考察 ,对夏季普里兹湾的溶解有机碳 (DOC)进行研究。结果表明 :调查期间普里兹湾及邻近海域DOC平均含量较高 ,表层含量在 68.2 3- 1 2 5 .92 μM之间变化 ,平均值为 1 0 2 .32 μM ,大于典型的大洋表层DOC含量 ( 70- 80 μM )。垂直分布表明水体上层DOC含量高于底层 ,在 2 5- 5 0m附近含量出现最高值。在普里兹湾及邻近海域难降解有机物是DOC的主要部分 ,经估算湾内难降解DOC含量 92 .34μM占总DOC的 77% ,湾外难降解DOC含量为 76.89μM ,占总DOC的 82 %。     

南极半岛西部海域沉积物中粘土矿物研究

对南极半岛西部海域的表层沉积物和岩芯S11样品中小于2微米粒级的分析表明,粘土矿物由蒙脱石、伊利石、绿泥石和高岭石组成。表层沉积物中以蒙脱石和伊利石两种矿物占优势。蒙脱石的变化趋势由北向南递减,在南设得兰群岛周围海区含量最高;伊利石的变化趋势与蒙脱石相反,主要分布在南极半岛西北侧。 岩芯S11中的粘土矿物仍由上述四种矿物组成。蒙脱石含量随深度增大而减少;伊利石和绿泥石含量随深度增大而增高。这种变化趋势表明蒙脱石在间冰期沉积物中最丰富,而伊利石和绿泥石在冰期沉积物中最丰富。     

纳帕海湿地区表土有机碳及其活性组分的空间分异

基于网格均匀布点,在纳帕海湿地区采集141个表土(0~20 cm)样品,采用地统计学等方法研究表土有机碳(SOC-Soil Organic Carbon)、易氧化有机碳(EOC-Easily Oxidized C)、溶解有机碳(DOC-Dissolved OC)及有机碳活性水平的空间变异和分异特征。结果表明:1.表土SOC、EOC、DOC、EOC/SOC(%)、DOC/SOC(%)均值分别为51.596 g/kg、4.950 g/kg、155.360 mg/kg、10.388%、0.403%,空间变异水平分别为强、强、中、中、中;2.表土有机碳和活性组分之间为极显著正相关,EOC/SOC(%)和SOC、EOC分别为显著负相关、负相关(不显著),DOC/SOC(%)和SOC、DOC分别为极显著负相关、负相关(不显著);3.表土DOC/SOC(%)空间变异具有强空间相关性,其他为中等空间相关性;4.湿地区不同类型土壤表土活性组分含量(均值)和相对值(均值)为一定程度负相关,水分可能是最重要的决定因子,而表土有机碳活性组分的相对值能更好地反映环境和人为干扰对土壤有机碳库空间分异的影响。     

纳帕海湿地不同退化状态下土壤有机碳素的分异特征

纳帕海湿地区4类土壤退化程度由高到低依次为:弃耕地—中生草甸土(AFMMS)、中生草甸土(MMS)、湿草甸土(WMS)和沼泽土(MS),对4类土壤0～10cm(上层)、10～20cm(中层)、20～30cm(下层)进行采样,分析土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)和溶解有机碳(DOC)含量。结果表明:4类土壤间,除AFMMS中下层LOC含量略高于MMS对应层LOC含量外,其它各层SOC、LOC、DOC含量都为AFMMS相似文献   

南极半岛东北部海域碎屑矿物特征与物源分析

基于南极半岛东北部海域15个表层碎屑沉积物样品和1个柱状样的碎屑矿物学分析,对该区的沉积环境与物质来源进行了相关分析。结果显示,该区碎屑矿物共有31种,其中,重矿物19种,以石榴子石、紫苏辉石、绿帘石、普通角闪石为主;轻矿物12种,以石英、斜长石、火山玻璃(褐色、无色)为主。根据矿物组合分布特征,研究区可以划分为2个碎屑物沉积区:Ⅰ区为辉石-磁铁矿-火山玻璃型,主要物质来源为南设得兰群岛及南极半岛北段火山岩与火山喷发物,冰川为其主要搬运介质和动力来源;Ⅱ区为石榴子石-绿帘石-角闪石-石英型,南奥克尼群岛物质、南极绕极环流搬运南极半岛及其附近岛屿的物质对该区沉积物均有贡献。     

前言

南设得兰群岛(South Shetland Islands)位于南极半岛(Antarctic Peninsula)之外的西北海域中,隔布朗斯菲尔德海峡(Bransfiekd Strait)与半岛相望。南设得兰群岛主要组成岛屿(自南西向北东)包括:低岛(Low Island)、史密斯岛(Smith Island)、雪岛(Snow Island)、欺骗岛(Deception Island)、列文斯顿岛(Livingston Isl0and)、格林威治(Green wich Island)、罗伯特岛(Robert Island)、纳尔逊(Nelson Island)和乔治王岛(King George Island)。乔治王岛是南设得兰群岛中最大的岛屿,中国南极长城站就建在该岛南端的菲尔德斯半岛(Fildes Peninsula)上(图1)。     

米槠次生林内4种植物叶片DOM的数量和质量特征

选取福建省三明市米槠次生林内的4种植物,即米槠(CAC),木荷(SCS),山杜英(ELS),芒萁(DID)为研究对象,对其叶片进行了室内淋溶处理,并分析了淋溶液中的可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)含量及pH值,芳香性指标(AI)和荧光效率指数(Feff)等,以揭示其淋溶液中可溶性有机质(DOM)的数量和质量特征。结果表明:4种植物叶片DOM含量总体随淋溶次数的增加逐渐减小,其中首次淋溶后淋溶液中的DOC和DON含量最大,分别占总淋溶量的平均值为67.90%和44.51%;淋溶液中前3次DOC和DON淋溶量总和分别占10次淋溶总量的87.40%~94.77%和68.46%~72.49%;且前3次淋溶次数间呈极显著差异(P0.01),其后差异性不显著。DOM的pH值和光谱指标随着淋溶次数的增加逐渐上升.总体上乔木树种DOM的数量和质量比林下植被要高,这是由于乔木树种的DOM含有更多的养分和芳香类和腐殖化的高分子量化合物,而林下植被的DOM含有较多低分子量化合物和易分解组分。     

Variations of soil organic degradation conditions C components under different in Napahai wetland reserve

纳帕海湿地区4类土壤退化程度由高到低依次为：弃耕地-中生草甸土（AFMMS）、中生草甸土（MMS）、湿草甸土（wMS）和沼泽土（MS）,对4类土壤0～10cm（上层）、10～20cm（中层）、20～30cm（下层）进行采样,分析土壤有机碳（SOC）、活性有机碳（LOC）和溶解有机碳（DOC）含量。结果表明：4类土壤间,除AFMMS中下层L0c含量略高于MMS对应层LOC含量外,其它各层SOC、LOC、DOC含量都为AFMMS〈MMS〈wMS〈MS;剖面垂向上,MS的s0C和LOC含量由上向下先增后减,其它土壤SOC、LOC、DOC含量以及MS的DOC含量均由上向下减少;LOC／SOC（％）变化于8．6～16．8％,而DOC／SOC（％）、DOC／LOC（％）更低;除AFMMS外,其它3类土壤SOC和LOC含量呈显著正相关,且LOC和LOC／SOC（％）分异与土壤类型分异有明显的对应关系,而DOC含量与s0C和LOC含量的相关性无明显规律。本研究表明,微地貌制约下的水文情势一植被生态分异对湿地SOc及活性组分的分异有显著影响,而强人为干扰会带来湿地土壤有机碳活性组分的明显损失,缺乏水文生态调控的撂荒式恢复难以有效恢复退化高寒湿地土壤有机碳库;LOC是表征湿地土壤有机碳库及其活性组分变化更为敏感和合适的指标。     

湘东丘陵区4种林地深层土壤溶解性有机碳的数量和光谱特征

选取湘东丘陵4种典型母质发育的林地土壤,挖掘土壤剖面并分层采集土壤样品至母质层/母岩,研究深层土壤有机碳（SOC）和溶解性有机碳（DOC）的数量和分布规律,采用紫外-可见光谱技术分析深层土壤DOC的宏观化学结构特征。结果表明,土壤DOC含量（2.33~185.26 mg·kg^-1）在板岩红壤和酸性紫色土剖面上某些深层土层出现升高现象。DOC/SOC除第四纪红土红壤在浅层表土最高（1.5%）外,其他3种土壤均在60~80 cm深层土层达到最高峰值（1.0%~2.5%）。SOC数量是控制不同母质土壤DOC数量的重要因素。但光谱分析显示,随着土壤剖面的加深,DOC的宏观化学组成、结构趋于复杂,化学稳定性升高。尽管一些深层土层中DOC/SOC升高,但其DOC化学结构更为复杂,评价深层土壤SOC和DOC稳定性还应考虑其化学结构特性。     

开封黄泛地层全新世中晚期碳密度和碳储量研究

开封古城相对完整的黄泛沉积序列为探索历史时期碳密度及储量提供了难得的研究载体。以开封城区（师专、医专和明伦）和郊区（金明）4个25 m岩芯为研究对象,通过对861个岩芯样品的容重、有机碳和黑碳分析测试,开展地层有机碳和黑碳密度及储量分析。结果表明：地层有机碳和黑碳含量垂直分布特征基本一致,高值主要集中在地表1 m范围内,其次是各朝代文化层附近,城区地层含量明显高于郊区。地层0~25 m黑碳密度均值为24.67 kg/m²,黑碳储量为11.30 Tg,分别占总有机碳密度和储量的24.26%和21.75%。表明地层黑碳碳库在总有机碳库中占有较大比例,在计算土壤或沉积物碳密度和碳储量时,应将黑碳也考虑在内。老城区0~25 m地层黑碳储量占比高出新区10%以上,主要与老城区受历朝人类活动影响强度较大及煤炭的广泛使用有关。研究结果可为寻找“遗失的碳”、精确计算碳循环和平衡提供参考。     

西江水体有机碳含量变化及悬浮物碳同位素的意义

以西江马口断面水体为研究对象,讨论其有机碳含量、悬浮物同位素组成(δ¹³C、Δ¹⁴C)与环境之间的关系。西江马口断面有机碳含量呈现季节性变化,其中颗粒有机碳(POC)含量范围介于0.13~4.98mg/L之间,溶解有机碳(DOC)含量范围介于0.98~4.17mg/L之间,DOC/POC比值为1.34,远低于世界多数河流之比值。近年来马口断面悬浮物POCδ¹³C的变化范围介于-21.3‰~-26.1‰之间,随时间出现整体性漂移现象,表明流域生态环境整体改善。POCΔ¹⁴C变化范围介于-132‰~-425‰之间,与取样期间的流域降水过程及土壤的侵蚀相关。     

Characteristics of total suspended particulates in the atmosphere of Yulong Snow Mountain,southwestern China

The measurement of black carbon(BC) and organic carbon(OC), dust in total suspended particulates(TSP) was carried out at Yulong Snow Mountain(Mt. Yulong) and Ganhaizi Basin, in the Mt. Yulong region, southwestern China. TSP samples were analyzed using a thermal/optical reflectance carbon analyzer. Results show that average BC and OC concentrations in TSP in the Mt. Yulong region were 1.61±1.15 μg/m3 and 2.96±1.59 μg/m3, respectively. Statistical results demonstrated that there were significant differences in mean BC and OC contents between Ganhaizi Basin and Mt. Yulong at the 0.05 level. Strong correlations between BC and OC indicate their common dominant emission sources and transport processes. Temporal variations of BC, OC, and optical attenuation(ATN) values were consistent with each other in carbonaceous aerosols. The ratios of OC/BC in monsoon season were significantly higher than in non-monsoon in aerosols from Ganhaizi, which is closely related to the formation of secondary organic carbon(SOC) and extensive motor vehicle emissions from tourism activities. The temporal variations of BC, OC and ATN in carbonaceous aerosols in Ganhaizi and Mt. Yulong were totally different, probably due to elevation difference and diverse tourism activity intensity between the two sites. Time-averaged aerosol optical depth(AOD) at the wavelength of 550 nm in Mt. Yulong was higher than that of the inland of the Tibetan Plateau(TP). Source apportionment indicated that intensive exhaust emissions from tourism vehicles were the main local sources of atmospheric pollutant in the Mt. Yulong region. Biomass-burning emissions released from South Asia could penetrate into the inland of the TP under the transport of summer monsoon. Further study is needed to assess light absorption and radiative forcing of carbonaceous aerosols, and modeling research in combination with long-term in-situ observations of light-absorbing particulates(LAPs) in the TP is also urgently needed in future work.     

闽东南沿海老红砂的地球化学特征

闽东南沿海老红砂的地球化学分析表明,B、Ga、Sr、Ba、K、Cr、Ni和V等微量元素含量及B/Ga和Sr/Ba比值指示老红砂应为陆相沉积,其磷酸钙组分和古盐度亦指示为陆相。老红砂的化学全量组合特征与花岗岩风化壳相似,但SiO₂含量较花岗岩风化壳大,而Al₂O₃的含量明显少于花岗岩风化壳。从老红砂垂直剖面变化看,其硅铝铁率一般从上往下增加,分解系数(Fe₂O₃/MgO)一般从上往下减少。     

内河DOM降解的三维荧光、紫外光谱研究——以白马河为例

利用三维荧光光谱、紫外光谱手段,研究白马河水样中DOM在微生物作用下的分解情况,经过微生物分解204 h后DOC的浓度下降为23%.根据双指数方程拟合,水样中易分解组分占总量的63.2%,易分解组分与难分解组分的分解常数分别为0.102 h-1,0.002 57 h-1.随着培养时间的延长,水样三维荧光光谱中单位浓度有机物的荧光强度有不同程度的提高.根据水样的紫外吸收光谱分析,培养过程中SUVA254 nm有逐步升高的趋势,而溶液250 nm与365nm吸收的比值没有明显变化.     

青海喇家遗址地层划分及齐家文化废墟覆盖层成因分析

对喇家遗址进行了全面的野外考察,在其北部发现完整连续的全新世黄土-古土壤地层剖面。通过系统采样、粒度和磁化率等多种指标测试,结合OSL技术测年断代,建立了完整的土壤地层序列。深入分析土壤沉积物性质与地表过程,揭示了覆盖齐家文化废墟的沉积物的成因。研究结果表明：喇家遗址土壤沉积物地层层序自地表向下依次为：现代土壤（MS,0~1.50 ka B.P.）→全新世晚期风成黄土（L₀,1.50~3.10 ka B.P.）→全新世中期古土壤（S₀,3.10~8.50 ka B.P.）→全新世早期过渡性风成黄土（L_t,8.50~11.50 ka B.P.）→晚更新世晚期马兰黄土（L₁,>11.50 ka B.P.）。其中全新世中期黑垆土古土壤（S₀）被3组红色粘土质泥流（RC₃、RC₂和RC₁）和山洪沙土（FFD）沉积层穿插分隔为4个亚层（S_0上、S_0中上、S_0中下和S_0下）。这证明黑垆土发育过程中,在OSL年龄3.96~3.65 ka,对应于¹⁴C年龄3.85~3.60 ka B.P.出现一个山洪泥流盛行期,来自于盆地北侧沟谷的大规模暴雨山洪泥流,在大红山前古洪积扇前沿溢出沟槽、扩散覆盖了黄河第二级阶地面的土地。其中与大地震相伴随的第一期暴雨山洪泥流过程,摧毁了喇家遗址齐家文化聚落,造成居室内人群的死亡。     

东昆仑库木库里沙漠表层沉积物粒度特征、物源与沉积环境

对青藏高原北部世界海拔最高的库木库里沙漠周围冲积扇碎屑及沙漠表层沉积物粒度特征及元素组成研究结果显示：（1）库木库里沙漠表层沉积物以细砂为主,其次为极细砂,粉砂和中砂含量较少,有少量的黏粒,不含粗砂的组分,且粒度组成差异不大。（2）沉积物M_Z范围2.70~2.90 φ,σ₁范围0.80~1.10 φ,S_K1范围0.26~0.44,K_G范围2.27~3.62。（3）粒度主要呈近似对称的单峰分布,但细颗粒一侧有较细长的尾部。（4）沙漠表层沉积物元素组成与周围山麓冲洪积碎屑沉积物较为相似,尤其是沙漠西部的阿尔喀山北麓区域。（5）沉积物源判别表明,沙漠表层沉积物来源主要为阿尔喀山北麓及祁漫塔格山南麓碎屑沉积物,其形成环境主要为河流相沉积环境及浅湖相沉积环境。     

北极新奥尔松(Ny-lesund)地区环境中有机碳组成来源的初步分析

对2010年8月从北极新奥尔松地区(Ny-lesund)中国黄河站附近所采集的土壤、沉积物和苔藓进行整体指标[OC%,TN%,δ13C(‰)]和木质素(lignin-derived phenols)分析;并对土壤和沉积物进行粒度分析。结果显示OC%与TN%具有相同的来源;但是粒度并不是控制有机物分布的主要因素。数据显示当地木质素主要来自当地的维管植物和苔藓,但是可能会受到当地动物或者微生物的影响。木质素的降解参数(Ad/Al)v值的大小顺序为沉积物土壤苔藓,可能是由于苔藓的表面吸附了细颗粒的煤炭,但是缺少14C数据,无法定量计算煤炭对环境中有机碳的贡献;另外一个降解参数肉桂基酚类两种单体(CAD/FAD)比值由苔藓、土壤、沉积物依次降低,反映出成岩作用增强,木质素降解程度增加。综合OC%、TN%、δ13C(‰)和木质素数据,中国北极黄河站周围环境中的有机碳来源主要为当地的苔藓和维管植物,也有可能吸附了一些煤颗粒,但是由于技术手段的限制,煤炭的贡献在当前的数据解析下无法定量评估。     

基于沉积物理化性质的雅鲁藏布江中游粉尘物源研究

物源是风沙研究的主要内容。雅鲁藏布江中游风沙区是西藏自治区的主要沙丘分布区和受风沙灾害影响的主要区域。但目前对该地区沙尘物源的研究甚少,从而限制了我们对该地区风沙地貌形成演化过程、防沙治沙工程合理布局和沙尘暴预报预警工作的开展。沉积物理化性质是沉积物物源判别的主要证据。为此,收集了雅鲁藏布江中游河岸、河漫滩、河漫滩沙丘、林地和山麓沙丘沉积物样品,对其进行粒度、常量元素和微量元素（<63 μm）分析,对该地区沙尘物源进行判别。结果表明：（1）不同类型地表沉积物粒度特征存在明显空间差异。沙丘沉积物以>63 μm沙为主（>91%）,而河岸和河漫滩粉沙和黏土含量与沙的含量几乎相同。（2）不同地表沉积物的常量元素相似。SiO₂含量最大,MgO含量最小;Fe₂O₃在河岸、河漫滩和林地富集,而在沙丘亏损,其他元素均为亏损。（3）不同地表微量元素差异较大,Ti、Sr和Ba总体为亏损,其他元素为富集。（4）不同地表沉积物的元素比值和风化过程相似,说明了研究区地表沉积物具有相同的物质来源。河岸和河漫滩具有形成风沙灾害的物质条件,是风沙灾害的主要物源。     

基于近红外光谱快速分析东南极湖泊沉积物化学元素含量

以东南极罗斯岛地区的3个湖泊沉积剖面为研究对象,利用紫外-可见-近红外反射光谱仪获得了沉积物样品的光谱曲线,讨论了东南极罗斯岛湖泊沉积物的光谱特征。在沉积物化学元素分析的基础上将样品分成建模集和验证集,采用偏最小二乘法建立光谱与化学元素指标的对应关系矩阵,通过验证集预测值和测定值之间的误差参数比较,发现研究的20种元素含量均能和光谱曲线建立有效的计算关系,其中,N、C、H、Mn、Ba、P、Al、Fe、K、Se、As和Hg等元素能够达到相当精确的预测水平(预测值与测量值之间的相关系数r20.90)。本研究结果表明,利用近红外反射光谱快速分析东南极湖泊沉积物中元素含量是一种潜在有效的方法。