滨海湿地中溶解态CH4的通量及影响因子

以长江口滨海湿地的九段沙湿地和西沙湿地为研究区域,探究了滨海湿地水体中溶解态CH₄浓度和通量的变化过程及影响因子.采样期间,CH₄溶存浓度有显著的季节变化:九段沙秋季的CH₄平均溶存浓度最大,为(0.30±0.19)μmol·L^-1;西沙夏季的CH4平均溶存浓度最大,为(1.16±1.52)μmol·L^-1.西沙的CH₄平均溶存浓度((0.56±0.91)μmol·L^-1)高于九段沙((0.18±0.17)μmol·L^-1).通过主成分分析发现,CH₄的时空变化主要与滨海湿地的季节更替及潮汐作用有关,低温、高盐度和富氧环境都将抑制CH₄的合成.对于不同的季节和研究区域,溶解态CH₄的通量变化也有显著差异.九段沙和西沙水环境向大气扩散的CH₄通量分别在秋季((0.45±0.43) nmol·m^-2·s     

转Bt基因水稻对稻田节肢动物群落的影响

以转crylAb/crylAc基因水稻汕优63(以下简称汕优63/Bt水稻)为材料,亲本汕优63(以下简称汕优63/CK水稻)为对照,在田间自然条件下研究了汕优63/Bt水稻对稻田节肢动物群落的影响.结果表明,白背飞虱Sogatella furcifera Horváth和黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps Ubler为汕优63/Bt水稻上优势种.在整个调查期间,汕优63/Bt水稻田害虫和天敌亚群落物种丰富度、均匀度和多样性指数都高于汕优63/CK,而群落优势集中性低于汕优63/CK,但差异都不显著.汕优63/Bt水稻田害虫和天敌亚群落物种丰富度、均匀度和多样性指数消长动态变化均较汕优63/CK水稻平缓.本研究结果初步表明汕优63/Bt水稻田节肢动物群落的稳定性高于常规稻田,利于发挥自然天敌的调控作用.     

人工湿地净化尾水效果的研究

采用种有美人蕉(Canna indica)的水平流和垂直流人工湿地对污水处理厂尾水进行处理,通过检测COD、TN、NO_(3-)-N、NH_(4+)-N、TP等指标分析探讨温度、pH和进水指标等因素对湿地系统净化能力的影响。COD、NH_(4+)-N、NO_(3-)-N、和TN去除率可分别高达66%、98%、62%和79%,其中NH_(4+)-N经湿地系统处理后可达到《地表水环境质量标准》(GB 18918-2002) I类标准。TN、NH_(4+)-N、TP在垂直流湿地系统中的去除率均高于水平流湿地系统,COD在水平流湿地系统中的平均去除率(53. 5%)却高于垂直流湿地系统(47. 3%)。通过对水平流和垂直流湿地净化尾水效果的分析比较,表明垂直流湿地系统比水平流湿地系统在净化尾水方面更具优势。此外,Pearson相关性分析表明人工湿地系统中进水NH_(4+)-N浓度和气温对TN、NO_(3-)-N和NH_(4+)-N的去除有显著影响。上述研究结果能为高效运用人工湿地处理污水处理厂尾水提供科学依据和技术指导。     

艾比湖湿地季节性冻融土壤温室气体排放规律研究

利用静态箱–气象色谱法对2015年11月—2016年3月艾比湖湿地季节性冻融期土壤温室气体进行观测. 结果表明:季节性冻融期裸地土壤CO₂表现为汇、芦苇和柽柳土壤CO₂表现为源;芦苇、柽柳和裸地土壤CH₄表现为汇,而N₂O表现为源;芦苇、柽柳和裸地土壤温室气体最低值均出现在冻结期（11月—次年2月）且为负通量;不同植被类型下土壤CO₂在融化期（3月末）出现排放峰值,而土壤CH₄和N₂O在冻融交替期(3月初)出现排放峰值;在整个观测期,芦苇和柽柳土壤CO₂、CH₄和N₂O排放峰值高于裸地;温度对季节性冻融期土壤CO₂和N₂O影响显著,均达到显著正相关（P<0.05）,土壤温度能解释芦苇、柽柳和裸地土壤CO₂通量的77%～88%; 土壤质量含水量对土壤CH₄和N₂O影响均达到显著正相关关系（P<0.05）,土壤质量含水量能解释芦苇、柽柳和裸地CH₄和N₂O通量的25%～46%和41%～69%. 表明在干旱区季节性冻融期,温度变化对不同植被类型下土壤CO₂影响较大,而在冻融交替期水分变化对CH₄和N₂O通量影响显著. 芦苇、柽柳和裸地土壤呼吸Q₁₀值分别为2.37,2.58和2.33,不同植被类型基于100 a尺度,土壤温室气体全球增温潜势由大到小依次为芦苇（569.67 kg·hm–2）、柽柳（152.09 kg·hm–2）、裸地（–861.50 kg·hm–2）.      

树干甲烷的研究进展

在全球变暖背景下,甲烷 (CH₄) 作为陆地生态系统中仅次于CO₂的重要温室气体受到了广泛关注,其在百年时间尺度上的温室效应潜力是CO₂的28~34倍,对全球变暖的贡献占20%~30%。现有对森林生态系统CH₄的研究主要集中在土壤,但基于热带森林地表排放估算和卫星CH₄通量之间的差异报告,以及近年的研究证明了树木是森林CH₄预算的重要来源和汇。笔者综合分析了树干CH₄的来源、通量大小、影响因素及其对陆地碳预算的影响,结果发现:①树干释放出的CH₄是来自土壤或者树木心材,然后主要通过树干扩散释放到空气中;②树干CH₄的通量范围为(-37.5±18.75)~(16 937.50±6 812.50) μmol/(m²·h);③树干表面CH₄通量具有较大的时空差异性,这些差异主要来自树种、年龄、组织类型、立地特征和环境条件等;④在不考虑树干CH₄通量的前提下,森林湿地 (或木本沼泽) 生态系统的CH₄释放量部分可能被低估,而旱地或者高山森林中CH₄的吸收量部分可能被高估。树干甲烷作为陆地碳循环的“新成员”,应该被充分重视,这对于预测未来全球气候变化具有重要意义。     

复合湿地系统净化冷水鱼养殖废水的研究

实验选址于北京市怀柔区渤海镇,建成的复合湿地系统包括经改良自然湿地和人工湿地两部分,用于当地冷水鱼养殖业排放的养殖污水的处理.结果表明：复合湿地系统对TN、TP、COD的去除率分别为61%,57%和66%,复合湿地的整体去除率大于使用一种单独的湿地处理系统.通过相关分析发现：在自然湿地系统中,TP和COD的去除率与入水浓度具有相关性;在人工湿地系统中,TN和COD的去除率与入水浓度具有相关性;在复合湿地系统中,COD的去除率和TN、TP的去除率具有相关性,而TN、TP的去除率之间没有显著的相关性.复合湿地系统结合了自然湿地和人工湿地的特点,是对冷水鱼养殖废水净化处理的新探索.     

生物绳-湿地植物复合人工湿地深度净化微污染水体的试验

采用新型生物绳填料和凤眼莲组成的复合折流式人工湿地对罗时江微污染河水进行深度净化处理试验,以提高出水水质, 并在水力停留时间为24 h 的条件下研究该人工湿地对化学需氧量(chemical oxygen demand,CODMn)、总氮(total nitrogen, TN)、NH⁺₄ -N 和总磷(total phosphorus, TP)的处理效果. 结果表明, 有生物绳和凤眼莲的装置A 和仅有生物绳的装置B 的人工湿地系统对CODMn 的平均去除率分别为24.89% 和22.02%; 对TN 的平均去除率分别为40.80% 和40.73%; 对NH⁺₄  -N 的平均去除率分别为73.82% 和69.42%; 对TP 的平均去除率分别为47.83% 和39.76%. 罗时江河水原为VIV 类水质, 净化处理后的出水基本能达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002) ⅢⅡ 类水质标准.     

生物炭添加对土壤冻融过程中温室气体排放的影响

【目的】研究模拟生物炭添加对土壤冻融过程中二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放的影响,为冻融期土壤温室气体的减排提供参考。【方法】以伊犁河谷典型农田为研究对象,野外采集原状土柱,并在室内模拟不同幅度的冻融过程(+5 ℃、-5 ℃～ +5 ℃和-10 ℃ ～ +10 ℃),探求冻融过程中土壤CO₂、CH₄和N₂O排放对生物炭添加(0、20和40 t/hm²)的响应特征。【结果】与不添加生物炭的处理相比,添加生物炭会使冻融过程中的土壤CO₂排放量提高1.1～1.4倍,但该影响远小于冻融作用对土壤CO₂排放的促进作用(为CK的1.5～3.2倍); 虽然冻融作用未显著(P > 0.05)影响土壤CH₄的累积排放量,但生物炭的添加显著(P < 0.05)促进了45.5%～81.8%的CH₄吸收量; 冻融作用使土壤N₂O的累积排放量提高了1.3～3.0倍,生物炭降低了冻融过程中10.2%～30.9%的土壤N₂O排放量,但在多数情况下这种减小并不显著(P > 0.05)。【结论】模拟生物炭添加会增加土壤冻融过程中CO₂的排放,也会促进CH₄的吸收和N₂O的减排。     

森林土壤温室气体通量对森林管理和全球大气变化的响应

森林土壤是温室气体重要的源和汇。探讨不同森林管理和全球大气变化下土壤温室气体通量特征,为有效减少温室气体排放及森林可持续管理等提供参考。笔者从森林土壤温室气体(forest soil green house gases)、森林管理(forest mangement)和全球大气变化(global atmospheric change)3个关键研究点,查阅近年来相关研究成果,归纳森林管理和全球大气变化下土壤温室气体通量的一般性模式。CO₂、CH₄和N₂O是3种重要温室气体,其通量间存在协同、消长和随机型耦合关系。森林管理如火烧、采伐和造林等显著影响土壤温室气体通量。一般情况下,火烧导致土壤N₂O通量降低,CH₄吸收量增加,CO₂通量因火烧类型、火烧强度、生态系统类型不同出现增加、减低和无影响3种结果; 采伐通常导致土壤CO₂、CH₄和N₂O排放增加; 造林可使土壤CO₂排放减少,对N₂O和CH₄通量的影响随生态系统类型、造林树种等而改变。全球大气变化如CO₂浓度升高、氮沉降和气温升高影响森林土壤温室气体通量。通常,CO₂浓度升高导致土壤CO₂和N₂O排放量增加,CH₄吸收量降低; 氮沉降促进土壤N₂O排放、抑制CH₄吸收。气温升高导致土壤CO₂和N₂O排放增加。森林管理和全球大气变化对土壤温室气体通量的综合影响是非叠加的,有效的森林管理可能改变土壤温室气体通量对全球大气变化的响应。     

稻田捕食性节肢动物食物网的构建

依据稻田捕食性天敌与水稻害虫、中性昆虫的取食营养关系,构建了稻田捕食性节肢动物食物网.提出保护利用天敌,发挥其捕食效能和控害作用,仍将是硎实践与农业可持续性发展战略的一个重要研究领域.     

磁场/光催化强化人工湿地净化生活污水的试验研究

人工湿地已成为广泛运用的污水处理方式,但仍存在效率较低等缺陷,而以人工湿地耦合多种强化工艺已成为近年来的研究热点。分别构建了磁场强化和光催化强化的人工湿地,针对不同进水浓度和水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(24、48、72 h),探究在磁场和光催化强化作用下的人工湿地对污水中TP、PO₄^3--P、NH₄⁺-N和COD_Cr的去除效果。研究结果表明,施加磁场后可促进人工湿地系统对NH₄⁺-N和COD_Cr的去除,当HRT为24～72 h时,磁场强化的人工湿地对NH₄⁺-N和COD_Cr的去除率分别能达到58.77%～96.91%、41.16%～85.42%。光催化作用由于大量自由基的生成,对污水中部分污染物降解效果明显,其对TP的去除率最大能达到59.85%,相比传统的人工湿地去除率提高了27.82%;去除NH     

组合人工湿地系统对养殖废水净化效果的研究

采用垂直流和水平潜流人工湿地构成复合型人工湿地系统,对水产养殖废水进行处理,研究该复合型人工湿地系统对污水中TP、TN、NH_4~+-N和NO_2~--N的去除效果。结果表明:TP的去除率为82.45%至99.79%,平均去除率为92.75%;TN的去除率为74.09%至84.63%,平均去除率为79.33%;NH_4~+-N的去除率为35.27%至99.13%,平均去除率为67.84%;NO_2~--N的去除率为53.62%至75.98%,平均去除率为63.38%。该复合型人工湿地系统对TP去除率优于TN,并对重富营养化水体的净化效果优于异常营养化水体。     

碳源与微生态制剂对水产养殖尾水处理效果

研究碳源和不同浓度芽孢杆菌及光合细菌对养殖尾水的处理效果。结果表明同时添加碳源和芽孢杆菌及光合细菌对总无机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和活性磷酸盐的去除率显著高于对照组(P0.05)。养殖尾水在芽孢杆菌和光合细菌浓度为1 g·m~(-3)和1 m L·m~(-3)情况下处理5 d后,活性磷酸盐、亚硝酸盐氮和氨氮去除率均达85%以上,总无机氮去除率达80%以上。综合本研究中芽孢杆菌及光合细菌不同添加量对养殖尾水处理效果,结合处理成本,建议养殖尾水处理中芽孢杆菌及光合细菌添加量分别为1 g·m~(-3)和1 mL·m~(-3)较为适宜,在此条件下处理5 d后可有效处理尾水中氮磷总量,为养殖尾水处理提供参考。     

不同聚集厚度藻类分解过程对温室气体释放的影响

为了明确富营养化浅水湖泊中不同聚集厚度藻类分解过程对碳、氮和磷的产生及温室气体释放的影响,本研究通过室内模拟的方法,研究了不同聚集厚度（3 cm、5 cm、10 cm、15 cm和20 cm）藻类衰亡分解过程中碳、氮和磷的迁移特征及温室气体产生的规律.结果表明,在藻类衰亡分解过程中,藻聚集厚度20 cm时水体溶解性有机碳（TOC）浓度值最高;同时,随着藻类聚集厚度的增加,各处理组中总氮（TN）、总磷（TP）和铵态氮（NH⁺₄-N）的浓度均表现出先上升后下降的趋势.气态碳以CH₄和CO₂形式排放到大气中,培养结束时,藻聚集厚度20 cm处理组中CH₄和CO₂排放通量最大,分别为58.85 mg·m^-2·h^-1和489.18 mg·m^-2·h^-1;此外,N₂O的排放通量随着藻聚集厚度的增加而增加.实验过程中,水体中NH⁺_...     

椰壳活性炭低温变压吸附天然气中CO2/CH4实验

结合天然气液化储运过程中低温与常规变压吸附（PSA）工艺,提出低温变压吸附净化天然气工艺.用椰壳活性炭对CO₂和CH₄单组份气体进行静态吸附,以及CO₂/CH₄二元混合气体动态模拟吸附分离.利用静态体积法研究-30~25 ℃,1.2~2.5 MPa下CO2和0~4 MPa下CH₄在椰壳活性炭上的吸附行为,椰壳活性炭对两者的吸附量均随温度降低而增大.动态吸附分离实验压力为0.45,0.85,1.85 MPa,随温度或压力的降低,椰壳活性炭对CO₂/CH₄二元混合气体的分离因子不断增大,温度对其影响效果大于压力的影响,且在实验温度范围内CH₄的动态吸附量呈先增大后减小的变化趋势.研究表明,椰壳活性炭对天然气脱碳具有广阔的应用前景.     

不同湿度环境下CH3NH3PbI3薄膜的退化过程

实验分析了在15%、50%和90%RH湿度条件下CH₃NH₃PbI₃薄膜退化过程.通过XRD测量发现不同湿度环境中CH₃NH₃PbI₃薄膜的退化产物为PbI₂,且在90%相对湿度(RH)环境下还观测到了退化中间产物水合物(CH₃NH₃)₄PbI₆·2H₂O.不同湿度环境中CH₃NH₃PbI₃薄膜退化速度不同,湿度越大,退化速度越快.通过载流子动力学的测量发现随着退化时间增长,CH₃NH₃PbI₃薄膜光生载流子数量不断减小.低湿度环境下CH₃NH₃PbI₃薄膜在退化过程中表现出缺陷钝化现象,载流子复合寿命随退化时间呈先上升后下降趋势.而在高湿度条件下,CH₃NH₃PbI₃薄膜出现缺陷增加现象,载流子复合寿命随退化时间呈下降趋势.     

潜流人工湿地对污水厂尾水中有机物去除效果

采用凝胶过滤色谱(GFC)和三维荧光光谱(EEM)分析技术,研究了两种基质水平潜流人工湿地对城镇污水处理厂尾水中有机物的去除特征.结果表明:尾水经过人工湿地系统处理后,水中溶解性有机物(DOM)重均分子质量Mw均有明显降低;进水中表征出四类溶解性有机物,即色氨酸类芳香族蛋白质、溶解性微生物代谢产物、可见类富里酸、紫外类富里酸物质,经过人工湿地净化处理后相对荧光强度均有不同程度的降低;人工湿地对化学性质较为稳定、难以分解、不易被生物利用的类腐殖质有较好的去除效果.陶粒基质湿地水平潜流人工湿地对有机污染物向低碳小分子转化更为彻底,对污水处理厂尾水中有机污染物的去除效果更好.     

板栗园节肢动物群落物种多样性研究

2001-2004 年采用系统调查与随机调查相结合的方法在重庆合川对板栗园节肢动物群落的物种多样性进行了研究.研究中共记录节肢动物12 目63 科136 种,其中鉴定到种的有120 种,占88%;制作了136 个种的名录;分析了节肢动物群落的构成,讨论了主要种的生态和经济意义;此外,分析了板栗园树冠主要类群的季节数量消长动态,整个群落和害虫及天敌亚群落个体数量和Shannon-Wiener 生物多样性指数的季节动态.本研究建立了板栗园节肢动物群落生物多样性的信息框架,对了解板栗园生态系统和板栗园害虫的综合治理具有一定科学和应用价值.     

不同水力条件下人工湿地处理效果中试研究

为了探讨水力停留时间及水力负荷对人工湿地处理效果的影响,构建6种不同类型的人工湿地进行中试研究,分析其在不同水力条件下对农村生活污水的净化效果。结果表明:在相同的水力条件下,垂直流人工湿地对污染物的去除率最高,表面流人工湿地的最低;湿地的最佳水力停留时间为48 h,总氮去除效果最好的是垂直上行人工湿地,去除率为93.02%,总磷、化学需氧量去除效果最好的是垂直下行人工湿地,去除率分别为91.71%、 81.67%,氨氮去除效果最好的是水平潜流人工湿地,去除率为72.73%;除化学需氧量外,各人工湿地处理效果都随水力负荷的增加而劣化;表面流人工湿地的最佳水力负荷为5 cm/d,垂直流与水平潜流人工湿地的最佳水力负荷为15 cm/d;挡板的增设可以延长湿地的水力停留时间,改善处理效果,增设挡板适合的水力负荷范围为15～25 cm/d。     

人工瀑布-湿地联合修复富营养化景观水

通过建立人工瀑布与湿地联合运行工程对景观水进行修复.采用局部循环净化方式,考察该工程对景观水水质的净化与维护效果.结果表明,湿地区域灯心草对氮的吸收及大量微生物的转化作用,使NH⁺₄-N浓度始终不高于0.5 mg/L,TP浓度亦低于瀑布角水和水面落点两样点.各样点C/N值由初始时的6~7升高到12~16,湿地样点C/N值始终保持较高水平.湿地生态系统好氧与厌氧环境的交替可有效去除系统中的氮素.N/P值由初始的30~31下降到3左右.人工瀑布充氧及湿地生态系统的协同调节作用可抑制水体过酸或过碱.进入湿地区后,NH⁺₄-N去除率由3.4%~10.4%增加到24.6%~44.2%,TP去除率由0.5%~25.0%增加到71.0%.植物与微生物的联合净化是去除污染物的有效途径.