硝酸盐中氮和氧同位素比值的测定及其地质意义

本文系统总结了硝酸盐中氮和氧同位素组成的测定方法及其地质意义研究现状。基于此,作者指出硝酸盐中氮和氧同位素在地质上的应有前景依赖于两方面：精确灵敏快捷的同位素测定方法及其地质意义的深入开发研究。     

正热电离质谱同时测定硝酸盐中氮和氧同位素组成

初步研究了一种硝酸盐中氮和氧同位素质谱测定的新方法。该法利用石墨的非还原热离子发射特性 ,建立了以测定 Cs2 NO2 + 离子的正热电离质谱测定硝酸盐中氮和氧同位素组成的过程 ,对方法的可行性、特点和存在的问题进行了讨论 ,并对几种测定氮和氧同位素的方法进行了比较。运用正热电离质谱法对几种不同厂家生产的硝酸盐试剂的氮和氧同位素组成进行了测定 ,发现氮和氧同位素组成存在较大的差异     

渤海氮污染的来源结构与污染压力空间分布

近30年渤海环境发生了巨大变化,陆源污染输入是导致渤海环境恶化的主要原因。为研究陆源污染压力强度与海域污染的空间关系,采用层级嵌套的水污染输出分区方法,将环渤海地区划分为23个陆海统筹管理分区,并基于土地利用数据、社会经济统计数据和污染普查等资料,估算出环渤海地区五类社会经济活动的总氮排放量,进而分析各分区单元的陆源污染压力。研究结果表明：① 渤海周边陆域总氮排放量约85万t,农业农村面源污染是氮污染的主要来源,占总排放量的57.4%,工业污染贡献有限,渤海湾沿岸城镇居民生活排放突出;② 23个陆海统筹管理分区之间的污染压力差异巨大,辽东湾、渤海湾和莱州湾周边的分区陆源污染压力大,其它分区的压力相对较低,各分区内陆域污染压力与对应海域污染状况在空间上高度一致;③ 各分区之间污染的来源构成差异显著,渤海湾氮污染的主要来源是居民生活排放,辽东湾工业污染相对突出,莱州湾农业面源污染占比大;④ 渤海周边陆源污染排海压力短期内难以缓解。     

造礁珊瑚碳、氮、硼同位素的海洋酸化指示意义

大气CO2体积分数升高导致的海洋酸化不仅会降低海水pH,还会改变其碳酸盐平衡体系,使得海水中文石饱和度（Ω）降低,相应地会降低珊瑚钙化的速率。已有研究表明：珊瑚骨骼δ13C、δ11B和δ15N具有记录Suess Effect、生物生产力、海水pH值以及营养源的能力;主要表现为：δ11B记录的pH值、δ13C记录的海水无机碳库（DIC）δ13C和生物生产力,以及δ15N记录的陆源物质输送量相结合,可用来指示受季风影响的南海“大陆架碳泵”和近海污染与海洋酸化的联系。目前关于珊瑚对海洋酸化的记录研究仍相对较少,珊瑚碳-氮-硼同位素组合的应用将会加深对于海洋酸化与气候变率和全球碳、氮循环的关系的认识,可能成为揭示海水pH值变化规律性的重要手段。     

青海省湟水河西宁段重金属元素的污染和评价

湟水河是西宁市的重要河流。开展湟水河西宁段沉积物的重金属研究对西宁市的环境保护和生态建设具有重要意义。本次研究对湟水河西宁段表层泥质沉积和河水以及流域内的现代菜地表土和松树苗地表土的重金属含量进行了测定。同时,采用全新世以前的黄土、湟水河一级阶地的砂质沉积给出了西宁市自然状态下的重金属背景值。各类样品的重金属元素含量结果表明:1)自然状态下,Pb为29.5 mg/kg,As为15.6 mg/kg,Hg为0.01 mg/kg,Cd为0.18 mg/kg,Cr为31.1 mg/kg。2)河流表层泥质沉积的重金属含量平均值,Pb为45.2 mg/kg,As为7.8 mg/kg,Hg为0.02 mg/kg,Cd为0.48 mg/kg,Cr为48.8 mg/kg。3)总体上,河流表层泥质沉积、现代菜地表土和松树苗地表土的Cd、Pb、Hg、Cr均比自然状态下的背景值要高。4)湟水河西宁段已出现较明显的重金属污染,应控制Cd等重金属元素向河流中的排放。     

氮、氧、硼同位素的测定及其应用研究

环境问题已成为当今制约经济发展的重要因素之一。近年来 ,随着同位素地球化学的进步 ,人们逐渐重视同位素在环境监测中的作用。硼同位素及硝酸盐氮氧同位素均被用于水污染源的识别和污染示踪研究 ,但其应用深度和广度有赖于同位素测定方法的进步和地球化学意义的开发。硼和 NO3-均是广泛存在于各种水体的微量或痕量成分。不同来源的硼的同位素组成差异明显 ,适合于研究物质起源和污染物示踪。NO3-在水中以离子形式存在 ,其氮同位素因适合于研究硝化和去硝化而成为水体氧化性环境和还原性环境的灵敏指示剂 ,其氧同位素直接反映了硝酸盐的…     

硝酸盐氮氧同位素在不同生态系统中的研究进展

硝酸盐作为氮循环中的重要物质之一,已成为地下水污染的主要形式。硝酸盐的来源分为自然源和人为源。不同来源的硝酸盐具有不同的同位素特征,因此可以利用N、O同位素来识别硝酸盐的来源、迁移和转化。本文通过综述硝酸盐的主要来源及其同位素特征,简要介绍了硝酸盐同位素检测技术的发展历程,影响同位素分馏的相关作用过程;同时简述了硝酸盐同位素在农业、沙漠、森林、城市生态系统中开展的相关研究,概述了研究中存在的问题,并展望了今后的发展方向。     

长江口潮滩有机质来源的C、N稳定同位素示踪

依据长江河口潮滩自然环境特征和受人文活动影响的差异性,沿长江河口南岸潮滩选取了12个典型的监测站位,并分别于洪水季节 (7月份) 和枯水季节 (2月份) 在各监测站位进行了表层 (0~2 cm) 沉积物样品的采集。对表层沉积物有机质中稳定碳、氮同位素进行分析与测试发现,7月份稳定碳同位素值普遍低于2月份的稳定碳同位素值,其变化范围分别为 -29.8‰ ~ -23.7‰和-27.3‰ ~ -25.6‰;7月份和2月份稳定氮同位素分别为1.0‰ ~ 5.5‰和1.7‰~ 7.8‰。研究区域内,稳定碳、氮同位素的地区分布和季节变化特征揭示,有机质中的稳定碳、氮同位素组成不仅受陆源和海源有机质输入量之间消长变化的影响,同时一系列的生物地球化学过程、人为有机质的输入和沉积物粒度与叶绿素对碳、氮同位素组成均存在不同程度的改造作用。此外,利用稳定碳同位素质量平衡混合模型,还对陆源有机质输入量的贡献率进行了初步定量估算。     

树轮稳定氮同位素记录的进展与展望

树轮稳定同位素比率是研究气候变化与环境演变的有效代用资料,耦合分析树轮稳定同位素记录的信息可揭示森林生态系统碳—水—氮时空变化特征及相互作用,反映环境变化对植物特定化合物的生理影响.树轮稳定氮同位素比率(δ15N)与树木生长的环境条件密切相关,其变化可以反映长时间尺度森林生态系统氮循环的动态特征,弥补监测资料的不足.本...     

稳定氮同位素示踪技术在湿地脱氮研究中的应用进展

稳定同位素示踪技术广泛应用于现代环境科学研究中。其中,15^N作为氮循环过程唯一适用的示踪剂,在有关氮循环引发的环境污染问题的研究中发挥了极其重要的作用。湿地脱氮是湿地水质净化功能的重要体现,此过程有助于有效地减少受纳水体的外源氮负荷。在概述稳定氮同位素示踪原理和湿地脱氮过程的基础上,从湿地脱氮驱动机制、关键限制因素分析、脱氮定量研究3方面阐述15^N示踪技术在湿地脱氮研究中的应用,并展望了该技术在湿地脱氮研究中的应用前景。     

格尔木地区沙尘气溶胶硝酸盐含量及来源

沙尘气溶胶中硝酸盐的含量和来源对于全球氮排放估算具有重要意义。为了探讨格尔木沙尘气溶胶中硝酸盐的含量和来源,我们在格尔木2008年沙尘过程多发期1-6月进行了连续观测,并对收集的沙尘气溶胶样品进行了详细的水溶性离子色谱分析。结果显示:沙尘天气的大气总悬浮颗粒物(TSP)平均浓度及NO₃^-平均浓度分别为2 015.94 μg·m^-3和1.8 μg·m^-3,非沙尘天气两者平均浓度分别为274.68 μg·m^-3和0.74 μg·m^-3。观测期间,格尔木NO₃^-浓度和TSP浓度存在明显的季节变化,NO₃^-和TSP浓度变化均为春季>夏季>冬季。TSP与NO₃^-浓度的相关系数为0.67,春季两者相关系数为0.71,且Ca²⁺与NO₃^-浓度显著相关,推测格尔木沙尘气溶胶中NO₃^-离子可能主要来源于干旱区的地表物质。非沙尘天气期间NO₃^-/TSP浓度比值高于沙尘天气,且分布较为分散,表明非沙尘天气NO₃^-浓度受到人为源或气象条件的影响。     

青海河湟谷地气候及干旱变化研究

利用1961—2002青海河湟谷地11个气象台站气温、降水等地面观测资料,对该区气候要素的年代际变化特征及其干旱变化的成因进行了初步分析。结果表明：青海河湟谷地各季节平均气温20世纪90年比60年代偏高了0.4～0.8℃,冬季增温最显著。年平均降水量90年代比60年代偏少17.2 mm。地表蒸发量80~90年代比60~70年增多。90年代青海河湟谷地秋季和春季降水量减少,使得秋季和春季干旱发生的频次增加,导致河谷地区的径流量减少。     

青海湖流域沙柳河下游沉积物中重金属污染风险评价

对青海湖流域沙柳河下游沉积物中As、Cd、Pb、V、Cr、Mn、Ni、Cu和Zn 9种重金属元素的含量进行了分析测定,采用污染系数、富集系数、地累积指数和潜在生态危害指数评估了其污染程度。结果表明：无论在横向还是纵向上,重金属元素含量均低于青海湖土壤背景值;重金属元素污染系数和富集系数均小于2,且大多数样品的值低于1（高于1者多为Cd、Cu、Ni、Zn,且具高值）;地累积指数均为负值（除QB-19中Cd和Cu分别为0.10和0.02）;潜在生态风险因子大多低于30,潜在生态危害指数大多低于70。沙柳河下游沉积物尚未出现重金属污染,具有低的生态风险,但该流域重金属的人为排放确实存在（主要是Cd、Cu、Ni、Zn等）,而且在近代排放更为显著。     

用D、18O同位素确定黑河中游戈壁地区植物水分来源

 于2008年7月在黑河中游临泽县平川镇戈壁地区采集降雨、地下水、土壤和植物茎干样品并进行水分的D、18O同位素测试,分析戈壁地区不同深度土壤水分的来源,确定泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）、红砂（Reaumuria soongorica）等荒漠植物的吸水层位及其对降雨和地下水的依赖程度。研究发现：①土壤剖面0~130 cm深度范围内的土壤水主要接受降雨的补给;130 cm以下,可能接受潜水蒸发补给,或者是前期较大降雨入渗与潜水蒸发补给的叠加;②土壤水的δD、δ18O值与深度呈指数关系;降雨入渗补给会打乱剖面的稳态,土壤水的δD、δ18O同位素组成是现存土壤水和降雨的混合;③泡泡刺和红砂都是利用深度大于185 cm的土壤水,泡泡刺吸水层位比红砂更深,表明荒漠植物的生长主要依赖更为稳定的潜水水源。     

黄水河城市湿地公园的规划设计与生态保护

以可持续发展为基本理论,结合黄水河城市湿地公园规划设计现状,分析了黄水河湿地公园的景观构成、植物配置、生态规划设计等内容,阐述了黄水河城市湿地公园的建设对新郑市生态保护、优化人居环境、促进经济发展等作用,结合我国现阶段城市湿地公园发展现状,加强对城市湿地公园生态规划设计的认识,以期达到对我国城市湿地公园生态设计的了解和把握。     

珠江三角洲环境梯度上葫芦藓中硫、氮含量 和δ13C、δ15N的差异及其环境指示

以华南地区广泛分布的葫芦藓为研究对象,以珠江三角洲环境梯度上的中心城区广州、近郊区肇庆及边缘区怀集3个地理单元作为样品采集地,对样本葫芦藓植物中的硫、氮元素含量和δ13C、δ15N的组成进行了研究。结果表明：葫芦藓植物中硫含量与工业化程度表现出正相关关系,其中硫含量广州、肇庆和怀集依次为2 485.86、1 778.15、1 339.84 mg/kg;葫芦藓氮含量与工业化程度表现出正相关关系,广州、肇庆和怀集依次为 2 106.50mg/kg、2 007.39mg/kg和1 661.88 mg/kg;葫芦藓的C/N值与交通量呈负相关关系,其中C/N值广州为18.377,肇庆18.513,怀集23.905,3地C/N值大小差异揭示了从广州到怀集的环境梯度上,大气氮的主要组份发生了变化,即广州大气中的氮元素来源以工业排放的NOx-N（硝态氮）为主,怀集大气中的氮元素来源以农业排放的NHx-N（铵态氮）为主。     

青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素分布特征

地下水氢氧稳定同位素的组成与空间分布规律可为研究地下水补给及深入认识水循环过程提供重要理论依据。基于青海湖沙柳河流域浅层地下水样品的氢氧稳定同位素数据,通过空间插值法和δD-δ¹⁸O线性关系法,分析了氢氧稳定同位素组成、空间分布特征及地下水补给关系。结果表明：沙柳河流域中下游地区浅层地下水δ¹⁸O与δD值分别为-8.54‰~-6.02‰和-58.6‰~-34.6‰,平均值分别为-6.79‰和-41.8‰;δ¹⁸O值在流域空间上表现为西北、中部高,南北低的特征;流域西北和中部地区地下水主要受降水补给,补给来源单一、蒸发作用强是该区域地下水同位素值较高的原因,降水→地下水→泉水是其主要补给、排泄关系;流域北部、南部地区地下水与降水、河水、泉水等水体水力联系密切,不同补给来源的平滑作用是该区域地下水同位素值较低的原因,其补给、排泄关系主要为降雨→河水→地下水→泉水（或降雨→地下水→泉水→河水）。     

基于ECPS模型的青海湟水国家湿地公园湿地恢复评估

恢复效果评估是湿地恢复工程评价以及湿地后续高效管理和利用的基础。以西宁湟水国家湿地公园为案例区,构建基于生态系统特征-生态系统过程-生态系统服务（E_CPS）的评估体系,筛选与区域自然环境相适应的的评价因子,采用样方调查、野外监测、问卷调查等方法获取评估数据,从时空尺度评价湿地恢复区植被特征、水文过程到生态系统服务变化情况,并对影响湿地恢复的主要过程和因素展开分析和讨论。结果显示,湿地恢复的综合评价指数为41分,湿地恢复效果较好：① 湿地恢复区植物增加了11种,而湿地植被的平均盖度也增加了35.5%,重点监测的三种优势湿地植物（芦苇、小香蒲和篦齿眼子菜）在单位面积上的平均生物量较参照区平均增加30.9%。② 从生态过程指标来看,湿地恢复区TSIp （Total System Interflow of P）指数和FCIp （Finn Cycle Index of P）指数较参照区分别提升了37.2%和26.3%,说明湿地物质交换和循环过程有一定的改善。③ 从生态系统服务指标的变化来看,栖息地、土壤肥力、水质净化、大气调节、休闲娱乐服务分别增加了92.3%,50.9%,98.3%,73.8%和82.6%。④ 从湿地恢复的影响因素来看,湿地水深、水域面积、水温和底泥颗粒粒径大小与湿地植被恢复相关,并进一步影响湿地生态过程恢复和生态系统服务的空间分布。     

Changes of Soil Erosion and Possible Impacts from Ecosystem Recovery in the Three-River Headwaters Region,Qinghai, China from 2000 to 2015

Soil erosion poses a great threat to the sustainability of the ecological environment and the harmonious development of human well-being. The revised universal soil loss equation (RUSLE) was used to quantify soil erosion in the Three-River Headwaters region (TRH), Qinghai, China from 2000 to 2015. The possible effects of an ecosystem restoration project on soil erosion were explored against the background of climatic changes in the study area. The model was validated with on-ground observations and showed a satisfactory performance, with a multiple correlation coefficient of 0.62 from the linear regression between the estimations and observations. The soil erosion modulus in 2010-2015 increased 6.2%, but decreased 1.2% compared with those in the periods of 2000-2005 and 2005-2010, respectively. Based on the method of overlay analysis, the interannual change of the estimated soil erosion was dominated by climate (about 64%), specifically by precipitation, rather than by vegetation coverage (about 34%). Despite some uncertainties in the model and data, this study quantified the relative contribution of ecological restoration under global climatic change; meanwhile the complexity, labor-intensiveness and long-range character of ecological restoration projects have to be recognized. On-ground observations over the long-term, further parameterization, and data inputs with higher quality are necessary and essential for decreasing the uncertainties in the estimations.