大气C02浓度升高对稻田土壤溶液中阴离子浓度的影响

利用中国稻/麦轮作FACE(Free-Air Carbon Dioxide Enrichment)试验平台,研究了 大气CO2浓度升高对稻季各生育期耕层土壤溶液中Cl-、CO2-3、HCO-3、SO2-4、NO-3和溶解无机磷(DIP)等阴离子浓度的影响,探讨了稻田生态系统土壤元素地球化学循环对大气CO2浓度升高的响应.结果表明:大气CO2浓度升高降低了土壤溶液SO2-4浓度,提高了HCO-3浓度,与5 cm处相比,其在15 cm处的影响程度更大;大气CO2浓度升高有增加土壤溶液NO-3和溶解无机磷(DIP)的趋势;对CO2-3和Cl-未表现出明显的规律性影响.文章还分析了大气CO2浓度升高对土壤溶液阴离子浓度产生影响的可能机理.     

大气CO2浓度升高对稻田土壤氮素的影响

利用中国稻/麦轮作FACE(Free-Air Carbon-Dioxide Enrichment)试验平台,研究大气CO2浓度升高200μmol·mol-1(周围大气中CO2浓度约370 μmol·mol-1)对稻季各生育期不同深度土壤溶液NH+4-N和NO-3-N浓度的影响.结果表明:高CO2浓度条件下耕层土壤溶液NH+4-N浓度在水稻生育前期有所增加,但在生育后期明显下降;大气CO2浓度升高增加了稻季5、15、30、60和90 cm处土壤溶液NO-3-N浓度,分别比对照平均提高了46.5%、36.8%、23.3%、103.7%和42.7%,在60和90 cm处差异分别达到统计上的极显著和显著水平.     

海水中主要无机阴离子对针铁矿吸附镉的影响

采用人工合成针铁矿作为吸附剂,通过序批式试验,研究了pH值以及海水中主要无机阴离子Cl-、SO42-卜、NO3-和HCO3-对Cd吸附的影响.结果表明:随pH值升高,针铁矿对Cd的吸附量显著增加;Cl-、SO42-和NO3-在pH8时抑制针铁矿对Cd的吸附;Cl-和SO42-在低pH值条件下促进Cd的吸附;HCO3-在pH 4～10范围内促进Cd吸附;pH8时,SO42-与Cd加入顺序的不同对吸附结果具有显著影响,先加入Cd时,Cd的吸附量明显大于先加入SO42-和Cd-、SO42-同时加入时Cd的吸附量.     

大气CO2浓度升高对稻田土壤氮素的影响

利用中国稻/麦轮作FACE(Free-Air Carbon=Dioxide Enrichment)试验平台,研究大气CO₂浓度升高200 μmol·mol^-1(周围大气中CO₂浓度约370 μmol·mol^-1)对稻季各生育期不同深度土壤溶液NH₄⁺-N和NO₃^--N浓度的影响.结果表明：高CO2浓度条件下耕层土壤溶液NH₄⁺-N浓度在水稻生育前期有所增加,但在生育后期明显下降;大气CO₂浓度升高增加了稻季5、15、30、60和90 cm处土壤溶液NO₃^--N浓度,分别比对照平均提高了46.5%、36.8%、23.3%、103.7%和42.7%,在60和90 cm处差异分别达到统计上的极显著和显著水平.     

寒温带流域硅酸盐岩的风化特征——以嫩江为例

测定了嫩江水系河水主要离子组成(Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO3-、SO42-、Cl-),分析了不同类型岩石风化、大气降水、人为输入对河水溶解质的相对贡献,并对整个流域以及各子流域的岩石风化速率和CO2消耗速率进行了估算.结果表明,嫩江水系河水呈弱碱性,pH平均值为7.5;阳离子以Ca2+为主,约占阳离子总量的50％;阴离子以HCO3-为主,约占阴离子总量的85％.河水中的阳离子主要来源于硅酸盐岩风化(约38％)和碳酸盐岩风化(约32％),其余来源于蒸发岩溶解(约25％)和人类活动(约5％)以及大气降水输入(＜1％).嫩江流域硅酸盐岩风化速率约为1.37 t· km-2·a-1(TDS硅酸盐岩),硅酸盐岩风化对大气CO2的消耗速率约为40.1×103 mol·km-2·a-1.     

碱性土壤盐化过程中阴离子对土壤中镉有效态和植物吸收镉的影响

镉是土壤环境中对土壤质量有着极其重要影响的污染物之一,低含量下就能对人体和动物产生危害.镉在土壤中的有效态既决定了它的生物有效性及对环境的危害程度,又是人们对受污染土壤进行治理和修复的基础.作为盐化土壤中的典型组分,无机盐不可避免对镉的有效态及生物有效性等地球化学行为产生明显影响.研究了碱性土壤盐化过程中无机盐阴离子对土壤中镉有效态和植物吸收镉影响.研究方法为:以钠盐为例,实验研究了碱性土壤盐化过程中无机盐阴离子对土壤中镉有效态的影响;通过油菜种植试验,分析了无机盐阴离子对土壤中镉生物有效性的影响.研究结果表明,土壤盐化过程中,土壤溶液中Cl-浓度较低时,土壤中镉的有效态含量随Cl-浓度增加而增大,但当土壤中Cl-/Cd的比值大于100∶1时,土壤中镉的有效态含量达到最大值.土壤溶液中SO42-含量对土壤中镉有效态含量的影响不明显;随着土壤溶液中HCO3-含量的增加,土壤中镉的有效态含量明显减少.由于Cl-、SO42-是土壤溶液中的主要成分,随着盐度的增加,镉的有效态含量增加.油菜种植试验显示,当土壤中Cl-的含量增加时,土壤中镉的有效态含量增加,有利于植物对镉的吸收,因此油菜中镉的含量随土壤中Cl-的含量增加而增加,但当土壤有效态含量超过2 mg/kg后,油菜吸收镉已经达到最大.随着土壤溶液中SO42-浓度的增加,油菜中镉含量基本不变;土壤溶液中HCO3-的含量增加,植物中镉的含量随土壤中HCO3-含量增加而减少.这些特征与土壤镉有效态变化相吻合.通过各种措施控制土壤盐度和调节阴离子类型和含量,有利于降低土壤中镉的有效态含量,减轻镉的活化;农业生产中适当调整无机肥料的种类,可以减少农作物对镉的吸收.     

成都市冬季不同粒径大气颗粒物水溶性无机离子的变化特征

利用Anderson冲击式分级采样器,在2010年冬季采集了成都市城东区不同粒径的大气颗粒物样品,分析了9种水溶性离子(SO42-、NO3-、Cl-、F-、NH4+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+)的含量,并探讨其分布变化特征.SO42-、NO3-、NH4+、Cl-、K+、Na+等离子主要集中在粒径为3.3～0.65μm的细颗粒物中,而Ca2+、Mg2+则集中在粒径为11 ～4.7μm的粗颗粒物中.SO42-、NO3-、NH4+、Ca2+是主要的无机离子;在不同天气条件下,5O42-、NO3-的质量浓度按雾天、阴天、雨天递减,且雾天较阴天高2.5倍左右,较雨天高5倍左右,而其他离子也高出2倍左右;在不同粒径颗粒物中[NO3-]/[SO42-]比值均较小(＜1),说明成都市目前仍然以固定(燃煤)污染源为主,移动污染源(汽车尾气)的影响正逐步增强.     

中度嗜盐或耐盐放线菌生长对阴离子选择性研究*

长期以来Cl^-被作为主要阴离子来分离和培养中度嗜盐放线菌,但是盐湖中还含有NO3^-、SO4^2-、CO3^2-和HCO3^-等阴离子。培养基中只加入含有Cl^-的盐,不能完全模拟出自然界的环境,因此对中度嗜盐或耐盐放线菌的研究会有一定的限制。实验通过研究部分中度嗜盐或耐盐放线菌菌株生长对阴离子的选择影响,结果发现中度嗜盐或耐盐放线菌对部分阴离子如NO3^-和SO4^2-没有太大的选择性,Cl^-可以被NO3^-和SO4^2-所代替;但有些阴离子如CO3^2-和HCO3^-仅对拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)影响较小,对盐碱环境中的其他属的放线菌,如普氏菌属(Prauserella)、链单孢菌属(Streptomonospora)、糖单孢菌属(Saccharomonospora)等影响较大。     

付里埃变换红外测定有不同阴离子结合和通过时膜带Ⅲ蛋白的构象变化

用付里埃变换红外（FTIR）技术研究了不同阴离子结合和通过时,脂蛋白体膜带血蛋白二级结构的变化．发现：有Cl-、NO3、SO42-结合和通过时,膜带血蛋白α螺旋均为升高趋势,其中Cl-结合和通过时,带Ⅲ蛋白α螺旋增加较少;NO3-、SO4-结合和通过时,带Ⅲ蛋白α螺旋增加较多．阴离子结合和通过时,带Ⅲ蛋白α螺旋的增加可能与带Ⅲ所形成的阴离子通道扩张有关,扩张程度的大小主要取决于阴离子的体积,基本不受其所带电荷量的影响．     

大气CO2浓度增高对麦田土壤硝化和反硝化细菌的影响

硝化和反硝化细菌是土壤中与氮转化有关的微生物菌群 ,大气CO2 浓度升高可能对它们的数量产生影响。位于中国无锡的稻 麦轮作农田生态系统FACE平台 2 0 0 1年 6月开始运行。本试验在 2 0 0 3年小麦生长季研究了土壤 (0～ 5cm和 5～ 10cm土层 )中硝化和反硝化细菌在大气CO2 浓度升高条件下的变化。试验采用最大可能法 (MPN)计这两种微生物菌群的数量。结果表明 ,0～ 5cm土层硝化菌数拔节期和成熟期FACE低于对照 ,而孕穗期FACE高于对照 ,5～ 10cm土层硝化菌数越冬期与成熟期FACE低于对照 ,大气CO2 浓度升高使得麦田土壤硝化细菌数目减少。 0～ 5cm土层各个生长期反硝化菌数FACE与对照均没有明显差异 ,5～ 10cm土层反硝化菌数拔节期FACE低于对照 ,大气CO2 浓度升高对麦田土壤反硝化菌的影响不大。     

不同CO2浓度下培养的蛋白核小球藻细胞结构的变化

大气 CO2 浓度升高已成为全球关注的一大热点问题 ,CO2 浓度升高对陆生植物影响已有广泛的研究[1] 。但水生植物由于水体中无机碳主要以CO2 -3 、HCO-3 和 CO2 的形式存在 ,所以对大气 CO2浓度升高的响应较为复杂。已有的有关 CO2 浓度与藻类关系的研究主要侧重于高浓度 CO2 对其生理学特性的影响 ,如 :当单细胞绿藻生活在高浓度 CO2( 5 % )的环境中时 ,细胞对 CO2 的亲和力明显降低 ,CO2 补偿点升高 ,碳酸酐酶的活性降低 ,细胞亚显微结构也伴随着明显变化 [2 ,3 ]。但以上的研究均采用很高的 CO2 浓度 (一般为 5 % ) ,而在现实的…     

大气O_3浓度升高对稻田土壤有效态微量元素的影响

利用中国稻/麦轮作系统O3-FACE(Ozone-Free Air Concentration Enrichment)试验平台,研究大气O3浓度升高(比周围大气高50%)对2009年稻季各生育期不同深度(0-5 cm,5-10 cm和10-15 cm)耕层土壤微量元素有效性的影响。结果表明,大气O3浓度增加对0-15 cm耕层土壤有效性-Fe、Mn、Cu、Zn的提高幅度分别为10.0%、8.1%、5.4%、40.3%,其中对Cu的提高幅度达显著水平;不同土壤有效态微量元素在土壤垂直分布规律不同,土壤有效态Fe、Zn含量随土壤深度增加而降低,土壤有效态Mn含量随深度增加而增加,而土壤有效态Cu含量在不同深度土层中基本稳定;大气O3浓度升高对土壤DTPA提取态Fe的提高幅度随土壤深度的增加而增大,而对土壤DTPA提取态Mn、Cu、Zn的提高幅度均随土壤深度的增加而降低;大气O3浓度升高对0-5cm、5-10cm处土壤DTPA-Cu和0-5cm处Mn含量增加幅度分别为13.2%、8.9%和30.2%,且分别达显著和极显著水平。文章指出大气O3浓度升高会对稻田生态系统土壤微量元素地球化学循环产生重要影响,应针对不同层次土壤有效态微量元素含量情况,从土壤性质和水稻生长两个方面进一步明确其影响机制。     

钙化藻类的钙化过程与大气中CO2浓度变化的关系

大气中CO2浓度升高后,CO2向海水的溶入增加,从而引起海水溶解无机碳各组分的浓度及其比例发生改变,导致海水酸化(pH下降)。此种环境的变化会影响钙化藻类的钙化过程。文章介绍钙化藻类的光合作用和钙化作用之间相互关系的研究进展。     

水华鱼腥藻生长与光合作用对大气CO2浓度升高的响应

 为了探讨大气CO2浓度升高对水华藻类的影响,利用水华鱼腥藻(Anabena flos_aquae)作为实验材料,研究了大气CO2浓度加倍对其生长和光合作用的影响,结果显示大气CO2浓度升高导致水华鱼腥藻的生物量、光饱和光合速率、光合效率和光系统II的光化学效率（Fv/Fm）明显提高,但对暗呼吸速率和光饱和点没有明显影响。CO2加倍条件下藻细胞光合作用对无机碳的亲和力降低,表明其利用HCO-3的能力受到抑制。     

酸雨胁迫下樟树林降水中无机阴离子变化特征

对城市大气降水及城市樟树林穿透水、树干茎流、地表径流中的SO2-4、NO-3、Cl-、NO-2、F-、Br-、PO3-47种水溶性无机阴离子进行了定位测定,Br-、PO3-4未检出;主要的阴离子为SO2-4、NO-3,二者占总阴离子含量比例最大,占到75.6%—89.0%,且在水文学各分量中变异系数均值都很稳定,变动幅度在0.40—0.47;在各分量中SO2-4、NO-3、Cl-、NO-2、F-含量变化较大:大气降水、树干茎流中均为SO2-4NO-3Cl-F-NO-2,穿透水为SO2-4NO-3Cl-NO-2F-,地表径流为NO-3SO2-4Cl-F-NO-2;穿透水SO2-4、NO-3、Cl-、F-、NO-2淋溶系数分别为3.83、2.61、4.18、4.32、16.06,树干茎流SO2-4、NO-3、Cl-、F-、NO-2淋溶系数分别为7.52、3.55、4.29、2.76、3.10,地表径流SO2-4、NO-3、Cl-、F-、NO-2淋溶系数分别为2.60、4.74、5.00、3.01、3.56,表明阴离子在樟树林水文学过程中均表现出不同程度的富集效应;大气降水中PH均值为4.77,SO2-4/NO-3当量比值为1.1,属于硫酸-硝酸混合型酸雨;大气降水SO2-4、NO-3、Cl-、F-与穿透水中SO2-4、NO-3、Cl-、F-对应呈显著性正相关(P0.01),大气降水NO-3与树干茎流NO-3呈显著性正相关(P0.01),地表径流中SO2-4、Cl-与穿透水、树干茎流中SO2-4、Cl-对应呈显著性正相关(P0.01),说明樟树林能够吸附大气中的酸性物,让酸性养分于自身系统内部吸收、迁移、络合,从而起到净化大气的效用;穿透水p H与地表径流NO-3、NO-2呈显著性负相关(P0.01),与地表径流SO2-4呈显著性正相关(P0.05),表明NO-3、NO-2有助于促进地表水的酸化,而SO2-4有利于缓解地表水的酸化;穿透水p H均值5.62,对酸雨起到中和作用,树干茎流p H均值4.61,有被酸化趋势,地表径流p H均值7.19,接近中性。     

海洋酸化与磷浓度变化对龙须菜光合作用和ATPase活性的影响

以大型海藻龙须菜(Gracilaria lemanensis)为实验材料,设置不同CO2浓度(400μL·L–1和1000μL·L–1)和磷浓度(0.5和30μmol·L-1)实验,探讨大气CO2浓度升高对不同磷浓度培养下龙须菜生长、光合作用及ATPase活性的影响.结果显示大气CO2下,磷加富导致龙须菜的相对生长速率...     

大气CO2浓度升高对不同施氮土壤酶活性的影响

利用中国唯一的无锡FACE（Free-air CO2 enrichment,开放式空气CO2浓度升高）平台,研究了大气CO2浓度升高对土壤β-葡糖苷酶、转化酶、脲酶、酸性磷酸酶、-氨基葡糖苷酶的影响。研究发现,不同氮肥处理下大气CO2浓度升高对某些土壤酶活性的影响不同。在低氮施肥处理中,大气CO2浓度升高显著降低-葡糖苷酶活性,但是在高氮施肥处理下,大气CO2浓度升高显著增加β-葡糖苷酶活性。在低氮和常氮施肥处理中大气CO2浓度升高显著增加了土壤脲酶活性,但在高氮水平下影响不显著。在低氮、常氮施肥处理中,大气CO2浓度升高对土壤酸性磷酸酶活性没有影响,而在高氮施肥处理中显著增强了土壤中磷酸酶活性。大气CO2浓度升高对土壤转化酶活性和-氨基葡糖苷酶的活性有增加趋势,但影响不显著。研究还发现,在不同的CO2浓度下,土壤酶活性对不同氮肥处理的响应也不同。在正常CO2浓度下,土壤中β-葡糖苷酶活性随着氮肥施用量的增加而降低,而在大气CO2浓度升高条件下,却随着氮肥施用量的增加而增加。在大气CO2浓度升高条件下,高氮施肥显著增加了转化酶和酸性磷酸酶活性,而在正常CO2浓度下,影响不显著。在大气CO2浓度升高条件下,氮肥处理对脲酶活性的影响不大,但在正常CO2浓度下,脲酶活性随着氮肥施用量的增加而增加。氮肥对β-氨基葡糖苷酶活性的影响不明显。     

北京城乡结合部气溶胶中水溶性离子粒径分布和季节变化

利用离子色谱分析北京市大气气溶胶中的水溶性无机离子,结果表明,北京城乡结合部TSP中水溶性离子的年均浓度为54.97μg.m-3,其中SO42-、NO3-、C a2 、NH4 4种组分占总离子浓度的85%。TSP中总离子浓度冬季最高、夏季最低。K 浓度夏季最高,C a2 和M g2 秋季浓度明显比其他季节高。NH4 和SO42-的浓度变化趋势相似,相关系数为0.97。大气气溶胶中水溶性离子的粒径分布各不相同,F-、M g2 和C a2 呈粗模态分布,NH4 是细模态分布,其余离子呈双模态分布。F-、NH4 、M g2 和C a2 4种离子粒径分布的季节变化不明显,冬季NO3-在细颗粒中的比例最大,春季N a 在粗颗粒中的比例最大,采暖期前后SO42-的粒径分布有明显变化。     

广州市典型森林区酸雨的化学组成、季节变化及其成因探讨

报道了1998年4月至1999年3月广州市典型森林区降雨的化学组成中SO32-,NO3-,Ca2+浓度很高,并具有明显的季节性变化,春夏季酸雨较秋冬季严重.广州地区全年酸雨频率为80%,酸雨量占总降雨量的95%.结合气象资料并通过与其它地区酸雨化学组成的对比分析,认为广州地区酸雨形成机制具有局地冲刷和中远距离传输叠加的双重特征.酸雨中主要离子除来自于工业和交通污染源外(SO42--和NO3-),还受到陆地源尘埃(Ca2+)和海洋源(Na+和Cl-)的影响.广州酸雨中SO42-和NO3-的年沉降率分别为3200 eq/(hm2.a)和570 eq/(hm2.a),远远超过了维持生态平衡的最低临界值(200～300eq/(hm 2.a)),因而已对本地区生态环境构成了威胁.     

茂兰喀斯特地区森林降水分配的水化学特征

于2007年9月—2009年8月对中国西南茂兰喀斯特地区亚热带常绿落叶阔叶混交林大气降水、林冠穿透雨和树干茎流进行观测,分析了各降水分配中的养分离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+、SO42-、NO3-、Cl-)浓度动态变化规律及年养分元素输入量。结果表明:7—9月,林外雨、林冠穿透雨和树干茎流中各养分离子浓度相对较低,12月—翌年2月,各降水分配中各养分离子浓度相对较高;降水通过林冠或树干后,除了Na+浓度无显著变化外,NH4+浓度表现下降趋势,Ca2+、Mg2+、K+、Cl-、NO3-和SO42-均表现增加趋势;林外雨的养分元素输入量顺序为Ca2+SO42--SNH4+-NCl-K+Na+Mg2+NO3--N。在林冠穿透雨+树干茎流中的养分元素输入量顺序为K+Ca2+Cl-SO42--SMg2+NH4+-NNO3--NNa+。与非喀斯特地区相比,林外雨中的各养分离子浓度较低,林冠穿透雨、树干茎流中的K+、Ca2+、Mg2+增加幅度较大。总体来看,独特的立地特征决定了该地区Ca2+、Mg2+的积极参与生态系统养分循环和K+高效循环的特征。