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EI CSTPCD 北大核心 SCI
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摘要:六氟化硫(SF6)是一种增温潜能极高、主要来自人为排放的温室气体,对其大气背景浓度进行长期监测,对于研究全球变化具有重要意义.利用南极中山站区2008年2月~2013年1月近5年SF6浓度的观测资料,对SF6本底浓度变化趋势进行了研究,结果表明:中山站风向为偏东风时大气中SF6浓度较低,风向为偏西风时浓度较高,这主要是受海陆气团差异引起,而局地源风速的影响可忽略不计.大气SF6浓度的变化范围为6.01~7.80 pptv(1 pptv=1×10-12 L/L,下同),平均浓度为6.90±0.40 pptv.SF6浓度呈明显稳定的年增长趋势,年平均增长速率为0.28 pptv a-1,其变化趋势与全球其他观测点较接近,中山站的观测结果可代表南极地区SF6的本底浓度.通过与全球其他观测点大气SF6浓度数据对比,结果显示:南半球大气SF6平均浓度明显低于北半球,北半球是SF6排放的主要源区;而南半球SF6主要来源于北半球大气传输南北半球间大气高度混合,能较好地反映全球大气SF6本底浓度.南极受人类活动影响很小,是研究全球SF6浓度变化趋势的理想区域....
[期刊论文] 陈清清 朱仁斌 徐华
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CSTPCD 北大核心
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摘要:20082009年夏在北极新奥尔松地区(Ny-(A)lesund)不同苔原区域(鸟类保护区、海滩苔原、矿区、人类活动区等)监测CO2、CH4N2O近地面浓度的时空变化并分析其可能的影响因素.2008年7月25日-8月13日2009年7月13-26日,在不同观测区域设置常规非常规采样点采集气体样品共239瓶并妥善保存.实验室内使用气相色谱(GC)测定准确真空瓶中温室气体(CO2、CH4N2O)的浓度.鸟类保护区的日变化中,2008年鸟类保护区CO2N2O日变化浓度均大于2009年约30 ppm25 ppb.2008年海滩苔原CO2浓度均高于2009年约30 ppm;N2O浓度低于2009年11 ppb;2008年鸟类保护区CH4浓度低于2009年,而海滩苔原2008年浓度高于2009年,差值均约为0.7 ppm.这些年际变化可能由环境条件(天气变化等)地表覆盖情况的变化引起.高海鸟活动区(HB) CO2浓度低于海鸟活动较少的区域(MBLB);鸟类保护区CO2浓度低于海滩苔原,N2O浓度高于海滩苔原,主要原因是海鸟活动鸟粪增加了土壤营养元素,影响苔藓植被发育并改变苔原土壤上垫面的覆盖状况.综合不同苔原区域:新奥尔松地区CO2CH4浓度高于ZEP (Zeppelin Station)监测平均浓度,地表向大气输送CO2CH4;而N2O低于ZEP监测的平均浓度,地表从大气吸收N2O.不同区域影响因素不同:鸟类保护区、海滩苔原鸟岛主要是受到海鸟活动影响;矿区主要是受水分土壤基质影响;站区机场受到人类活动影响但并不明显,总的来说直接原因是由于地表覆盖情况以及地形不同引起....
[期刊论文] 陈清清 朱仁斌 丁玮 徐华
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CSTPCD 北大核心
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摘要:北极高纬度地区是全球重要的海鸟活动区,海鸟粪为苔原土壤带来了丰富的养分,影响了苔原碳循环过程,但目前还未见有文献报道海鸟活动对北极苔原CO2通量的影响.2009年夏笔者采用密闭箱法对北极新奥尔松地区(Ny-(A)lesund)鸟类保护区非鸟类活动区苔原的CO2夏季通量日通量进行了对比监测,探讨了海鸟活动对苔原CO2通量的影响.结果表明:鸟类密集区(HB)、鸟类活动较少区(MB)基本无海鸟活动的边缘区(LB) CO2平均净通量(NEE)分别为(- 107.6±19.2)、(21.7±9.7)(67.5±12.4) mg·m-2·h-1;光合速率分别为(- 243.6±25.5)、(-105.5±7.6)(-45.6±12.0)mg· m-2·h-1.HB区NEE光合速率显著高于MBLB区,表明鸟类活动显著增加了苔原生态系统NEE光合速率;而平均呼吸速率为(136.0±16.5)、(127.2±15.6)(113.0±6.8)mg·m-2·h-1,差异不明显,表明海鸟活动对呼吸速率影响较小.非鸟类活动区苔原(海边苔原煤矿区苔原)夏季整体上表现为CO2排放源,平均NEE分别为(6.91±4.8)(17.5 ±41.6) mg·m-2·h-1.综合分析表明:NEE呼吸速率与土壤温度呈正相关.综合3类不同苔原区域23个观测点CO2通量的结果表明:海鸟活动及其粪便增加了苔原土壤养分,从而促进了苔原植被发育,显著增强了北极高纬度地区苔原的碳汇功能....
[期刊论文] 白波 朱仁斌 徐华 刘雅淑
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CSTPCD 北大核心
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摘要:N2O是一种重要的温室气体,土壤是全球N2O的重要排放源.通过测定土壤源N2O中N、O同位素值,可以有效识别N2O的来源途径.本文采集了南极法尔兹半岛两个地点的海豹粪土(HSGS)、阿德雷岛两个地点的企鹅粪土(ABAF)以及东南极的帝企鹅粪土(DQDQT),在室内对所采集的样品分别在有氧厌氧条件下进行冻融培养实验.结果表明:土壤在厌氧条件下比有氧条件下排放了更多的N2O.土壤排放的N2O与当地大气N2O相比普遍贫15N18O.除DQTHS外,δ15Nδ18O在有氧厌氧培养下均呈现很好的正相关性.N2O排放量下降的同时伴随着培养瓶内剩余N2O中δ15Nδ18O值的增加,证实N2O还原为N2的过程会引起重同位素富集.高的水分含量有利于土壤反硝化作用的进行,使释放的N2O气体富集重同位素;pH值也会影响N2O的同位素组成,低pH会引起δ15N值增加....
摘要:海洋动物粪土是南极陆地生态系统养分的重要来源,粪土层细菌群落对南极苔原碳、氮循环过程起重要作用,但目前对南极海洋动物粪土层中细菌群落的变化特征却鲜有报道.本文采集了东南极4个企鹅、海豹粪土剖面样品,通过酶活性、微生物量碳、微生物熵、土壤呼吸、DNA浓度qPCR测定以及16S rDNA-DGGE分析,探讨了粪土层中细菌群落变化特征及其与环境因子的关系.土壤转化酶、脲酶磷酸酶活性、微生物量碳、土壤呼吸、微生物熵qPCR随深度增加而递减,而代谢熵增加,表明随深度增加,微生物生存环境恶劣,造成细菌丰度酶分泌量减小,需更多有机碳进行能量代谢.土壤DNA浓度与pH、含水率、TOC、TN、微生物量碳、土壤呼吸以及酶活性呈高度正相关,表明这些因子对粪土层中细菌种群的丰度有重要影响.DGGE图谱分析证实:东南极海洋动物粪土中含丰富的细菌群落结构,随深度增加泳道带型数量亮度递减,表明细菌多样性丰度递减.聚类分析表明:4个剖面随深度泳道带型差异明显,细菌遗传相似性为46%,企鹅、海豹粪土细菌群落差异性尤为明显;Q因子分析发现4个粪土剖面中,细菌丰度与企鹅、海豹粪的相对含量呈协调一致性变化,且表层5 cm粪土层细菌丰度最高,表明东南极企鹅海豹排泄物对土壤中细菌群落多样性变化起重要作用....
摘要:海洋动物是南极气候变化的“生物指示剂”,其排泄物中丰富的碳(C)氮(N)等营养物质为土壤中温室气体的产生与排放提供了有利条件,企鹅作为一种重要的海洋动物,因此其聚居区成为甲烷(CHh)氧化亚氮(N2O)等温室气体排放的潜在“热点”区域.然而,受企鹅数量遥感资料的限制,区域尺度上企鹅源温室气体排放总量尚缺乏精确估算.以南极维多利亚地难言岛企鹅聚集区为研究对象,基于0.1 m分辨率航拍照片发展了面向像元的RGB颜色模型法(pixel-oriented RGB color model)识别企鹅数量,通过企鹅粪便CH4N2O排放通量、企鹅排便量等数据建立了企鹅源温室气体估算模型.结果显示,航拍照片中企鹅像元在RGB彩色空间模型中的R值(17~104)与其他背景像元(>110)存在显著差异,该差异可以作为将企鹅与背景像元有效分离的理论依据;南极维多利亚地难言岛企鹅总数为19150只,企鹅源CH4N2O排放总量分别约为2752.99 kg....
摘要:北极高纬度地区是全球重要的海鸟活动区,海鸟粪为苔原土壤带来了丰富的养分,影响了苔原碳循环过程,但目前还未见有文献报道海鸟活动对北极苔原CO2通量的影响.20082009年夏笔者采用密闭箱法对北极新奥尔松地区(Ny-(A)lesund)鸟类保护区、海滩苔原、矿区、站区、伦敦岛、王湾洋面以及机场等区域的CO2、 CH4N2O的近地面浓度时空变化进行了对比监测,判断这些区域对大气温室气体源汇的影响,并探讨影响温室气体排放的因素.在鸟类保护区海滩苔原设置了常规观测点非常规观测点来进行时空变化监测.08、09年在鸟类保护区设置鸟类密集区(HB)、鸟类活动较少区(MB)基本无海鸟活动的边缘区(LB)这三类常规采样点进行了日夏季变化监测.09年在鸟类保护区设置HB、MBLB在海滩苔根据水分地表植被的变化设置了SC1、SC2SC3等常规采样点进行了夏季变化监测.鸟类保护区海滩苔原设置非常规采样点以及在冰川、矿区、站区、伦敦岛、王湾洋面以及机场设置采样点进行了空间变化监测.08年与09年日变化测得CO2N2O的近地面浓度值存在很大的差异,主要是受到天气情况地温的影响.HB、MBLB点CO2、CH4N2O浓度变化也存在差异主要受到鸟类活动的影响.09年在鸟类保护区海滩苔原CO2、CH4N2O浓度的夏季变化存在较大的差异主要是受到海鸟活动的影响.CO2CH4浓度略低于全球平均浓度是碳汇.SC1、SC2SC3CO2、CH4N2O浓度变化的差异主要是由水分变化引起的.综合不同苔原区域CO2、CH4N2O的近地面浓度空间变化:新奥尔松地区CO2CH4浓度高于平均浓度是碳源,而N2O低于全球平均浓度是N2O的弱汇.不同区域的影响因素不完全相同:鸟类保护区、海滩苔原鸟岛主要是受到海鸟活动影响增强了北极高纬度地区苔原的碳汇功能.矿区主要是受水分影响促使地表植被发育,影响温室气体排放.另外这些区域还受到人类活动影响.此外分析了气温、地温、土壤温度以及湿度等环境条件与苔原区域CO2、CH4N2O的近地面浓度的相关性,北极新奥尔松区域苔原温室气体排放受到环境条件的影响.
摘要:在南北极地区,由于其极端的气候条件,导致极区动植物资源极度贫瘠,因此微生物在土壤生态系统中占绝对优势,土壤微生物在调节生态系统功能,如碳氮循环过程、温室气体排放中起重要作用。我们对南极乔治王岛菲尔德斯半岛西海岸的海豹聚居地的沉积剖面的理化性质细菌群落特征进行了详细研究,沉积剖面的pH、TC、TN、Cu、Zn、Fe、Mn、Mg、Al、Ba、Sr等理化性质指标随深度变化表现出一致性,总体标可分为3个区域:0~10cm,各项指标较高,且含有较高含水率;10~22cm,在这一深度区间,各项理化性质指标先急速上升,在约14cm处微降,后再度升高,然后急剧下降,曲线呈现一平台;22~32cm,各项指标数值先升高,后略有下降。
摘要:土壤冻融交替是中、高纬度高海拔地区常见的自然现象,主要是由于季节或昼夜温度的变化使得土壤出现反复冻结鄄融化过程。冻融过程不仅改变了土壤的水热条件,而且影响土壤的理化性质微生物活性,导致土壤的生物地球化学过程速率发生变化。冻融区土壤是温室气体的重要排放源,冻融期土壤温室气体的排放量在全年总排放量中占有重要的份额。特别是N2O,冻融期的排放量可占全年排放量的80%以上。全年总排放量相比,冻融期CO2排放量所占的比重不大。冻融交替次数冻融持续时间,都会影响温室气体排放通量的变化。
摘要:南极地区的土壤是在地球上最恶劣的条件下形成的。由于特殊的气候条件导致几乎没有大型植物生长,微生物在土壤生态系统中占绝对优势扮演着重要的角色。土壤微生物生态可较敏锐地反映整个南极生态系统的变化。同时,南极所具有独特的地理及气候特征,造就了极地微生物特殊的生理特征适应机制。因此微生物在南极的生态系统及物质的生物地球化学循环中扮演了重要角色。近年来由于全球气温升高,南极半岛地区土壤生态系统对全球变化十分敏感。环境条件改变会直接或间接地影响土壤微生物群落组成功能,进而影响土壤生态系统功能。土壤微生物群落活性的改变对全球气候变暖有很强的反馈作用。目前对南极土壤中微生物群落的变化特征却鲜有报道。本文采集了法尔兹半岛典型环境类型:考察站附近、湖泊、海洋动物聚居地、普通苔原、冰盖边缘等地方,通过理化性质、生态指标以及16S rDNA-DGGE分子生物学分析,探讨了整个法尔兹半岛典型土壤环境下细菌群落变化特征及其与环境生态因子的关系。
摘要:CH4是一种具有化学活性的重要温室气体,土壤是全球CH4的重要的源汇。通过测定土壤源CH4中C、H同位素值,有助于了解土壤中CH4的产生排放机理。本文采集了东南极阿德雷企鹅粪土(MIGI)、帝企鹅粪土(DQ)、阿德雷鸟成土(AF),在实验室内对所采集的样品进行冻融恒温培养实验。结果表明:除了厌氧恒温培养,新鲜阿德雷企鹅粪MI在有氧恒温、有氧冻融、厌氧冻融培养条件下CH4排放浓度随时间均呈现逐渐增加的趋势。其中MI在厌氧冻融培养下的CH4排放量最高,而在厌氧恒温培养下CH4排放量最低。
摘要:CH4是一种具有化学活性的重要温室气体,土壤是全球CH4的重要的源汇。通过测定土壤源CH4中C、H同位素值,有助于了解土壤中CH4的产生排放机理。本文采集了东南极阿德雷企鹅粪土(MIGI)、帝企鹅粪土(DQ)、阿德雷鸟成土(AF),在实验室内对所采集的样品进行冻融恒温培养实验。结果表明:除了厌氧恒温培养,新鲜阿德雷企鹅粪MI在有氧恒温、有氧冻融、厌氧冻融培养条件下CH4排放浓度随时间均呈现逐渐增加的趋势。其中MI在厌氧冻融培养下的CH4排放量最高,而在厌氧恒温培养下CH4排放量最低。阿德雷企鹅粪MIGI不同,帝企鹅粪DQ在有氧冻融培养下表现出更大的CH4排放浓度,而在厌氧冻融培养下的CH4排放浓度很低。阿德雷鸟成土AF在有氧冻融培养下的δ13C值明显高于厌氧冻融培养下的δ13C值,这说明厌氧培养有利于13C的富集。四种培养条件下,δ13C值与CH4浓度之间均呈现负相关关系,说明δ13C值与CH4的排放浓度有关,且随CH4浓度的增加而减小。除了阿德雷岛鸟成土AF,其它三种企鹅粪土均是在厌氧条件下比有氧条件下排放的CH4的δ13C值高。这种差异在MIDQ两种企鹅粪上表现得尤为明显。
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