东北典型盐碱湿地碳排放的水深临界阈值及其温度依赖性

1

作者 李姝臻 刘强 +2 位作者 甘罗扬 武海涛 王波 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期159-170,I0015-I0017,共15页

作为全球重要的碳库,湿地在缓解气候变化方面发挥了重要作用。然而在全球变暖背景下,湿地的碳排放(尤其是甲烷(CH_(4))排放)存在高度变异性和不确定性,极大地削弱了湿地碳库功能的发挥。为了探究不同水深梯度下东北盐碱湿地碳排放通量... 作为全球重要的碳库,湿地在缓解气候变化方面发挥了重要作用。然而在全球变暖背景下,湿地的碳排放(尤其是甲烷(CH_(4))排放)存在高度变异性和不确定性,极大地削弱了湿地碳库功能的发挥。为了探究不同水深梯度下东北盐碱湿地碳排放通量的特征,本研究以莫莫格湿地为主要研究区,选取5种代表性植被(芦苇(Phragmites australis)、扁秆藨草(Bolboschoenus planiculmis)、三江藨草(Schoenoplectus nipponicus)、香蒲(Typha orientalis C.Presl)和碱蓬(Suaeda glauca)),布设Marsh Organ中型实验生态系统模拟不同水深生境,揭示CH_(4)和二氧化碳(CO_(2))排放通量变化及其环境影响因子。结果表明,莫莫格湿地-10~50 cm水深范围内5种代表性植被生长季CH_(4)排放通量范围为0.07~86.74 mg/(m^(2)·h),平均值为8.89 mg/(m^(2)·h),其主要环境影响因素为水深、气温和表层10 cm土壤含水量;在研究水深范围内,代表性植被生长季CO_(2)排放通量范围为10.59~1891.08 mg/(m^(2)·h),平均值为450.12 mg/(m^(2)·h),其主要环境影响因素为水深、气温和表层10 cm土壤含水量。不同植被对碳排放的贡献量有所差异,具体来说,芦苇和香蒲的CH_(4)排放通量最高,而藨草的CO_(2)排放通量最高。碳排放随水深变化呈现分段规律,CH_(4)排放随水深变化呈现先增加后减少的趋势,而CO_(2)则呈现相反规律,随水深变化先减小后增加,其水深临界阈值均出现在22 cm处。在不同水深范围内,CO_(2)排放对于水深的敏感性均大于CH_(4),且当水深大于22 cm时,CH_(4)和CO_(2)均呈现出更高的水深敏感性。碳排放在不同水深范围对温度的敏感程度不同,当水深小于22 cm时,CH_(4)和CO_(2)均呈现出更高的温度敏感性,然而当水深大于22 cm时,二者对温度均不敏感。结果表明升温背景下,东北典型盐碱湿地水陆过渡区关键生态系统在不同水深范围内呈现出不对称的响应模式,频繁的水位波动会极大地改变湿地碳排放格局,从而影响到湿地碳功能的稳定发挥。 展开更多

关键词 碳排放 水深 温度依赖性 莫莫格湿地 阈值

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河流水沙运动对微塑料运移过程影响研究进展 被引量：13

2

作者 王薪杰 王一宁 +3 位作者 赵俭 刘晟东 夏星辉 李阳 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期863-877,共15页

对河流中微塑料的分布、微塑料在河流中发生的聚沉、重悬、水平运输和潜流交换等迁移过程进行了归纳总结.由于河流中广泛存在的泥沙会影响微塑料的迁移.本研究剖析了含沙河流中微塑料迁移,包括微塑料与泥沙的聚集和共沉降,沉积物对微塑... 对河流中微塑料的分布、微塑料在河流中发生的聚沉、重悬、水平运输和潜流交换等迁移过程进行了归纳总结.由于河流中广泛存在的泥沙会影响微塑料的迁移.本研究剖析了含沙河流中微塑料迁移,包括微塑料与泥沙的聚集和共沉降,沉积物对微塑料的再悬浮和渗透过程影响,探究了微塑料与泥沙的相互作用机制和影响因素.提出未来含沙河流中微塑料的运移研究应重视开发可靠模型预测微塑料迁移和通量,实验室模拟应考虑生物和水体扰动对老化微塑料传输的影响. 展开更多

关键词 微塑料 纳米塑料 河流 迁移 泥沙 沉积物 影响因素

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白洋淀流域水域空间格局变化及维持机制 被引量：2

3

作者 李苗 周家亮 +5 位作者 杨薇 严登华 刘强 梁丽乔 王烜 李春晖 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第6期1102-1110,共9页

本文基于VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,还原了白洋淀天然入淀径流量(即不受大坝干扰情境),结合实际入淀水量的组成,探究了白洋淀入淀径流量衰减过程、淀区水量维持变化以及流域陆地水储量的响应。研究结果表明:(1)白洋... 本文基于VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,还原了白洋淀天然入淀径流量(即不受大坝干扰情境),结合实际入淀水量的组成,探究了白洋淀入淀径流量衰减过程、淀区水量维持变化以及流域陆地水储量的响应。研究结果表明:(1)白洋淀年均总入淀水量在天然状况下为23.79×10^(8)m^(3),实际仅为8.59×10^(8)m^(3),且总入淀水量呈减少趋势,2000年后流域内外调水成为入淀水量的重要组成部分;(2)模拟天然状况中,上游径流量能够维持淀区耗水量,在实际状况中,1960―1979年径流量基本能满足淀区耗水量需求,1980―1997年淀区出现长时间水量赤字,1998―2016年淀区耗水主要靠上游水库、黄河等流域内外调水补给;(3)白洋淀流域陆地水储量显著下降,西南流域下降趋势大于东北流域。白洋淀流域水资源减少,淀区来水与耗水失衡,且过度依赖人工调配水,增加了白洋淀流域水资源应对未来气候变化的不确定性。尤其在雄安新区建设背景下,实现淀区水生态保护与恢复目标面临更多挑战。 展开更多

关键词 VIC水文模型 河流径流量 陆地水储量变化 雄安新区 白洋淀流域

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施用给水厂残泥对南北方不同类型农田土壤质量的影响 被引量：7

4

作者 赵媛媛 裴元生 +1 位作者 向仁军 成应向 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2016年第10期1497-1505,共9页

为评估WTR（给水厂残泥）在农业区污染控制领域的土地应用风险,从土壤理化性质、土壤养分含量、有机质活性、微生物生长和土壤酶活性等五方面,考察了不同WTR添加量（w为0%、2%、5%、10%）对3个南北方农田（土壤）（常州水稻田、寿光和... 为评估WTR（给水厂残泥）在农业区污染控制领域的土地应用风险,从土壤理化性质、土壤养分含量、有机质活性、微生物生长和土壤酶活性等五方面,考察了不同WTR添加量（w为0%、2%、5%、10%）对3个南北方农田（土壤）（常州水稻田、寿光和天津蔬菜种植区土壤,依次记做常州土壤、寿光土壤和天津土壤）质量的影响.结果表明：1WTR添加后,各土壤中CEC（阳离子交换容量）提高了23.7%-63.9%;添加WTR有利于调节酸性和碱性土壤p H,使之更适合作物生长,随着WTR添加量由0%增至10%,常州土壤p H由5.45升至6.69,寿光和天津土壤p H则分别由7.57、7.88降至7.26、7.64.2添加适量WTR不会造成土壤中P、K、Fe、Al、Ca、Mg、Cu、Mn和Zn等多种有效态元素含量的缺失,特别是在富P（〉50 mg/g）土壤中施加2%-10%的WTR,既能满足植物生长对有效P的需求,又能降低P的淋溶风险.3在施肥和不施肥条件下,WTR添加量≤5%时均能增加土壤w（活性有机质）,促进土壤微生物生长,提高土壤脱氢酶和总磷酸酶活性.由于WTR对有机P底物的强吸附作用,不施肥条件下,WTR添加量达到10%时,土壤总磷酸酶活性降低了55%;而施加有机肥会削弱或抵消这种不利影响,土壤总磷酸酶活性可提高至未添加WTR时的1.7倍.因此,添加适量WTR能有效改善我国南北方不同类型农田土壤质量. 展开更多

关键词 给水厂残泥 土壤质量 理化性质 酶活性 有机质活性

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施用给水厂残泥对土壤中草甘膦降解的影响

5

作者 赵媛媛 裴元生 +1 位作者 向仁军 成应向 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2079-2088,共10页

给水厂残泥(WTR)已被证实为安全废弃物,掺杂WTR能显著增强土壤对有机磷农药草甘膦的吸附容量与稳定性,与此同时,WTR的掺杂可能会进一步影响土壤中草甘膦的降解行为.本研究通过单次与重复施加草甘膦实验,从土壤中草甘膦及其代谢产物的残... 给水厂残泥(WTR)已被证实为安全废弃物,掺杂WTR能显著增强土壤对有机磷农药草甘膦的吸附容量与稳定性,与此同时,WTR的掺杂可能会进一步影响土壤中草甘膦的降解行为.本研究通过单次与重复施加草甘膦实验,从土壤中草甘膦及其代谢产物的残留特征、土壤酶活性和总菌丰度等3个方面,对比分析了WTR掺杂对土壤中草甘膦降解的影响.实验结果表明,单次施加草甘膦条件下,掺杂WTR不会影响草甘膦的降解,反而能降低草甘膦在降解过程中的迁移能力,缓解高浓度草甘膦对土壤磷酸酶和脱氢酶的抑制作用,提高土壤微生物丰度;短时间(21 d)内重复施加草甘膦会导致土壤中草甘膦与AMPA的积累,同时,掺杂WTR,特别是当掺杂量≥5%时,将造成草甘膦积累量进一步增加,但其在WTR土壤具有较高稳定性,二次释放风险小.总体而言,与短时间内频繁使用大量草甘膦的农业区相比,在施用草甘膦时间间隔较长的农业区,掺杂WTR能大大降低草甘膦在降解过程中由土壤向水体迁移的风险. 展开更多

关键词 给水厂残泥 草甘膦 降解 土壤酶活性 微生物丰度

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硼化合物对普通小球藻的急性毒性效应 被引量：5

6

作者 刘欢 陈雪晴 裴元生 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2015年第12期1887-1894,共8页

以普通小球藻（Chlorella vulgaris）为受试生物,采用批量培养法考察了不同质量浓度的硼酸和四硼酸钠对藻细胞生物量、ρ（Chla）、ρ（蛋白质）以及MDA（丙二醛）含量的96 h急性毒性效应,初步探讨了硼化合物对普通小球藻的毒性作用.结... 以普通小球藻（Chlorella vulgaris）为受试生物,采用批量培养法考察了不同质量浓度的硼酸和四硼酸钠对藻细胞生物量、ρ（Chla）、ρ（蛋白质）以及MDA（丙二醛）含量的96 h急性毒性效应,初步探讨了硼化合物对普通小球藻的毒性作用.结果表明：在2种硼化合物胁迫下藻细胞的生长受到抑制,尤其是当ρ（硼）≥40 mg/L时抑制作用极其显著（P〈0.01）;ρ（硼）为0～80 mg/L时,硼酸和四硼酸钠对藻细胞生长的最大抑制率分别为89.42%和86.72%,硼的抑制作用呈明显的剂量-效应关系,并且随暴露时间延长而减弱,96 h时藻细胞恢复生长.硼酸和四硼酸钠对藻细胞的96 h-EC50（半数有效浓度）分别为82.03和71.19 mg/L（以硼计）;与对照组相比,二者对普通小球藻的毒性效应表现为,随着暴露时间的延长,ρ（Chla）降低、ρ（蛋白质）先减后增、MDA含量升高.研究显示,硼化合物对普通小球藻的毒性作用,可能是由于短期内引发藻细胞产生活性氧自由基并造成膜脂质和其他生物大分子的氧化损伤所致. 展开更多

关键词 硼 普通小球藻 急性毒性 叶绿素A 丙二醛

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基于数字滤波法的拒马河基流分割及演变规律研究 被引量：8

7

作者 马晓婧 刘强 +3 位作者 潘继花 张军龙 孙荧杉 袁晓敏 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期659-663,共5页

以大清河流域拒马河为研究对象,基于紫荆关水文站1950-2016年的日径流数据,采用改进退水常数后数字滤波法中的Chapman-Maxwell法,对拒马河径流过程进行基流分割,并对拒马河丰、平、枯年基流变化特征进行分析.结果表明:1)使用改进后退水... 以大清河流域拒马河为研究对象,基于紫荆关水文站1950-2016年的日径流数据,采用改进退水常数后数字滤波法中的Chapman-Maxwell法,对拒马河径流过程进行基流分割,并对拒马河丰、平、枯年基流变化特征进行分析.结果表明:1)使用改进后退水常数(α=0.993)比以往经验所得退水常数(α=0.925)计算的基流量变化特征更稳定;2)基流与径流均呈减小突变,基流突变时间略早于径流突变时间,突变前后基流变化幅度小于径流变化幅度;3)丰、平、枯不同水平年基流对径流的贡献率分别达到35.80%、42.51%、52.20%,丰水年基流贡献率最小,枯水年基流是径流的主要补给源.研究结果可为保障河道生态基流及应对气候变化对河道生态系统的影响提供理论和技术支撑. 展开更多

关键词 基流 退水常数 自动化基流识别法 Chapman-Maxwell法 拒马河

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沂河流域暴雨径流变化特征研究 被引量：1

8

作者 张晓钰 辛怡 +9 位作者 翟钰钰 吕世轩 刘强 张永强 宋进喜 程磊 张国涛 李子君 朱纹君 张军龙 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期194-202,共9页

[目的]探究气候因素驱动下沂河流域暴雨径流的变化规律,阐释流域暴雨径流的影响因素,为深入理解流域水文响应过程和水资源管理提供科学参考。[方法]利用改进后的Lyne-Hollick数字滤波法估算了沂河流域的暴雨径流量,通过水文信号方法与... [目的]探究气候因素驱动下沂河流域暴雨径流的变化规律,阐释流域暴雨径流的影响因素,为深入理解流域水文响应过程和水资源管理提供科学参考。[方法]利用改进后的Lyne-Hollick数字滤波法估算了沂河流域的暴雨径流量,通过水文信号方法与皮尔逊相关系数法,定量分析沂河流域暴雨径流的变化特征及影响因素。[结果](1)1975—2000年,流域年均暴雨径流指数SFI呈缓慢下降趋势(R^(2)=0.37,p<0.01),年际SFI下降率0.048/10 a,暴雨径流占河川径流比重下降;(2)年均暴雨径流量呈波动增加趋势(R^(2)=0.04,p=0.35),于1998年达到研究时段峰值;(3)暴雨径流量年内季节分配差异显著,年内暴雨径流量峰值出现在7—9月,夏季暴雨径流Q_(s(sf))与冬季暴雨径流Q_(w(sf))差异较大,高暴雨径流变化指数Q HV、暴雨径流变差系数C_(V(sf))总体呈上升趋势,低暴雨径流量变化指数Q_(LV)呈下降趋势;(4)1981—2000年,温度与水文信号大致呈负相关关系,与SFI的相关性最为显著(R=-0.60,p<0.01),此外日照时数与太阳辐射量也是影响SFI的主要因素(R分别为0.63,0.57,p<0.01),降雨量分别与年平均暴雨径流量Q m(sf)、95%(95th)径流量分位数Q_(sf95)及99%(99th)径流量分位数Q sf99呈极强的正相关性(R分别为0.87,0.84,0.86,p<0.01)。[结论]沂河流域暴雨径流量呈增加趋势,且具有较大的季节变率,降雨是影响该流域暴雨径流变化的主要因素,未来可利用新方法对流域暴雨径流变化进行多尺度深入解析。 展开更多

关键词 暴雨径流 水文信号 Lyne-Hollick数字滤波法 气候变化 沂河流域

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基于Google Earth Engine的黄土高原植被变化对蒸散发分量影响研究 被引量：3

9

作者 蔡依霏 陈琳舒 +7 位作者 吕世轩 张永强 吴秋生 王锋 宋进喜 程磊 刘强 张军龙 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2023年第9期1649-1658,共10页

本文选取黄土高原为研究区,基于GEE(Google Earth Engine)平台,应用PML_V2(2002―2017年)和NDVI(1990―2020年)数据集,利用线性回归、Mann-Kendall非参数检验,对黄土高原长时间尺度植被变化影响下的蒸散发分量变化过程进行定量分析。结... 本文选取黄土高原为研究区,基于GEE(Google Earth Engine)平台,应用PML_V2(2002―2017年)和NDVI(1990―2020年)数据集,利用线性回归、Mann-Kendall非参数检验,对黄土高原长时间尺度植被变化影响下的蒸散发分量变化过程进行定量分析。结果表明:①1990―2020年黄土高原植被呈显著增加趋势(P<0.05),植被变化总体以基本不变(31.2%)和轻微改善(59.4%)趋势为主,空间上由东南向西北逐渐减小;②2002―2017年黄土高原地区植被蒸腾、冠层截留蒸发呈显著上升趋势(P<0.05),土壤蒸发呈不显著下降趋势(P>0.05);③NDVI的增加导致了土壤蒸发的降低(P<0.05),增加了植被蒸腾和冠层截留蒸发(P<0.05)。本研究有助于更好地定量阐释植被生长过程和季节变化对蒸散发分量的影响,对进一步理解植被变化与流域生态水文过程的互馈关系具有重要参考价值。 展开更多

关键词 黄土高原 植被变化 蒸散发 Google Earth Engine

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洮儿河流域径流事件对降水的响应研究 被引量：2

10

作者 李苗 严思睿 +3 位作者 李姝臻 康银红 刘强 张军龙 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期490-497,共8页

以洮儿河流域为研究对象,选取洮南水文站1960-2016年日径流数据,采用改进退水系数后的ChapmanMaxwell法对流域日径流进行基流分割,并在分离径流事件的基础上,探究径流事件对降水的响应规律.结果表明:洮儿河流域降水、径流与基流均呈现... 以洮儿河流域为研究对象,选取洮南水文站1960-2016年日径流数据,采用改进退水系数后的ChapmanMaxwell法对流域日径流进行基流分割,并在分离径流事件的基础上,探究径流事件对降水的响应规律.结果表明:洮儿河流域降水、径流与基流均呈现下降趋势,且径流、基流与降水均检测到减小突变;基流维持径流过程的连续性,基于日径流序列,共分离出72次径流事件,均由多次降水导致,降水总量显著影响最大径流、最大基流;受土壤含水量和流域储水量等因素影响,径流对降水的响应具有明显的阈值特征.因此,在气候变化、人为干扰等不确定因素影响下,深入理解水文过程动态变化与生态性能指标之间的内在联系,有助于河流生态的保护和恢复.本文研究结果可加深不同流域产流机制和径流对降水响应的理解,为维持河道生态系统健康提供一定理论依据和实践参照. 展开更多

关键词 径流事件 基流 降水 Chapman-Maxwell法 洮儿河流域

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B2O3-SiO2-Na2O缓释材料的合成工艺参数优化及其缓释机理

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作者 黄长兴 崔骏 裴元生 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期653-659,共7页

为优化工艺参数、减少原料损失和控制生产成本,本研究采用单因素法研究不同升温速率、保温时间、熔制温度和起始温度对硼酸盐缓释材料(BCRM)在制备过程中B2O3挥发量和气泡生成情况的影响规律。运用X射线衍射分析、红外光谱和X射线光电... 为优化工艺参数、减少原料损失和控制生产成本,本研究采用单因素法研究不同升温速率、保温时间、熔制温度和起始温度对硼酸盐缓释材料(BCRM)在制备过程中B2O3挥发量和气泡生成情况的影响规律。运用X射线衍射分析、红外光谱和X射线光电子能谱仪表征缓释前后BCRM理化性质变化,通过Korsmeyer-Peppas模型分析BCRM缓释机理。结果表明,在起始温度1050℃、保温时间2h和熔制温度1050℃的最优工艺参数下,B2O3挥发量可降低至1.08%,BCRM澄清透明,无气泡生成,缓释性能良好。此外,温度会影响BCRM的缓释机理,在30和35℃时,释放机理为SuperCaseⅡ转运;在40℃时,释放机制为non-Fickian扩散。但在不同温度下,硼累积释放率均高于95%。 展开更多

关键词 硼酸盐 工艺参数优化 B2O3挥发 缓释机理

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