我国南方森林土壤氮淋溶的观测与同位素示踪研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 曾明 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 张晓山 |
| 关键词 | 森林土壤 氮淋溶 同位素示踪N测定。 |
| 其他题名 | Monitoring and 15N tracing experiment of nitrogen leaching from forest soils in Southern China |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 随着经济和能源需求的发展，NH3和NOx的排放已经明显影响到了全球氮循环，产生了一系列的生态环境和气候效应，如环境酸化、气候变化及生物多样性变化等。我国的氮排放量和大气氮沉降量持续增加。但是，在高水平大气氮沉降压力下，我国森林系统氮的去向及其生态环境影响并不清楚，尤其在我国南方亚热带森林地区，氮沉降的去向及其对森林水-土酸化的贡献更值得关注。 本文以黔西南雷公山森林小流域为例进行森林土壤氮淋溶的观测并开展了稳定15N同位素标记的示踪实验，研究大气氮沉降对森林土壤氮淋溶的影响。雷公山地处亚热带，远离大城市，是一个具有区域背景代表性的站点。 观测分析揭示了雷公山森林土壤淋溶水的主要离子组成特征和季节变化规律，结果表明土壤淋溶水没有发生酸化，主要离子为Ca2+（均值为398.66μeq/L，占总阳离子当量的85%）和SO42-（均值为253.43μeq/L，占总阴离子当量的68%），其次是Mg2+（均值为54.44μeq/L，占总阳离子当量的11%）和NO3-（均值为106μeq/L，占总阴离子当量的28%）。盐基离子淋溶主要由Ca2+的淋溶决定。随着淋溶水向下运动，Ca2+、Mg2+和SO42-的浓度增大，在山坡的下部达到最大。但在不同坡位上淋溶水中NO3-浓度差别不大，可能说明氮沉降及土壤氮过程并未导致明显的氮积累，或者说土壤基本上处于氮限制状态。总体趋势上盐基离子和SO42-浓度月变化与水量变化呈负相关，但是在某些时段内两者的相关性并不明显，可能还受土壤等其他因素影响。NO3-浓度秋冬季节高于春夏季节，受土壤生物活动变化和水量变化共同控制。 对开放的土壤样方进行以稳定15N同位素标记的示踪实验，研究了不同形式15N标记氮加入土壤后的淋溶情况。结果表明，加入的15N标记的氮越多，其淋溶量越大，但是所有处理标记氮的淋溶率不高，在1%左右。可能说明雷公山森林土壤系统基本处于氮限制状态，大气氮沉降的酸化有效性很低。对于15N标记氮加入量相同的处理，15N标记淋溶量的月变化也不尽相同，说明现实条件下，氮在土壤中转化和迁移过程的复杂性。 本文还开发一个测定水体铵态和硝态氮δ15N的前处理方法，使水样氮的δ15N测定更为方便和可靠。方法包括三个步骤：1、离子交换法富集水中铵态和硝态氮；2、蒸馏法进一步提纯铵态氮和硝态氮；3、阳离子树脂萃取蒸馏得到的铵态氮，并将树脂干燥后送入元素分析仪串联质谱（EA-IRMS）测定δ15N。用这套方法处理NH4Cl和KNO3配制的人工模拟水样和野外采集的天然水体，发现δ15N-NH4+和δ15N-NO3-测定的准确性和重复性都很好，人工模拟水样δ15N-NH4+的测定值和标准值相差0.560‰，δ15N-NO3-的测定值和标准值相差0.341‰，所有水样重复的标准偏差在0.008-0.384‰之间。这个方法需要的水样体积较少，水样处理速度较快，离子交换后水样中的铵态和硝态氮可以长期保存，适合野外水体采样和δ15 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-08-18 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/646]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_大气环境科学实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 曾明. 我国南方森林土壤氮淋溶的观测与同位素示踪研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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