鄱阳湖生态经济区油菜、小麦、苔藓硫同位素组成特征及环境意义

摘要

鄱阳湖生态经济区位于江西省北部，是我国重要的生态功能保护区和商品粮基地。在努力实现经济发展和生态环境保护协调互促的进程中，大气酸沉降仍然是制约鄱阳湖生态经济区可持续发展的一个重要方面。前人对大气降水δ34S值与硫源的关系做了大量研究，但从植物δ34S值的角度来探讨大气硫源的研究很少。在前人研究基础上，本文以鄱阳湖生态经济区南昌市、九江市、景德镇市、抚州市为主要研究区域，选取旱生油菜、小麦和开阔地的石生苔藓为研究对象，通过分别测定农作物的籽粒、茎、荚（壳）和苔藓的硫同位素值，对鄱阳湖生态经济区油菜、小麦和苔藓的硫同位素组成特征进行了研究，分析三种植物的硫同位素值与空气中SO2浓度的关系，并结合大气降水δ34S值、煤样δ34S值和根际土壤的δ34S值，对鄱阳湖生态经济区大气硫沉降的硫源进行了分析和探讨。初步得到以下几点认识：　　1.鄱阳湖生态经济区油菜籽的硫含量高于油菜荚和油菜茎，但油菜籽的δ34S值则低于油菜荚和油菜茎的δ34S值；小麦作物各部位的硫同位素组成特征与油菜作物基本一致，均表现为籽粒的δ34S值最低。　　2.研究区内石生苔藓的δ34S值均偏正，平均为+4.9‰（+1.9‰~+9.6‰），且大多集中分布在+3.0‰~+7.0‰之间，接近我国北方煤的δ34S值（+3.68‰），说明：（1）鄱阳湖生态经济区大气硫沉降的主要硫源是燃煤等活动产生的人为成因硫；（2）研究区各地除了使用本地煤，还大量使用了我国北方产煤区的煤；（3）在大气环流作用下，来自北方燃煤的远距离传输硫也可能是大气硫沉降的硫源之一。　　3.鄱阳湖生态经济区南昌、抚州两市苔藓δ34S值的取值范围与对应城市大气降水δ34S值的变化区间相差不大，说明可以用石生苔藓的δ34S值替代雨水的δ34S值来指示大气酸沉降的硫源，与前人研究观点一致。在此基础上，用石生苔藓的δ34S值反映大气硫环境，与土壤硫环境对比后发现，苔藓δ34S值远低于油菜根际土壤全硫的δ34S值，而更接近于土壤可溶性硫的δ34S值，说明大气环境相对富集―轻硫‖较多，土壤则富集重硫源更多，且根际土壤中可溶性硫可能主要来源于大气硫沉降。　　4.鄱阳湖生态经济区油菜作物的δ S值与空气中SO2浓度密切相关，其中南昌市油菜作物的δ34S值受大气硫沉降的影响最大；小麦组织各部位δ34S值的变化与废气中SO2排放量的年际变化存在相反的趋势；石生苔藓δ34S值(x)与空气中SO2浓度(y)则存在明显的负相关关系（y=-82.607x+7.6326，R2=0.85）。

目录

声明

1 绪 论

1.1选题依据和研究意义

1.2稳定硫同位素示踪技术简介

1.3国内外酸沉降研究现状

1.4 国内外植物硫同位素组成研究现状

1.5本课题研究工作框架

1.6主要完成工作量

2 研究区概况

2.1自然地理特征

2.2气候条件

2.3社会经济发展概况

3 实验内容与方法

3.1采样点布设与样品采集

3.2样品的预处理

3.3分析仪器与实验用品

3.4样品测试前处理和硫同位素值的测定

3.5实验室数据校正

3.6硫含量计算

3.7实验误差分析和注意事项

3.8数据处理

4 油菜硫同位素组成特征及环境意义

4.1油菜组织各部位的硫含量

4.2油菜组织各部位硫同位素值

4.3油菜组织硫同位素组成特征

4.4 南昌、九江、景德镇三市油菜作物硫同位素值对比

4.5 2012年和2013年油菜组织各部位硫同位素组成对比

4.6小结

5 小麦硫同位素组成特征及环境意义

5.1小麦组织各部位的硫含量

5.2小麦组织各部位的硫同位素比值

5.3小麦组织硫同位素值与SO2排放量的关系初探

5.4小结

6 苔藓硫同位素组成特征及环境意义

6.1苔藓组织的硫同位素值

6.2苔藓组织含硫量、δ34S值与空气中SO2浓度的关系

6.3苔藓组织硫同位素值与大气降水硫同位素值的关系

6.4土壤硫环境与大气硫环境的对比

6.5关于研究区大气硫源的探讨

6.6小结

7 结论

7.1主要的认识

7.2存在的不足

致谢

参考文献