大气氮沉降

摘要： 大气氮沉降对草地生态系统结构和功能的影响已成为全球变化生物学研究重点。大气氮沉降导致草地群落物种多样性降低已成为全球普遍现象,但其生物学机制还不清楚,因此有必要系统梳理大气氮沉降对全球不同草地生态系统的研究结果,以便在氮沉降背景下为我国草地生态系统的研究和管理制定科学决策。系统综述了氮沉降降低草地群落物种多样性的可能机制,主要包括资源竞争排斥、群落更新限制、土壤酸化及其离子毒害、养分失衡、氮素本身的毒害、次生胁迫。氮沉降导致草地物种多样性降低是多种机制综合作用的结果,每种机制在不同时空具有不同的相对贡献。同时,与欧洲酸性土壤草地和美国高草草原相比,我国草地土壤类型和植被属性具有明显差异。因此,应根据我国草地生态系统的特征、不同植物功能利用养分策略,从土壤养分变化、根系养分吸收转运、叶片生理过程等方面的整合研究思路,探讨氮沉降影响我国草地群落物种多样性的生物学机制,为我国草地生态系统的科学管理提供理论依据。

摘要： 大气氮沉降可能通过直接和间接途径影响石质文物风化过程,但相关研究明显不足。因此,以乐山大佛周围相似的裸岩和地衣覆盖的岩石为研究对象,对比研究了不同浓度(N0:0 kg hm^(-2)a^(-1);N1:9 kg hm^(-2)a^(-1);N2:18 kg hm^(-2)a^(-1);N3:36 kg hm^(-2) a^(-1);N4:72 kg hm^(-2)a^(-1))的氮添加试验对乐山大佛裸露岩石与地衣覆盖岩石表面细菌群落结构的影响,探讨大气氮沉降对乐山大佛岩石风化的潜在影响。结果表明:(1)裸岩和地衣覆盖岩石表面细菌群落α⁃多样性对氮沉降的响应不同。氮添加处理对裸岩表面细菌α⁃多样性指数(Sobs、Shannon指数)影响不显著,但在不同程度影响到地衣覆盖岩石表面的细菌多样性。其中,N4处理显著降低了细菌α⁃多样性指数(Sobs、Shannon指数),N2和N3处理也显著降低了细菌Sobs指数;(2)主坐标PCoA分析结果证实,不同氮添加处理间的裸岩和地衣覆盖岩石表面的细菌群落物种组成均发生变化。与对照相比,低氮处理(N1—N3)显著改变了裸露岩石表面细菌群落组成,且高氮(N4)处理与低氮处理对细菌群落组成的影响不同(R=0.464;P=0.002);在地衣覆盖的岩石表面,细菌群落在不同氮添加(N0—N4)处理下均发生了明显变化(R=0.822;P=0.001);(3)变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸菌门(Acidobacteria)、WPS⁃2、Patescibacteria和浮霉菌门(Planctomycetes)均是裸岩与地衣覆盖岩石表面在门水平上的优势菌群,但它们在裸岩与地衣覆盖岩石表面随氮添加后的动态并不一致;(4)线性判别和效应量分析分别发现了裸岩和地衣覆盖岩石表面7个和21个在氮添加后的细菌指示类群。由此可见,未来大气氮沉降会对乐山大佛佛体表面细菌群落产生显著影响,地衣覆盖岩石较裸岩表面的细菌群落对未来大气氮沉降更为敏感。研究为未来气候变化条件下的乐山大佛保护提供了数据支持,也为大气氮沉降对亚热带地区红砂岩的原生演替过程研究积累了基础资料。

摘要： 随着经济的快速发展,人类活动排放至大气中的氮持续增长,大气氮沉降已成为继气候变化、二氧化碳浓度升高、土地利用变化之外影响陆地生态系统结构和功能的第四大因素。通过大气沉降到生态系统的氮可作为营养源供植物生长,过量的氮则会产生消极作用。从大气氮沉降的氮素组成及其沉降通量、氮沉降的时空特征和氮沉降对土壤、植物的影响三方面进行综述,总结了大气氮沉降的不同氮素形态及沉降通量,对比了氮干沉降、湿沉降的时空特征,阐述了大气氮沉降对土壤生态系统及植物生长的影响。从现有的研究来看,我国对各地区大气氮沉降情况的监测越来越多,包括农田、城市、森林等,但关于大气氮沉降的影响研究多与水体、森林、草地等相关,对农田生态系统的影响研究报道较少,如对土壤微环境、农作物生长及作物产量、农产品质量的影响等。

摘要： 全球环境变化通过改变凋落物质量和产量、土壤生物以及非生物因子调控森林凋落物分解,从而对森林生态系统物质和能量循环产生重要的影响.就森林凋落物分解对当前我国面临降水格局变化和大气氮沉降增加的响应进行了回顾和系统的分析,发现降水格局改变如降水减少可能降低凋落物质量从而减缓凋落物分解,而氮沉降增加通常提高凋落物质量从而促进凋落物分解(间接效应);降水格局改变通过调节土壤含水量和溶解氧含量进而影响微生物参与的分解过程,或通过改变可溶性组分的淋溶量来影响凋落物分解的物理过程,而氮沉降增加主要通过提高外源氮素的有效性从而促进或抑制微生物参与的分解过程(直接效应).现有研究大多是基于地上凋落物(例如叶凋落物)来理解和量化森林凋落物分解速率与环境因子之间的关系.但目前对降水格局变化及其与大气氮沉降增加的交互作用如何影响森林地上和地下凋落物分解,以及潜在的微生物学机制仍然缺乏统一和清晰的认识.从土壤性质、凋落物质量、微生物群落结构和功能3个方面构建了环境变化对森林地上和地下凋落物分解的概念框架,并进一步阐述未来研究的重点方向:(1)亟需查明地上和地下凋落物分解的驱动机制;(2)探明降水格局变化和氮添加单因子及两因子交互作用对凋落物分解和养分释放的影响及其生物化学调控机理;(3)阐明微生物群落结构和功能对降水格局变化和氮添加单因子及两因子交互的响应机制.以期为深入探讨全球环境变化对森林凋落物分解的影响,以及环境胁迫下森林土壤"碳库"维持机制的解释提供科学依据.

摘要： 为了评估细叶小羽藓体内氮浓度与大气氮沉降之间的关系,确定了中国18个监测点的大气氮沉降量,并将该值与距这些监测点1000 m范围内的细叶小羽藓体内氮浓度进行比较.Spearman相关性分析表明,苔藓总氮浓度与实测的大气干、湿/混合及总氮沉降之间显著相关,而与降水及人口密度之间关系不显著.回归关系分析显示,苔藓总氮浓度与大气氮干、湿/混合沉降之间均呈现显著的线性相关关系,与大气总氮沉降(干+湿/混合)之间显示出更良好的线性相关性.多元线性回归分析显示,大气氮沉降监测点与苔藓采样点之间距离的差异对大气氮干沉降,湿/混合沉降以及总氮沉降与苔藓总氮浓度之间关系的影响都是显著的.我们的数据支持了苔藓监测方法是评价大气氮沉降的有效补充手段,能够以更高的空间分辨率确定大气氮沉降的变化,包括在没有建立大气氮沉降监测网络的国家或地区.

摘要： 为深入了解降水格局改变和氮沉降增加对荒漠草原生态系统碳交换的影响机制,于2017年在宁夏荒漠草原设立了降水量变化(减少50％、减少30％、自然降水量、增加30％以及增加50％)和氮添加(0和5gm-2a-1)的野外试验,研究了2019年生长季(5-10月份)净生态系统碳交换(Net ecosystem carbon exchange,NEE)、生态系统呼吸(Ecosystem respiration,ER)和总生态系统生产力(Gross ecosystem productivity,GEP)的时间动态,分析了三者与植被组成以及土壤属性的关系.NEE、ER和GEP日动态和月动态均呈先增加后降低,NEE在整个生长季表现为净生态系统碳吸收.0和5gm-2a-1氮添加下,减少降水量显著降低了NEE、ER和GEP (P＜0.05),增加30％降水量显著提高了三者(P＜0.05).相同降水量条件下,氮添加不同程度地提高了NEE、ER和GEP,且其效应在增加50％降水量时较为明显.净生态系统碳吸收(-NEE)、ER和GEP与群落生物量、牛枝子(Lespedeza potaninii)以及草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)生物量正相关.三者亦随Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数的增加而增加.本文结果意味着,减少降水量降低了土壤水分和养分有效性、抑制了植物生长,从而降低了生态系统碳交换.适量增加降水量则可能通过提高土壤含水量、刺激土壤酶活性、调节土壤C∶N∶P平衡特征等途径,促进了植物生长和物种多样性,从而提高了生态系统碳汇功能;氮添加亦促进了生态系统碳交换,但其与降水的交互作用尚不明显,需通过长期观测进行深入探讨.

摘要： 森林生态系统土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)转化和碳储量动态对大气氮沉降增加的响应是具有特异性的,取决于土壤初始氮状态、施氮类型、剂量与持续时间.过去相关研究主要集中在无机氮沉降效应方面,对有机氮沉降如何影响温带针阔混交林SOC及其组分含量尚不清楚,鲜有研究关注氮素富集条件下SOC变化的微生物学机制.以长白山温带针阔混交林为研究对象,设置4个尿素添加水平(0、40、80、120 kg·hm–2·a–1,以N计,下同)的原位控制试验.施肥三年后,采集0～10 cm矿质层土壤样品,测定土壤不同形态氮含量、土壤团聚体比例和不同粒径SOC含量;利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术测定土壤微生物不同种群相对丰度与群落结构,探讨SOC含量变化与微生物群落变化之间的相关关系.结果表明,施氮三年显著增加了土壤NO3-N-、DON和TN含量,土壤酸化明显.施氮虽然未显著增加表层土壤总SOC含量,但是显著增加活性SOC组分(颗粒态有机碳和团聚体结合态有机碳)含量,增幅介于27.5％～96.3％,导致SOC组分发生累积的大气氮沉降临界负荷为80 kg·hm–2·a–1以N计下同.SOC含量的变化(ΔSOC)与团聚体结合态有机碳、颗粒态有机碳含量的变化正相关.除好氧细菌丰度外,施氮总体上未改变微生物种群丰度,但是显著改变了微生物的群落结构,革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌(G+/G–)丰度比例增加而好氧/厌氧细菌(A/AN)丰度比例下降.有机氮富集倾向于促进温带针阔混交林土壤团聚体的形成,局域产生厌氧微环境,好氧/厌氧细菌(A/AN)丰度比例下降.活性SOC组分含量、土壤团聚体百分比和微生物PLFA丰度之间显著相关,暗示微生物群落结构与SOC积累和稳定之间关系密切.上述研究结果表明,氮素富集会改变温带针阔混交林土壤微生物群落结构,进而导致土壤碳积累.

摘要： 以三峡库区消落带落干期土壤为研究对象,采用室内模拟培养的方法,探讨了大气氮沉降通量及其组成对土壤呼吸的影响.结果表明,土壤呼吸速率对氮添加的响应为短期效应.1倍当前大气氮沉降添加下,无机氮和有机氮对土壤累积CO2释放分别表现为无影响和抑制作用.除NH4+-N在2倍氮沉降添加下表现为抑制作用外,2、3倍氮沉降添加均促进了土壤累积CO2释放.与硝态氮相比,2、3倍氮沉降添加的铵态氮对土壤累积CO2释放具有抑制作用.

摘要： 大气氮(N)沉降增加加速了土壤N循环,引起微生物生物量碳(C):N:磷(P)生态化学计量关系失衡、植物种丧失和生态系统服务功能降低等问题.开展N添加下植物群落组成与微生物生物量生态化学计量特征关系的研究,可为深入了解N沉降增加引起植物多样性降低的机理提供新思路.该文以宁夏荒漠草原为研究对象,探讨了N添加下植物生物量和群落多样性的变化趋势,分析了微生物生物量C∶N∶P生态化学计量特征独立及其与其他土壤因子共同对植物群落组成的影响.结果 表明:N添加下猪毛菜(Salsola collina)生物量呈显著增加趋势,牛枝子(Lespedeza potaninii)生物量呈逐渐降低趋势,其他植物种生物量亦呈降低趋势但未达到显著水平;沿N添加梯度,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Patrick丰富度指数均呈先略有增加后逐渐降低的趋势;N添加提高了微生物生物量N含量和N∶P,降低了微生物生物量C:N;植物群落组成与微生物生物量N含量、微生物生物量C∶N、微生物生物量N∶P、土壤NO3--N浓度、土壤N-H4+-N浓度以及土壤全P含量有较强的相关关系;微生物生物量C∶N∶P生态化学计量特征对植物种群生物量和群落多样性变化的独立解释力较弱,但却与其他土壤因子共同解释了较大变差,意味着N添加下微生物生物量C∶N∶P生态化学计量特征对植物群落组成的影响与其他土壤因子高度相关.

摘要： 近几十年来,人类的生产生活向大气中排放了大量的含氮化合物,从而极大的改变了氮素的自然循环,引起了一系列的环境问题,而大气氮沉降的仪器监测十分复杂且昂贵,因此发展简单易行的生物监测法去识别大气氮沉降源、评估大气氮沉降水平就显得尤为重要.笔者选取了市区普遍存在的维管束植物为研究对象，大量收集了贵阳市中（从市区到农村）的樟树和松树，系统性的研究了维管束植物樟树和松树叶组织氮含量、游离氨基酸含量和总氮同位素、游离氨基酸氮同位素对大气氮沉降的响应。

摘要： 全球活性氮的释放和大气氮沉降在最近几十年显著增强,中国加剧的氮沉降(近30年由13.2增加到21.1kg N ha–1year-1)主要来自于快速增长的能源消耗(机动车和燃煤)和农业、畜牧业发展(化肥、家畜)等.大气氮沉降主要包括气态、气溶胶及降水中的各种化合物,如氮氧化物、氨、硝酸盐和有机氮等.大气氮沉降是生态系统最重要的氮源之一,而大量的可利用活性氮使得水体系统富营养化以及陆地生态系统氮饱和,造成生物多样化的消逝,森林和土壤系统酸化等后果.植物叶片游离氨基酸(FAA)作为植物体内重要且广泛存在的含氮物质，是植物氮代谢的初级产物；氨基酸合成酶或转氨酶直接利用还原性氨与酮酸化合物结合生成各种氨基酸。本研究采用高效液相色谱(HPLC)和GC-C-IRMS仪器分别测定植物叶片中的游离氨基酸含量和氨基酸δ15N值。HPLC法测定各氨基酸保留时间和峰面积RSD%平均分别为0.14%和2.99%；在4.5～450μmol/L的范围内具有良好的线性关系，相关系数为0.9991～0.9999；氨基酸样品加标回收率基本在90%以上，平均为94%。GC/C/IRMS测得的氮同位素值精度在0.3‰和0.8‰之间,平均精度为0.5‰，并在0.3到4.5nmol范围内氨基酸标准的氮同位素测定值保持稳定。结合优化的固相萃取实验方法提取植物组织中的游离氨基酸，对不同类型的实验样品都能很好地纯化和富集，在良好的精确度和准确度内，能满足色谱柱对样品的洁净度和检测器的灵敏度要求。

摘要： 本研究于2005年6月-2006年5月在南京郊区进行了大气、气溶胶和雨水样本的收集,同步进行了近地面气象观测。在实验室分析大气氮化物NOx、NH3和有机氮浓度、总悬浮颗粒物(TSP)中硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和有机氕浓度、雨水中NO-3、NO-2、NH+4离子和有机氮浓度,利用气象资料和大叶阻力相似模型计算大气氮化物的干沉降速度,进而定量估算大气氮沉降通量。结果表明：全年大气氮沉降总量为10.99gN/m2.其中干沉降为4.38gN/m2,占总沉降量的39.9％；湿沉降为6.60gN/m2,占总沉降量的60.1％。无机沉降为5.05gN/m2,占总沉降量的46.0％；有机沉降为5.94gN/m2,占总沉降量的54.0％。

摘要： 本发明涉及一种水面大气干沉降氮样品采集器，由两个分别附以阴、阳膜的内、外层锥形网叠放而成。外层阴膜用于阻隔样品和水体的阳离子及有机物，内层阳膜用于阻隔水体和样品阴离子及有机物；锥形不锈钢网下端通过尼龙绳连接铁锚，用于采集器水下固定；锥形不锈钢网上端口装设浮漂，实现采样器长期漂浮在水面上；浮漂在内、外层锥形网之间开设有铵离子采样口，用于采集两阴、阳膜锥形网之间的水样；锥形不锈钢网上面通过塑钢立柱连接挡板，用于防止采样器之外的水进入采样器内。本发明直接置于水面上，所采样品反映了当时当地的环境条件（气温、气压、空气湿度、空气稳定度、风速、水温、水动力条件、大气与水界面条件等等），样品具有较强的代表性和可靠性。

摘要： 本发明涉及生态环境工程技术领域，尤其涉及一种氮沉降模拟装置和潮间带氮沉降模拟系统及其方法。该氮沉降模拟装置包括调配箱、沉降箱、生长池和压力泵；调配箱与沉降箱连通，且调配箱用于提供液体至沉降箱内；沉降箱的底板密布有降雨孔，压力泵与沉降箱连通；压力泵用于提供压力至沉降箱内，以使沉降箱内的液体通过降雨孔降落在生长池内。所述潮间带氮沉降模拟系统包括氮沉降模拟装置和海水调配池。所述潮间带氮沉降模拟系统应用所述潮间带氮沉降模拟方法。本发明的目的在于提供氮沉降模拟装置和潮间带氮沉降模拟系统及其方法，以解决现有技术中存在的模拟实验依赖于人工操作、劳动量大，还容易造成模拟结果的随意性和不准确性的技术问题。

摘要： 本发明涉及一种大气沉降收集装置，至少包括固定支架以及集尘装置和集液装置，大气沉降收集装置还包括第一数据处理模块、转动装置以及被配置在集尘装置和/或集液装置的运动空间中作往返运动的平衡件，转动装置能够响应于在检测到大气沉降收集装置所受到的风力不小于大气沉降收集装置的当前重量信息的第一时刻，根据确定的第一转动策略或第二转动策略，以辅助大气沉降收集装置减小其风载荷阻力的方式驱动集尘装置与集液装置一起相对固定支架转动，并使得平衡件以至少部分抵消大气沉降收集装置负载不平衡的方式沿运动空间移动，其中，第一转动策略与第二转动策略用于将风力风向信息对集尘装置造成的二次起尘影响最大程度地降低。

摘要： 本发明涉及一种水面大气干沉降氮样品采集器，由两个分别附以阴、阳膜的内、外层锥形网叠放而成。外层阴膜用于阻隔样品和水体的阳离子及有机物，内层阳膜用于阻隔水体和样品阴离子及有机物；锥形不锈钢网下端通过尼龙绳连接铁锚，用于采集器水下固定；锥形不锈钢网上端口装设浮漂，实现采样器长期漂浮在水面上；浮漂在内、外层锥形网之间开设有铵离子采样口，用于采集两阴、阳膜锥形网之间的水样；锥形不锈钢网上面通过塑钢立柱连接挡板，用于防止采样器之外的水进入采样器内。本发明直接置于水面上，所采样品反映了当时当地的环境条件（气温、气压、空气湿度、空气稳定度、风速、水温、水动力条件、大气与水界面条件等等），样品具有较强的代表性和可靠性。

摘要： 本发明公开了一种具有无线通信功能的大气氮磷干湿沉降采样系统及其方法，该系统包括若干个现场采样器和一个远程数据处理器，每一个现场采样器包括箱体、雨水感应器、雨量计、翻转盖板、干沉降收集缸、湿沉降收集缸、位置传感器、电机以及控制与传输系统，翻转盖板与电机相连，控制与传输系统分别与雨水感应器、电机、雨量计、位置传感器相连，远程数据处理器与每一个现场采样器通过公共无线数据通讯服务进行数据传输。本发明通过无线通讯方式将采集到的降雨量数据和翻转盖板位置信息由现场采样器传递到远程数据处理器，并可实现基本的远程控制，最大限度地保证了野外复杂环境下大气干湿沉降样品采集和分析的质量。

摘要： 本发明涉及一种水网地区大气氮磷干沉降采集方法及其采集系统，雨水感应器根据降雨与否控制箱体顶部的滑板，在雨天滑板滑动至干沉降接收器上方，由湿沉降接收器收集湿沉降；在非雨天滑板滑动至湿沉降接收器上方，由干沉降接收器收集干沉降，干沉降的收集间隔是每15天收集1次干沉降；每次用去离子水将干沉降收集系统内的物质收集，记录体积后检测样品的NH4+-N、NO3--N、TP等氮磷形态；湿沉降的样品可直接检测。在湿法收集干沉降之前预先加入去离子水和抑菌剂。本发明能同时采集、分析水网地区水域和农田不同生态系统大气氮磷干沉降，结果准确。

摘要： 本发明涉及生态环境工程技术领域，尤其涉及一种氮沉降模拟装置和潮间带氮沉降模拟系统及其方法。该氮沉降模拟装置包括调配箱、沉降箱、生长池和压力泵；调配箱与沉降箱连通，且调配箱用于提供液体至沉降箱内；沉降箱的底板密布有降雨孔，压力泵与沉降箱连通；压力泵用于提供压力至沉降箱内，以使沉降箱内的液体通过降雨孔降落在生长池内。所述潮间带氮沉降模拟系统包括氮沉降模拟装置和海水调配池。所述潮间带氮沉降模拟系统应用所述潮间带氮沉降模拟方法。本发明的目的在于提供氮沉降模拟装置和潮间带氮沉降模拟系统及其方法，以解决现有技术中存在的模拟实验依赖于人工操作、劳动量大，还容易造成模拟结果的随意性和不准确性的技术问题。

摘要： 本实用新型公开了一种具有无线通信功能的大气氮磷干湿沉降采样系统，该系统包括若干个现场采样器和一个远程数据处理器，每一个现场采样器包括箱体、雨水感应器、雨量计、翻转盖板、干沉降收集缸、湿沉降收集缸、位置传感器、电机以及控制与传输系统，翻转盖板与电机相连，控制与传输系统分别与雨水感应器、电机、雨量计、位置传感器相连，远程数据处理器与每一个现场采样器通过公共无线数据通讯服务进行数据传输。本实用新型通过无线通讯方式将采集到的降雨量数据和翻转盖板位置信息由现场采样器传递到远程数据处理器，并可实现基本的远程控制，最大限度地保证了野外复杂环境下大气干湿沉降样品采集和分析的质量。

摘要： 本发明涉及样品采集与检测技术领域，具体而言，涉及一种大气氮沉降样品采集与检测方法。其主要包括：用两个盛有3‑6cm蒸馏水且内径大小为10‑15cm的玻璃集尘缸同时对大气氮总沉降和大气氮湿沉降进行取样，取样后用0.2‑0.5μm的微孔滤膜过滤，再分别用流动分析仪和硫酸钾氧化法检测样品中阴阳离子及总氮浓度，得出大气总沉降量和大气氮湿沉降量，通过差值计算出大气氮干沉降量，其中，用于大气氮总沉降取样的玻璃集尘缸在采样过程中始终敞开，用于大气氮湿沉降取样的玻璃集尘缸在降水之前敞开。上述大气氮样品采集与检测方法操作简单，检测结果较为准确。

摘要： 本发明提供一种基于下垫面替代的大气氮沉降智能收集与在线分析系统，包括：样品收集模块，用于进行干沉降和湿沉降同步分离收集，得到收集液；样品前处理模块，用于对所述收集液进行预处理，以得到待测样品；进样控制与在线分析模块，用于对待测样品进样控制与各组分氮浓度测定；数据分析模块，用于根据样品参数得到氮沉降通量，所述样品参数包括样品体积、各组分氮浓度与样品收集模块的面积。本发明根据模块化和层次化的设计原则，完成了大气氮沉降在线监测与分析系统的各个模块总体设计方案，集成了纯水制备系统、超声波发生器、气象观测和数据采集与传输等装置，实现了无人值守的大气氮沉降在线监测的成套智能化系统。