长江口滨岸潮滩沉积物反硝化作用及N_2O的排放和吸收.pdf

长江口滨岸潮滩沉积物反硝化作用及 N_2O 的排放和吸收 【摘要】：近几十年来高强度的人类活动，如化肥的施用和排污，导 致河口地区氮素输入逐年上升， 河口、近海水体快速富营养化是当今 世界面临的一个重大环境问题。河口湿地作为容纳净化陆源污染物、 削减其入海通量的天然屏障， 在控制河口和近海水体营养状况以及全 球氮循环过程中扮演着十分重要的角色。 据估算，河口湿地通常可清 除 10～60％的氮负荷，反硝化反应在其中起到了非常重要的作用。 反硝化是全球氮循环中的关键环节， 是将陆地、 水体生态系统等氮库 中生物可利用态氮转化成惰性气态氮归还到大气圈中的主要途径， 在 保持岩石圈、水圈、生物圈和大气圈氮素平衡中起着极为重要的作用。 缺氧条件下， NO_3~-被还原为 N_2 和 N_2O，因为 N_2 在大气中的 丰富含量， 不会因为氮素的不断输入而导致这个氮汇达到饱和， 反硝 化被认为是去除污水或者富氧环境中氮素的最好手段。 然而 N_2O 是 一种最重要的温室气体， 增温效应显著且在大气层滞留期长， 具有非 常高的增温潜势。 此外 N_2O 的氧化导致了臭氧层的破坏； 在平流层 低部， N_2O 分解产生的 NOx 经化学反应后形成 HNO_X 酸性降水， 同时作为温室气体加剧温室效应。 因此，近年来全球 N_2O 排放和吸 收源汇通量以及其在大气层中浓度的上升受到了广泛关注。 在河口滨 岸地区，海陆交互作用陆源物质在河口地区沉降、堆积，使得河口地 区沉积物成为陆源氮、碳的巨大汇库，同时潮滩植被的生长和埋藏， 使得潮滩湿地成为全球氮、碳库的重要组成。在淤长型潮滩地区，潮 滩的演替、植被生长对沉积物中生源要素的分解、释放、埋藏等生物 地球化学过程有着重要的影响。 河口滨岸湿地这一复杂巨系统内生源 要素的来源、分布、富集、迁移和转化等生物地球化学循环过程已成 为当前河口滨岸环境地球化学等领域的热点问题之一。 本文以国家自 然科学基金重点项目 “长江口滨岸潮滩复杂环境条件下物质循环研 究 ”、国家自然科学基金项目 “长江口潮滩沉积物 —水界面氮的季节性 迁移与反硝化作用 ”、上海市科委和环保局项目 “长江口潮滩环境质量 调控预测模型研究 ”、上海市基础研究重点项目 “长江口潮滩污染物源 汇通量及其生态效应 ”、教育部优秀青年教师资助计划 “长江口滨岸潮 滩氮的界面交换通量与循环机制研究 ”、华东师范大学 2005 年优秀博 士生培养基金等研究课题为依托，在广泛收集国内外相关研究文献、 前人研究成果的基础上，以大量野外采样、现场监测和室内模拟、分 析相结合， 首次在我国河口、 滨岸地区系统开展了潮滩湿地反硝化以 【关键词】：长江口滨岸潮滩反硝化 N_2O 排放和吸收 【学位授予单位】：华东师范大学 【学位级别】：博士 【学位授予年份】：2006 【分类号】：X52 【目录】：表格目录／ Listoftables21-23 插图目录／ Listoffigures23-28 第一章绪论 28-421.1 研究背景和研究意义 28-301.2 全球和河口滨岸 潮 滩 氮