天津地区湿地碳循环的同位素示踪研究

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	天津地区湿地碳循环的同位素示踪研究
	陈玲
导师	王中良
	2012
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位名称	硕士
学位专业	环境科学
关键词	碳同位素碳循环湿地来源天津
摘要	湿地碳库是区域生态系统中最重要的碳库之一，因而湿地碳循环是全球碳循环的重要环节。但是在湿地碳循环研究中，传统方法越来越不能满足人们对湿地中碳循环微观机理的了解，而碳同位素方法因其特殊的物源和过程示踪价值成为湿地碳循环研究的重要手段。天津目前湿地面积占全市总面积的20%以上，约占全国湿地总量的3.77%，其湿地资源相当丰富，其中以河流、湖泊、水库和近海滩涂湿地为主，开展天津地区湿地碳循环研究有助于为区域碳循环过程提供基础资料，为表生水土系统中自然过程下的温室气体CO2 的源/汇效应进行初步判定，为水生生态系统富营养化防治和有机污染控制提供科学依据。本文以天津地区几大主要湿地类型（河流、湖泊、水库等）为研究对象，从碳的生物地球化学循环为基本出发点，采用碳同位素物源示踪方法，分析了水体中溶解无机碳、溶解有机质、悬浮颗粒物、表层沉积物和典型植物的碳稳定同位素地球化学特征，并结合水化学特征和C/N 比值等，对天津地区湿地水体的DIC 以及POC 和DOC 的来源及其迁移转化过程进行系统探讨，获得了以下结论和认识： 1）天津地区湿地水体DIC 的主要形式为HCO3-，阴阳离子以Cl-、HCO3-和Na+为主，主离子来源主要为咸/海水以及由其导致的离子交换。本研究区域水体均受到人类活动的影响，其中以工业污染为主，一定程度上受农业污染的影响。水体DIC 含量为87.19mg/L～689.06mg/L，平均287.34mg/L。δ13CDIC 值的分布范围为-12.0‰～0.2‰，均值为-4.2‰。分析认为水体咸化引起的水-气界面充分的CO2 交换和含有机质较高的污水的有机质的强烈分解过程影响了天津地区湿地水体的DIC 来源及其环境过程，二者对水体DIC 的影响程度分别为75%和25%左右。2）典型湿地植被分为挺水植物和浮游植物。挺水植物δ13C 值变化范围为-14.6‰～-30.7‰，均值为-27.1‰；C/N 比值变化范围为5.6～23.1，均值为14.9；浮游植物δ13C 值变化范围为-12.1‰～-29.7‰，均值为-21.3‰；C/N 比值变化范围为5.6～14.8，均值为9.7。本研究区浮游植物可能受水中溶解HCO3-的影响较大。水体水化学特征是当地水生植物生长的控制因素之一。3）表层沉积物碳稳定同位素的变化范围为-22.1‰～-28.4‰，均值-25.0‰；C/N 比值为3.1～33.1，均值9.4。TOC 与TN 的相关性表明在沉积物中氮主要以有机氮的形态存在。表层沉积物受人为活动的影响较为严重，农业施肥和生活污水可能是表层沉积物有机质的主要来源。 4）POC%主要集中在1.19%～30%，均值14.55%；PN%的主要范围为0.09%～6.36%，均值3.09%。C/N 比值为3.6～14.8，均值5.8；SPM 浓度主要为3.41mg/L～123.02mg/L，均值31.45mg/L。POC 浓度为0.15mg/L～20.12mg/L，均值3.32mg/L。δ13CPOC 同位素比值介于-15.8‰～-32.3‰，均值-26.3‰。通过对各测试参数的分析认定，天津地区湿地水体POC 可能是自生的水生植物和藻类以及污水排放共同作用的结果，流域土壤侵蚀对POC 的贡献较小。 5）DOC 含量为1.49mg/L～26.95mg/L，均值10.34mg/L，水体已有富营养化的趋势。δ13CDOC 同位素比值主要分布于-22.4‰～-27.9‰，均值-25.2‰。DOC/POC 比值为6.59，说明有较重的污水输入，同时DOC 含量受地表径流的影响较小，流域土壤侵蚀可能不是DOC 的主要来源。DOC 浓度与水体温度没有明显的相关性，说明水生植物和藻类可能不是天津地区湿地水体DOC 的主要来源。δ13CDOC 和δ13CPOC 值的相关性很弱，重合区域非常小，同时DOC 浓度与δ13CDOC 值不存在相关性，δ13CDOC 值基本上在-25‰的范围内，说明了天津地区湿地水体的DOC 来源比POC 更加单一，可能基本主要由污水输入所控制。
学科领域	环境地球化学
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.gyig.ac.cn/handle/352002/6660
专题	研究生_研究生_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	陈玲. 天津地区湿地碳循环的同位素示踪研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2012.

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