海拔梯度上川西高山土壤溶解性有机质(DOM)光谱特征 被引量：15

1

作者 秦纪洪 王姝 +3 位作者 刘琛 孙辉 唐翔宇 刘堰杨 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期4321-4328,共8页

采用三维激发发射矩阵荧光光谱、平行因子分析(EEM-PARAFAC)和荧光区域积分方法(FRI),研究川西高原3200~4000m高寒土壤DOM特征及其在海拔梯度上变化规律.结果表明,高寒土壤DOC含量为0.47~0.81g/kg,随着海拔梯度的升高而呈增加趋势,表层... 采用三维激发发射矩阵荧光光谱、平行因子分析(EEM-PARAFAC)和荧光区域积分方法(FRI),研究川西高原3200~4000m高寒土壤DOM特征及其在海拔梯度上变化规律.结果表明,高寒土壤DOC含量为0.47~0.81g/kg,随着海拔梯度的升高而呈增加趋势,表层土中含量多高于亚表层土;土壤中DOM组分均呈5个组分,即芳香蛋白类物质I(酪氨酸类,Peak I)、芳香蛋白类物质II(BOD5,Peak II)、富里酸类(Peak III)、微生物代谢产物(色氨酸类,Peak IV)和腐殖酸类(大分子腐殖酸,Peak V);高山土壤DOM中以富里酸类有机质和腐殖酸类有机质组分为主,FRI值均随着海拔的升高而降低..川西高山土壤DOM荧光特征参数(荧光指数FI、自生源指数BIX、腐殖化指数HIX、新鲜度指数β:α)表明,土壤DOM的稳定性随着海拔升高而降低,生物有效性随着海拔升高而升高.因此,气候变暖可能将导致高海拔土壤DOM分解加剧而含量降低,但稳定性升高. 展开更多

关键词 高寒土壤 三维荧光 溶解性有机质 平行因子分析 荧光区域积分

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水分梯度下若尔盖高寒泥炭地土壤可溶性有机质光谱特征 被引量：4

2

作者 王姝 秦纪洪 +4 位作者 谢冰心 刘琛 陈玉雯 唐翔宇 孙辉 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期676-685,共10页

川西高寒泥炭地是中国乃至全球最大的高寒土壤碳库之一,目前正经历着干旱化和植被退化的影响。水溶性有机质(DOM)是有机碳中活性较高的组分,对土壤碳动态平衡乃至源汇转换具有重要意义,同时也是联系陆地土壤和水生生态系统之间碳交换的... 川西高寒泥炭地是中国乃至全球最大的高寒土壤碳库之一,目前正经历着干旱化和植被退化的影响。水溶性有机质(DOM)是有机碳中活性较高的组分,对土壤碳动态平衡乃至源汇转换具有重要意义,同时也是联系陆地土壤和水生生态系统之间碳交换的主要载体,对水环境质量有重要影响。为了解干旱化对若尔盖高寒泥炭地土壤可溶性有机质含量及结构特征的影响,以四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县高寒泥炭地不同水分环境下表层土壤(0-10cm)水溶性有机质(DOM)为对象,采用三维激发发射矩阵荧光光谱、平行因子分析(EEM-PARAFAC)以及荧光区域积分(FRI)等方法,对其数量和光谱学特征进行了比较研究。结果表明:(1)随着土壤干旱化程度加深,若尔盖泥炭地土壤总有机碳和水溶性有机碳含量而显著降低,降低程度分别为55.36%、28.77%;(2)川西高寒泥炭地DOM的荧光光谱特征参数表明,DOM的芳香性与腐殖化程度随着水分的增加而降低,土壤DOM稳定性降低,微生物可利用性降低;(3)平行因子分析结果显示若尔盖泥炭地土壤DOM中以小分子类腐殖质组分载荷最高,微生物活动和转化过程中蛋白物质类组分最低;(4)高原泥炭地土壤DOM中富里酸类有机质和腐殖酸类有机质占比最高,漫岗草甸土壤中腐殖酸占比高于湿地土壤,而湿地土壤富里酸组分占比高于漫岗草甸土壤。总之,若尔盖湿地干旱化将导致泥炭地土壤碳含量显著性降低,可能导致土壤有机碳将大规模排放。 展开更多

关键词 高寒泥炭地 三维荧光 可溶性有机质 平行因子分析 荧光区域积分 若尔盖湿地

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水分梯度下川西高寒湿地土壤酶活性变化特征 被引量：6

3

作者 刘杨 王小沁 +2 位作者 沈丹杰 孙辉 唐文英 《四川农业大学学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期517-524,共8页

【目的】研究水分梯度下湿地土壤4种酶活性动态特征,为全球变化背景下川西高寒湿地土壤响应特征及科学管理提供理论支撑。【方法】在若尔盖湿地按水分梯度连续变化选取滞水湿地(WT)、湿地中露出水面的泥炭丘(PH)和湿地干旱化后形成的高... 【目的】研究水分梯度下湿地土壤4种酶活性动态特征,为全球变化背景下川西高寒湿地土壤响应特征及科学管理提供理论支撑。【方法】在若尔盖湿地按水分梯度连续变化选取滞水湿地(WT)、湿地中露出水面的泥炭丘(PH)和湿地干旱化后形成的高寒草甸(DG)3类不同的水分生境进行土壤采样,采用微孔板荧光法分析了不同生境下高寒湿地土壤纤维二糖水解酶(CBH)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖酶(NAG)和磷酸单酯酶(PME)等4种酶活性的特征。【结果】水分变化对高寒湿地土壤酶活性影响显著,亚层土壤(10~20 cm)酶活性均低于表层土壤(0~10 cm);在湿地干旱化过程中,不同土壤的酶活性表现出一定的差异性,表层土壤中NAG活性在湿地土壤最高,CBH、BG、PME活性均在干旱化草甸土中最高,亚层土壤NAG活性在干旱化草甸土壤最高,CBH、BG、PME活性在泥炭丘中活性最高;在WT、PH和DG表层土壤平均C/N/P比分别为2∶1∶3、3∶1∶10和2∶1∶3,在PH和DG的亚层土壤中分别为3∶0.7∶10和3∶1∶10。【结论】土壤有关C、N、P循环的酶CBH、BG、NAG和PME的活性在湿地干旱化进程中升高,土壤氮有效性退化成为湿地干旱化的显著性特征。 展开更多

关键词 高寒湿地 土壤酶活性 纤维二糖水解酶(CBH) β-葡萄糖苷酶(BG) 土壤水分梯度

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川西高山树线交错带海拔梯度上土壤有机碳稳定性特征 被引量：2

4

作者 王小沁 陈玉雯 +2 位作者 孙辉 李菊 刘杨 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-7,36,共8页

高山树线交错带是高海拔地带对环境变化最为敏感的生态系统之一,土壤有机碳库及其稳定性在生态系统变化中具有显著指示作用。通过物理-化学方法对土壤不同活性有机碳进行连续分级分离,研究土壤有机碳不同组分在海拔环境梯度下分布特征... 高山树线交错带是高海拔地带对环境变化最为敏感的生态系统之一,土壤有机碳库及其稳定性在生态系统变化中具有显著指示作用。通过物理-化学方法对土壤不同活性有机碳进行连续分级分离,研究土壤有机碳不同组分在海拔环境梯度下分布特征及稳定性。结果表明,高山树线交错带土壤有机碳主要集中在物理分级组分(≥0.02 mm),且粒径越大有机碳含量越高,即主要以颗粒态有机碳形式存在,占比均高于98%;在<0.02 mm有机-无机复合体中有机碳采用化学分级分离,这部分有机碳占比低于土壤总有机碳2%,且主要以腐殖质(胡敏素)形式存在(占土壤总有机碳0.6%~0.8%),腐殖质占有机碳比例远低于一般土壤;随着海拔升高,土壤有机碳总量上升,颗粒态有机碳(物理分级组分)比例升高,胡敏素类腐殖质比例下降。因此,川西高海拔树线交错带的高寒土壤有机碳,主要以不稳定有机碳(POC)形式存在,随着温度上升(海拔降低)将导致土壤矿质化和腐殖化加剧,有机碳总量下降,土壤不稳定性组分(物理分级组分)降低,土壤稳定性(腐殖化比例)上升。 展开更多

关键词 高山树线交错带 土壤有机碳 土壤粒级 土壤腐殖质 有机碳稳定性

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溶解性有机质对持久性有机污染物环境行为的影响研究进展 被引量：9

5

作者 谢冰心 王姝 +3 位作者 孙辉 陈玉雯 范诗雨 李鑫 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1563-1568,共6页

持久性有机污染物(POPs)是一类具有生物累积性的难降解污染物,严重危害人体健康。广泛存在于环境介质中的溶解性有机质(DOM)多是污染物的天然有机配体和迁移载体,显著影响污染物的环境行为。系统总结了DOM对POPs环境行为影响方面的研究... 持久性有机污染物(POPs)是一类具有生物累积性的难降解污染物,严重危害人体健康。广泛存在于环境介质中的溶解性有机质(DOM)多是污染物的天然有机配体和迁移载体,显著影响污染物的环境行为。系统总结了DOM对POPs环境行为影响方面的研究进展,DOM通过疏水分配、氢键、范德华力等多种作用与POPs结合形成DOM-POPs复合物,显著影响POPs在环境介质中的吸附与解吸、迁移与传输、转化与降解等环境行为,进而改变POPs生物有效性及其在生物体内的蓄积特征。最后对该领域今后的研究方向进行了探讨。 展开更多

关键词 溶解性有机质 持久性有机污染物 环境行为

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海拔梯度上川西高山土壤有机碳稳定性研究 被引量：1

6

作者 刘杨 李菊 +2 位作者 孙辉 陈玉雯 李鑫 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2020年第2期123-127,135,共6页

为研究土壤有机碳库极其稳定性对高寒生态系统碳的源汇效应,通过物理—化学方法对不同海拔高度(3400~4100 m)高寒土壤不同活性有机碳进行连续分级分离,研究了土壤有机碳不同组分在海拔环境梯度下分布特征及稳定性。结果表明:(1)海拔梯... 为研究土壤有机碳库极其稳定性对高寒生态系统碳的源汇效应,通过物理—化学方法对不同海拔高度(3400~4100 m)高寒土壤不同活性有机碳进行连续分级分离,研究了土壤有机碳不同组分在海拔环境梯度下分布特征及稳定性。结果表明:(1)海拔梯度上高山土壤主要以粗颗粒为主(0.25~2 mm);在>0.02 mm的物理分级中,土壤有机碳含量随海拔的增加先增加后减小;在<0.02 mm土壤化学分级的有机—无机复合体中,土壤有机碳占总有机碳比例为2%左右,低于一般低海拔土壤,且随海拔升高有增加的趋势,但在4100 m海拔处显著降低。(2)有机—无机复合体中的有机碳主要以腐殖质形式存在,随海拔增高有增加的趋势。因此,川西高山海拔梯度上土壤有机碳库以不稳定的颗粒态有机碳(POC)形式存在,在全球气候变化进程中随着温度升高,土壤有机碳矿化速率将加快。 展开更多

关键词 高寒土壤 海拔梯度 土壤有机碳 有机碳稳定性

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水库对地表水溶质运移效应的研究进展 被引量：1

7

作者 刘杨 孙辉 +1 位作者 李鑫 陈玉雯 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2020年第2期24-29,共6页

水库调蓄显著影响地表水生物地球化学和生态过程,其内部的持留转化机制对颗粒物沉淀再悬浮、营养盐收支、物质输送和循环等意义重大。关于水库对地表水溶质运移的行为缺乏综合讨论。本综述比较了水库地表水中重金属、碳、氮磷营养盐及... 水库调蓄显著影响地表水生物地球化学和生态过程,其内部的持留转化机制对颗粒物沉淀再悬浮、营养盐收支、物质输送和循环等意义重大。关于水库对地表水溶质运移的行为缺乏综合讨论。本综述比较了水库地表水中重金属、碳、氮磷营养盐及污染物运移的研究进展,发现水库通过沉淀和转化作用明显减少河流对下游的物质输出,水库不同时期可能会是溶质的"源"和"汇"。但是,关于水库如何影响河流营养物质、重金属等的迁移转化,从而影响河流水生态化学环境、河口和下游的物质流量,其内在反应机理尚需进一步研究。 展开更多

关键词 水库的影响 重金属 碳 氮 磷 地表水 溶质运移

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基于三维荧光及平行因子分析的川西高原河流水体CDOM特征 被引量：46

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作者 刘堰杨 秦纪洪 +3 位作者 刘琛 孙辉 唐翔宇 范诗雨 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期720-728,共9页

川西高原草甸和高寒湿地是青藏高原重要土壤碳库之一,高原河流水体溶解性有机碳特征及其与土壤碳库关系研究,对于理解高寒区域土壤碳输出通量及强度具有重要意义.本文对川西高原高山峡谷区河流(岷江上游、杂谷脑河、抚边河)和高原夷平... 川西高原草甸和高寒湿地是青藏高原重要土壤碳库之一,高原河流水体溶解性有机碳特征及其与土壤碳库关系研究,对于理解高寒区域土壤碳输出通量及强度具有重要意义.本文对川西高原高山峡谷区河流(岷江上游、杂谷脑河、抚边河)和高原夷平面河流(白河)水体有色溶解性有机质(CDOM)采用三维荧光及平行因子法(EEM-PARAFAC)进行了分析.结果表明:(1)高原河流中CDOM主要有3种组分,即C_1(260/480,UVC类腐殖质)、C_2[310/420(570),UVA类腐殖质]和C_3(280/370,类色氨酸);(2)河流沿程变化特征显示,高山峡谷区河流总荧光强度值较低,变化范围窄,高原夷平面河流(白河)与其相反;同时白河类腐殖质(C_1、C_2)荧光强度远高于其他3条河流,表明白河中源于沿岸草甸和湿地的陆源腐殖质高,而其余高山峡谷区3条河流陆源腐殖质输入相对低;(3)水体荧光特征参数(荧光指数FI、自生源指数BIX、腐殖化系数HIXb、新鲜度指数β:α)表明,高山峡谷区河流CDOM来源具有外源兼内源双重特征,腐殖化程度低;高原夷平面河流CDOM腐殖化程度相对较高且降解程度低;(4)相关性分析发现4条河流中C_1、C_2极显著正相关,且白河C_1、C_2、C_3呈极显著正相关;所有河流β:α与BIX呈极显著正相关,溶解性有机碳(DOC)与355 nm处吸收系数[a(355)]相关性不显著. 展开更多

关键词 三维荧光及平行因子法(EEM-PARAFAC) 有色溶解性有机质 天然水体 川西高原河流

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川西高海拔河流中溶解性有机质(DOM)紫外-可见光吸收光谱特征 被引量：38

9

作者 刘堰杨 秦纪洪 孙辉 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期3662-3671,共10页

溶解性有机质(DOM)对全球碳循环及气候变化具有重要意义.本文选取川西北4条高海拔河流,即杂谷脑河、抚边河及岷江(高山峡谷河流)与白河(高原河流),对其天然水体中有色溶解性有机质(CDOM)的紫外-可见光吸收光谱特征进行了研究与比较.结... 溶解性有机质(DOM)对全球碳循环及气候变化具有重要意义.本文选取川西北4条高海拔河流,即杂谷脑河、抚边河及岷江(高山峡谷河流)与白河(高原河流),对其天然水体中有色溶解性有机质(CDOM)的紫外-可见光吸收光谱特征进行了研究与比较.结果表明,川西高海拔河流DOC变化范围为1.55~5.66 mg·L^(-1),CDOM(以a(355)表征)变化范围为0.96~6.31 m-1,荧光溶解性有机质(FDOM)(以lg Fn(355)表征)变化保持在2.08~2.83之间.与高山峡谷区河流比较,高原河流芳香性、疏水性特征常数SUVA254、SUVA260较高,吸光度之比E2/E3、光谱斜率S275~295及光谱斜率之比SR较低,揭示了高原河流CDOM芳香性较强、疏水性组分丰富、分子结构较为复杂;SUVA254、SUVA260分别与SR、S275~295呈显著负相关,表明白河由于高通量陆源腐殖质输入影响了CDOM特征.川西高原4条高海拔河流中SUVA254、SUVA260存在显著相关关系,表明芳香性结构普遍存在于河流CDOM疏水组分中.川西高原天然河流水体中CDOM与DOM的浓度之间总体上无直接关联,因为不同天然水体在DOM形成过程中,陆源DOC输入组分和强度及转化机制存在差异.研究结果对于揭示高海拔区域在全球变化背景下有机碳循环的区域效应等方面具有重要意义. 展开更多

关键词 溶解性有机质 紫外-可见光吸收光谱 天然水体 川西高原河流

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岷江上游水体中DOM光谱特征的季节变化 被引量：22

10

作者 范诗雨 秦纪洪 +1 位作者 刘堰杨 孙辉 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期4530-4538,共9页

川西北高原湿地和高山峡谷区是岷江等河流重要集水区,地表水体中溶解性有机质(DOM)更多受环境背景影响,DOM来源与结构特征对认识流域有机碳输出通量及模式有重要意义.本文对岷江上游在4月(枯水期末)和10月(丰水期末)分别进行沿程地表水... 川西北高原湿地和高山峡谷区是岷江等河流重要集水区,地表水体中溶解性有机质(DOM)更多受环境背景影响,DOM来源与结构特征对认识流域有机碳输出通量及模式有重要意义.本文对岷江上游在4月(枯水期末)和10月(丰水期末)分别进行沿程地表水采样并测定了DOM三维荧光光谱(EEM),结合平行因子模型(PARAFAC)分析岷江上游水体DOM沿程和季节变化特征.结果表明,DOM荧光峰(类腐殖峰A、C和类蛋白峰B、T)沿程波动趋势和程度不同;枯水期末(4月)A、C峰强而丰水期末(10月)B、T峰强.PARAFAC识别出3个荧光组分,即C1(250~260/380~480 nm,类腐殖质,占比48.68%~65.02%),C2(300~330/380~480 nm,类腐殖质,占比23.17%~29.83%)和C3(270~280/300~350 nm,类蛋白质,占比11.83%~21.53%);枯水期末(4月)组分沿程波动更明显,其中C1沿程波动最显著.荧光指数(FI)均值在1.4~1.9之间,说明不同季节DOM均有内外源混合特征;枯水期末(4月)DOM腐殖化、芳香性和疏水性高,表明DOM陆源贡献更大,而丰水期末(10月)DOM自生源贡献比枯水期更高.CDOM浓度[a(355)]与类腐殖质浓度[Fn(355)]极显著正相关,这也证实岷江上游水体中DOM的陆源输入.C1、C2在枯水期末(4月)相关性极显著而丰水期末(10月)相关性未达到显著性水平,进一步表明岷江上游水体中DOM的外源性及季节性差异. 展开更多

关键词 三维荧光及平行因子法 溶解性有机质 高海拔河流 季节变化 岷江上游

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川西高原河流水体CDOM的光化学降解特性 被引量：11

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作者 刘堰杨 孙辉 +1 位作者 刘琛 王小沁 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期5318-5329,共12页

川西高原部分河流溶解性有机碳(DOC)含量极高,因有色溶解性有机质(CDOM)具有独特的光学特性,其光降解特征与规律对于分析高寒区天然水体DOC动态及区域水-陆碳循环具有重要的环境意义.本文选取川西高原两种主要地貌类型的河流共5条,即高... 川西高原部分河流溶解性有机碳(DOC)含量极高,因有色溶解性有机质(CDOM)具有独特的光学特性,其光降解特征与规律对于分析高寒区天然水体DOC动态及区域水-陆碳循环具有重要的环境意义.本文选取川西高原两种主要地貌类型的河流共5条,即高山峡谷区河流杂谷脑河、抚边河及岷江,丘状高原区河流白河、黑河,对河流水体CDOM三维荧光光谱(EEMs)与紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)采用平行因子分析(PARAFAC)与二维相关光谱(2D-COS)进行分析.结果表明:①白河和黑河CDOM的5 d降解率分别为64. 85%和63. 43%,光降解速率常数分别为0. 167 d-1和0. 173 d-1;抚边河CDOM浓度低(0. 71 m-1)光降解现象不明显,杂谷脑河和岷江CDOM光降解行为较为复杂;②在光降解过程中,除岷江外其余4条河流荧光溶解性有机质(FDOM)内源特征(FI)逐渐减弱,黑河和白河CDOM芳香性、疏水性特征(SUVA254和SUVA260)及腐殖化程度(HIXa)逐渐降低;③川西高原5条河流中FDOM组分均呈2类4个组分,即C1(275/310 nm,类酪氨酸)、C2 [280(<250)/400 nm,UVA类腐殖质]和C3(255/440 nm,UVA类腐殖质)、C4[270(360)/492 nm,UVA类腐殖质],类腐殖质FDOM较易光降解;④5条河流中UVA类腐殖质FDOM(尤其是500 nm发射波段)光降解反应先于类酪氨酸物质;丘状高原河流中UVA类腐殖质FDOM对于光照的敏感度大于高山峡谷区河流;⑤白河的主成分分析中识别出了2个因子,解释了这些参数变化的87. 28%,反映了光降解过程对于CDOM特征、荧光组分等方面的影响. 展开更多

关键词 川西高原 天然水体 溶解性有机质(DOM) 三维荧光光谱 紫外-可见光吸收光谱 平行因子分析(PARAFAC) 二维相关光谱(2D-COS)

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