Dissolved inorganic carbon and its isotopic differentiation in cascade reservoirs in the Wujiang drainage basin

Three cascade reservoirs, built in different periods of time in the Wujiang drainage basin, were investigated in this study. Samples were taken at the surface and also at 20, 40, 60, 80 m depths in front of the dams in April, July, October of 2006 and January of 2007. Chemical parameters were calculated and the concentrations of dissolved inorganic carbon [DIC] and its isotopic composition （δ613CDIC） were determined. In surface waters, the δ613CDIC values are high in summer and autumn and low in winter and spring, while the DIC concentrations are relatively low in summer and autumn and relatively high in winter and spring. In the water column, the DIC concentrations increase while δ613CDIC values decrease with water depth. DIC in various reservoirs is significantly different in isotopic composition from that in natural rivers, but is close to that in natural lakes. In addition, in surface waters, the δ613CDIC values tend to become lower whereas the nutrition level tends to become higher with increasing age of the reservoirs. The conclusion is that after dam blocking, changes took place in the hydrochemical properties of river water, and the impounding rivers developed toward lakes and swamps. In addition, differentiation in DIC isotopic composition may be used to some extent to trace the evolution process of a reservoir.     

基于颜色复杂度和结构张量的恰可察觉失真模型

图像的恰可察觉失真(just noticeable distortion, JND)阈值是指人眼能够察觉的最小失真, 通常被用于去除图像/视频压缩中的视觉冗余. 针对 JND 模型对颜色和结构特征利用不充分的问题, 提出了一种基于颜色复杂度和结构张量的 JND 模型. 首先, 计算图像的颜色复杂度, 将其转换为与视觉敏感度相关的权值, 和对比掩蔽模型结合以提升模型的准确性; 然后, 利用结构张量对局部特征进行表示, 建立基于局部结构特征的调制因子, 估计结构不规则区域的视觉冗余程度; 最后, 将基于颜色复杂度的 JND 模型和基于结构张量的调制因子结合, 建立基于颜色复杂度和结构张量的 JND(complexity structure tensor based JND, CSJND)模型. 实验结果表明, 相比于已有的模型, 该模型在主观感知质量相同的前提下, 能使 PSNR 值明显降低; 该模型更加符合人眼的视觉特性, 能更准确地估计出 JND 阈值.     

陶瓷涂层/GH202合金界面显微组织的演化

航天发动机工作时,要求燃气通道内表面具有优越的抗高温、抗氧化性能和良好的机械性能.作者在GH202合金制备的火箭发动机关键零件表面加涂高温无机涂层,并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及硬度测试,观察和分析了涂层/GH202合金界面显微组织的演化.研究结果表明GH202合金表面高温无机涂层经历了1000℃25℃的50次热循环后,涂层无崩裂、脱落现象,涂层与基体结合牢固,性能良好.在1000℃时的扩散退火过程中,合金中的Cr元素向涂层/基体合金界面扩散,在涂层一侧形成富Cr元素的化合物层,在基体一侧形成富Ti,Al元素的晶间氧化物层;涂层中主要元素Si向金属基体中扩散.为提高涂层与基体合金的结合强度以及涂层的热腐蚀性能提供了依据.     

苏北滨海土壤无机碳含量的测定方法比较

【目的】无机碳是苏北滨海土壤碳库的重要组成部分,探索其含量的精准测定方法,以期为深入认识土壤无机碳(SIC)的形成和转化提供基础。【方法】在苏北地区野外选取杨树人工林和互花米草湿地作为样地,采集0～10、≥10～20、≥20～40、≥40～60、≥60～80和≥80～100 cm深度的土壤样品,在实验室分别使用气量法、二氧化碳(CO₂)吸收法和间接法测定SIC含量及其回收率,比较3种方法的精准性。【结果】使用气量法、CO₂吸收法和间接法测得的SIC含量的变化范围分别为4.25～9.93、6.18～11.50和5.50～12.60 g/kg,平均值分别为8.11、9.58和9.54 g/kg。当外源碳酸钙添加梯度为2.35～12.90 g/kg时,气量法、CO₂吸收法和间接法的回收率的平均值分别为96.9%、105.0%和71.5%。根据回收率校正后的SIC含量,间接法的结果明显高于其他两种方法,这表明间接法的回收率被低估。气量法、CO₂吸收法和间接法测定平行土壤样品无机碳含量的变异系数分别为1.19...     

The carbon isotope study of biomarkers in the Maoming and the Jianghan tertiary oil shale

In terms of the individual carbon isotope data of biomarkers present in the typical freshwater lake sediment (Maoming oil shale) and saline lake sediment lake (Jianghan oil shale) of China, this paper discusses their precursors and depositional environments of biomarkers in both sediment samples. Our studies showed that phytane and pristane of the Maoming oil shale were derived from the phytol side chain of chlorophyll a. By comparing the isotopic composition of 4-methyl sterane with that of sterane and hopane, it is suggested that 4-methyl sterane which has a higher abundance in the Maoming oil shale come from bacteria. The isotopic composition of biomarkers from the Jianghan rock sample (saline lake sediment ) is significantly different from that of the Maoming oil shale (freshwater lake sediment). Gammacerane was derived from haloprotozoan, with δ13C being about -25.8‰, just in consistency with the value reported in previous studies. The isotopic composition of phytane and pristane in the Jianghan rock is similar to that of sterane and 4-methyl sterane derived from phytoplanktons, illustrating their commonprecursors were algae. This paper reported for the first time the carbon isotope data of porphyrin obtained by GC-IRMS techniques. The approximate δ13C of C32DPEP and C31DPEP porphyrin from the Jianghan Basin indicated that the porphyrin was derived from chlorophyll. In the Maomingoil shale C32DPEP was enriched in 13C relative to C32etio and C31DPEP, implying that C32DPEP came from chlorophyll, and C32etio and C31DPEP are of other origins.     

短期氮添加对杨树人工林表层土壤 可溶性有机碳的影响

在江苏省北部杨树人工林集中分布区开展短期氮添加实验,以研究表层土壤(0～10 cm)可溶性有机碳的响应规律。结果显示:杨树人工林表层土壤可溶性有机碳随着氮添加浓度上升呈现增加趋势,林龄间差异逐渐减小; 对表层土壤可溶性有机碳影响因子分析发现,短期氮添加过程中土壤微生物生物量碳与土壤可溶性有机碳动态的相关性最大,与相对于凋落物量和细根生物量没有明显相关关系,说明短期外源氮素输入会导致土壤微生物生物量的增加,从而引起作为微生物代谢产物的土壤可溶性有机碳浓度的上升。     

The impacts of “05.6” extreme flood event on riverine carbon fluxes in Xijiang River

An extreme flood event with a frequency of nearly 200 year occurred in June of 2005 in the Xijiang River, the main trunk stream of the Zhujlang River. Samples were systematically collected during the flood event, and water quality parameters, including total suspended sediment （TSS）, dissolved inorganic carbon （DIC）, dissolved organic carbon （DOC）, and particulate organic carbon （POC） were analyzed, and riverine carbon concentrations associated with its changing pattern through the flood process were discussed. These parameters reflect the changes in basin surface flow and subsurface flow during the flood. This flood event influenced annual flux estimations of POC, DOC, and DIC to great extents. Based on carbon flux estimations for the year 2005 and the flood event （June 21-28） in the Xijiang River, it was found that DIC, DOC, and POC fluxes during ＇05.6＇ flood event are 1.52×10^6g.km^-2.a^-1, 0.24×10^6 g.km^-2.a^-1, and 0.54×10^6 g.km^-2.a^-1, and account for 14.87%, 24.75% and 44.89% of the annual fluxes in 2005, respectively. The results suggested that carbon exports during extreme flood events had great contributions to the total carbon fluxes and composition of various carbon components, being important for accurate estimates of annual carbon fluxes in rivers with frequent floods.     

不同土地利用类型对土壤可溶性有机碳的影响

为了解土地利用类型对土壤有机质中易变组分的影响,选取湖泊围垦后形成的4种典型的土地利用类型(香樟林、水杉林、毛竹林和农田)作为试验地,研究了不同土地利用类型对土壤中可溶性有机碳,包括:冷水可溶性有机碳含量(c_DOC,CW)、热水可溶性有机碳含量(c_DOC,HW)和盐溶液可溶性有机碳含量(c_DOC,CaCl2)的影响。结果表明:4种土地利用类型中土壤c_DOC,HW、c_DOC,CW和c_DOC,CaCl2的含量随土层深度加深而降低。除香樟林外,不同土地利用类型c_DOC,CW大小在0～10 cm和≥10～25 cm两个土层均表现为农田＞毛竹林＞水杉林,c_DOC,HW和c_DOC,CaCl2在毛竹林土壤中显著高于其他3种土地利用类型。在4种土地利用方式中,c_DOC,HW与c_DOC,CaCl2都与土壤有机碳、总氮含量以及土壤pH呈显著的相关性。而水杉林土壤的c_DOC,HW与c_DOC,CaCl2与土壤微生物生物量碳之间表现出了极显著的正相关性。总之,湖泊围垦后的不同土地利用类型伴随着不同的管理措施,导致了土壤理化因子和微生物性质的改变,从而在一定程度上影响了不同土地利用类型中积累的土壤可溶性有机碳的含量。     

三峡水库夏季干流、支流(草堂河)水体的二氧化碳分压及扩散通量

2013年5-7月对三峡水库库区干流及支流草堂河水体CO₂分压(pCO₂ )进行走航观测. 结果表明: 夏季草堂河表层pCO₂ 为15.8226.4 Pa, 三峡水库库区干流表层pCO₂为198.8261.1 Pa. 对支流草堂河剖面监测发现, 表层pCO₂ 最低为15.8 Pa, 随着深度增加, pCO₂快速增加, 在水深5 m后逐渐稳定, 最大值为294.2 Pa. 通过计算, 支流草堂河在5, 6, 7月的CO₂通量分别为16.46, −4.91和30.85 mmol·m⁻²·d⁻¹, 库区干流CO₂通量为45.83 mmol·m⁻²·d⁻¹. 因此, 三峡库区干流表现为CO₂的“源”, 支流草堂河CO₂释放远小于库区干流, 6月份表现为“汇”.     

利用同位素质量守恒原理估算太湖河网受水量

为配合太湖流域管理局开展的"太浦河调水改善下游及黄浦江水质试验"研究,利用水量平衡与同位素质量守恒原理构建了河网地区水量分配模型,以解决太湖通过太浦河泄水时河网区(两省一市)的受水量或受水比例问题.模型计算结果表明,利用落潮时的同位素丰度计算的两省一市的受水比例与实际监测成果较为接近.在优化站点、取样频次和取样时间后,该模型具有快捷、简便和经济的特点,可以用来近似估算河网区不同地点的受水量,但其精度有待进一步检验.     

树木稳定碳同位素比率的方位差异及其机理初步研究

测定了祁连山一棵千年圆柏不同方位上树木稳定碳同位素比率 (δ13 C值 )和光合作用色素 .结果显示 ,树木中 δ13 C值具有明显的方位差异 :北面的 δ13 C值相对较高 ,西面的 δ13 C值相对较低 .树叶中叶绿素含量、类胡萝卜素含量和类黄酮含量的方位变化趋势与δ13 C值类似 .分析表明 ,后者的方位变化是树木对局部环境的光辐射差异长期适应的结果 ,而树木中δ13 C值的方位差异可归咎于光同时引起光合作用和呼吸作用变化的缘故     

拉萨河流域选矿厂分布及其对环境的影响

拉萨河是雅鲁藏布江的主要支流之一,是拉萨河流域广大居民最主要的生产和生活用水的水源。对于拉萨河流域经济社会的发展具有十分重要的作用,拉萨河流域水质质量的好坏直接影响着流域几十万居民的生产、生活质量和安全。但是,随着拉萨河流域采矿、选矿等矿产业的快速发展,在带来巨大经济利益的同时,它们排放的废弃物直接或者间接地影响着拉萨河流域生态环境质量,应该引起大家的高度重视。文章通过对拉萨河流域选矿厂的分布情况以及河段水质指标的调查研究,发现目前为止拉萨河流域水质没有受到污染,但是随着流域经济社会的进一步发展,不可避免地会对拉萨河流域水体产生污染。     

基于反向地球化学模拟技术的深层地下水14C年龄校正——以挠力河以北典型水流路径为例

地下水年龄的确定是水循环研究的重要内容,也是估计地下水水循环速度和定量评价地下水可更新能力的重要依据。以挠力河流域以北地区为例,利用反向水文地球化学模拟技术,识别出影响研究区内深层地下水地球化学演化的主要作用,并进行深层地下水~(14)C年龄的校正。研究认为,控制挠力河流域南部湿地区深层地下水化学演化的主要反应为方解石、黑云母、二氧化碳的溶解反应、高岭土的沉淀反应以及Ca-Na阳离子的交换反应;北部农业区主要发生了黑云母、二氧化碳的溶解及高岭土、方解石的沉淀和Ca-Na阳离子的交换反应。地下水~(14)C年龄校正结果表明,北部农业区深层地下水~(14)C年龄(9176a)明显老于南部湿地区(6097a),年龄校正结果与Vogel统计模型~(14)C年龄校正结果较接近。南部湿地区地下水循环速率为11.16 m/a,北部农业区地下水循环速率为2.19 m/a。研究结果对研究区地下水资源评价和制定农业区和湿地区地下水合理开发利用模式具有重要借鉴意义。     

川西坳陷中段须家河组天然气地球化学特征与气源追踪

川西坳陷中段上三叠统须家河组天然气组成、碳同位素、天然气轻烃的地球化学特征及气源追踪研究表明:须家河组天然气不含H2S,属于典型的煤成气.其中川西坳陷整体表现为须二天然气以自生自储为主,不排除下部小塘子组和马鞍塘组源岩对其有一定贡献.须四上亚段天然气也以自生自储为主,在有断达深部的断裂发育地区可能有下部(如须二)天然气窜层运移至该层,须四下亚段天然气主要来自须三段.须五段天然气则主要为自生自储为主.     

HCl中咪唑衍生物复配对碳钢的缓蚀作用研究

研制了一种咪唑衍生物(BBIM),利用失重法、动电位扫描极化法及SEM研究了BBIM与碘化钾和甲醛在质量分数5% HCl中按一定比例复配对碳钢的缓蚀效果,讨论了浓度、温度对缓蚀性能的影响,同时对缓蚀机理进行了探讨。结果表明两种复配缓蚀剂在5%HCl腐蚀环境中对碳钢均具有良好的缓蚀作用,是一种混合型缓蚀剂,缓蚀作用机理为协同机理。     

不同公司的硫堇样品在玻碳电极上的电聚合及电化学行为

选择国内外3个不同公司的硫堇,利用循环伏安法对硫堇电聚合膜（PTH）进行了研究.实验中发现,利用购于不同公司的硫堇在玻碳电极（GCE）表面制备的电聚合硫堇膜表现出不同的电化学行为,用Sigma公司和上海国药公司硫堇制备的聚硫堇修饰玻碳电极（PTH/GCE）的循环伏安图出现1对氧化还原峰,而利用Alfa Aesar公司硫堇制备的PTH/GCE出现了2对氧还原峰.实验中考察了扫描电位范围以及pH条件对PTH/GCE电化学行为的影响.结果表明,在GCE上,电聚合TH的最佳扫描电位范围为-0.45～0.15V,Sigma公司和上海国药公司TH电聚合的最佳酸度条件为pH 6.0,而Aalfa Aesar公司TH电聚合的酸度条件为pH 7.0.所得到的实验结果对生物传感器的研究与应用具有一定参考价值.     

添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳特征的影响

【目的】研究添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳(DOC)的影响,探究土壤DOC的组分来源以及滨海盐渍土壤碳库的稳定性,为改良滨海盐渍土并发挥其碳汇效应提供依据。【方法】以江苏大丰滨海两种不同盐分的盐渍土壤为研究对象,利用紫外-可见光谱和三维荧光光谱结合平行因子分析法,分析添加牛粪有机肥后两种盐渍土壤中DOC含量及紫外-可见光谱、三维荧光光谱特征的动态变化。【结果】添加有机肥的土壤DOC含量显著增加,且有机肥的添加提高了土壤DOC的腐殖化程度,试验第15天和第60天时高盐土壤DOC的腐殖化程度更高,土壤中DOC主要来源于添加的有机肥。三维荧光光谱特征显示,添加有机肥后土壤DOC中类富里酸峰较为明显。平行因子分析法将土壤DOC分为4个荧光组分:C1为外源类短波类腐殖质组分(紫外光区为类富里酸、海洋类富里酸),C2为外源类腐殖质组分(紫外光区、可见光区均为类富里酸),C3为内源类蛋白质组分(类络氨酸、类色氨酸),C4为内源类蛋白质组分(类络氨酸),随时间的变化各组分的占比也表现出不同的情况。【结论】滨海两种盐渍土壤添加牛粪有机肥后,土壤中DOC的含量、类腐殖质组分占比及腐质化程度均显著提高,类络氨酸组分的占比显著降低(P<0.05)。添加有机肥有利于盐渍土壤中活性碳库的稳定,但由于影响DOC的因素众多,不同的盐渍土壤表现情况各异。     

气候变化对黑土有机碳库影响模拟研究

以黑龙江海伦为研究地点，利用CENTURY模型模拟了自然状态下的黑土在1953—2000年实际气象条件及以此为基础的9种气候变化情景下的土壤有机碳(0～20cm)。模拟结果表明，自然状态下的黑土在48年间实际气象条件下，土壤有机碳含量产生了波动；不同气候变化情景的模拟结果表明，温度升高或降水量的减少能够降低土壤有机碳含量，相反则有利于其升高，其中气温是影响黑土有机碳变化的主要气候因素。当气温升高2口时，无论降水量不变、减少或增加20％，都能导致土壤有机碳含量下降。温度升高且降水量减少模式下的土壤有机碳含量最低，温度降低且降水量增加模式下的土壤有机碳含量最高。