脱甲河水系CH_4关键产生途径及其稳定碳同位素特征

文献类型： 中文期刊

第一作者： 赵强

作者： 赵强;吕成文;秦晓波;吴红宝;万运帆;廖育林;鲁艳红;王斌;李勇

作者机构：

关键词： 脱甲河;CH4;扩散;产生途径;稳定碳同位素

期刊名称： 应用生态学报

ISSN： 1001-9332

年卷期： 2018 年 05 期

页码： 1450-1460

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 为明确脱甲河溶存CH_4关键产生途径,明晰水系碳同位素组成及其分布特征,为小流域CH_4排放估算和减排提供数据支撑.利用双层扩散模型法估算了CH_4浓度和传输通量,研究了周年内脱甲河4级河段(S_1~S_4)水体CH_4通量的时空分布及其主控环境因子;运用稳定同位素方法探究了溶存CH_4关键产生途径,分析了溶解CH_4、悬浮颗粒物和沉积物有机质δ~(13)C分布特征.结果表明:水体pH均值为(7.27±0.03),各河段四季差异均显著;溶解氧(DO)在0.43~13.99 mg·L~(-1)内变化,S_1河段DO浓度最高且夏、秋季差异显著,其他河段均为冬与春、夏、秋季差异显著;可溶性有机碳(DOC)变化范围是0.34~8.32 mg·L~(-1),由S_1至S_4河段总体呈递增趋势;水体电导率(EC)和氧化还原电位(ORP)变化范围分别是17~436μS·cm~(-1)和-52.30~674.10 mV,各河段差异明显;铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)浓度分别在0.30~1.35(平均0.90±0.10)mg·L~(-1)和0.82~2.45(平均1.62±0.16)mg·L~(-1)内变化.溶存CH_4浓度和传输通量变化范围分别是0~5.28(平均0.46±0.06)μmol·L~(-1)和-0.34~619.72(平均53.88±7.15)μg C·m~(-2)·h~(-1);均存在时空变化且变异规律相似,为春季>冬季>夏季>秋季,S_2>S_3>S_4>S_1.通量与水体铵态氮和DOC浓度均呈显著正相关.各级河段均以乙酸发酵产甲烷途径为主导,但不同河段差异明显,乙酸发酵途径产CH_4贡献率以S_1河段最高(87%),其次为S_4(81%),S_2、S_3分别达到78%和76%.溶存CH_4、悬浮颗粒物和沉积物有机质的δ~(13)C均值分别为-41.64‰±1.91‰、-14.07‰±1.06‰和-26.20‰±1.02‰,溶存甲烷δ~(13)C与沉积物有机质的δ~(13)C呈显著正相关,与其传输通量呈极显著负相关.

分类号： X143`X511

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