在缺氧環(huán)境下,生物傾向于使用其他物質(zhì)作為電子受體替代氧氣,為生化反應提供能量。硝酸鹽是良好的電子受體,在沉積物中硝氮的還原過程包括反硝化過程、厭氧氨氧化過程和硝酸鹽異化還原成銨(DNRA)過程。這三個過程構成了硝氮的還原路徑,并在一定程度上調(diào)控了沉積物含氮營養(yǎng)鹽的移除與留存以及溫室效應氣體氧化亞氮(N2O)的排放。全球變化大背景下,近岸和濕地沉積物中有機質(zhì)埋藏的增加將改變?nèi)齻�過程的速率及其比例,進而影響氣候反饋。其中反硝化和厭氧氨氧化的速率量化可以通過同位素配對技術(IPT)實現(xiàn)。同樣消耗硝氮的DNRA,其速率的量化仍存在一定的困難。由于DNRA破壞了IPT的計算前提假設,DNRA的存在與否會影響IPT計算的準確性,造成反硝化的高估和厭氧氨氧化的低估。本文針對DNRA對IPT的影響進行了數(shù)值模擬評估,同時基于擴散法設計一種新的實驗流程用于沉積物氨氮同位素的測定,以量化DNRA過程,并通過野外觀測以及有機質(zhì)添加培養(yǎng)實驗驗證模擬結果及方法的可行性。根據(jù)模擬實驗結合沉積物具體情況,DNRA通常不會影響到IPT對于脫氮速率的計算準確性。青海鹽湖沉積物的野外觀測結果表明,鹽湖沉積物中反硝化和DN...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 沉積物的氮循環(huán)
        1.1.1 沉積物不同形態(tài)氮分布
        1.1.2 反硝化過程
        1.1.3 厭氧氨氧化過程
        1.1.4 硝酸鹽異化還原成銨(DNRA)
        1.1.5 氧化亞氮
    1.2 研究方法
        1.2.1 氮同位素
        1.2.2 脫氮速率的測定
        1.2.3 氨氮同位素的測定
    1.3 科學問題
        1.3.1 如何衡量DNRA對于IPT計算準確性的影響
        1.3.2 海洋生物可利用氮收支不平衡
        1.3.3 DNRA過程在沉積物中的作用
第二章 沉積物硝氮還原路徑計算
    2.1 IPT概況
        2.1.1 IPT發(fā)展歷程梳理
    2.2 DNRA過程對IPT計算的影響
        2.2.1 簡化公式推導
        2.2.2 加入DNRA過程模擬
        2.2.3 同位素稀釋模型
    2.3 小結
第三章 九龍江有機質(zhì)添加脫氮實驗
    3.1 九龍江采樣
        3.1.1 九龍江流域概況
        3.1.2 樣品采集
    3.2 沉積物脫氮有機質(zhì)添加實驗
        3.2.1 樣品預處理
        3.2.2 泥漿培養(yǎng)實驗
        3.2.3 N₂和N₂O同位素測定
        3.2.4 泥漿實驗中的DNRA過程
    3.3 實驗結果
        3.3.1 實驗結果數(shù)據(jù)
        3.3.2 潛力速率與環(huán)境承載量
        3.3.3 數(shù)據(jù)可視化分析
        3.3.4 實驗中的問題
    3.4 小結
第四章 青海鹽湖沉積物硝氮還原路徑
    4.1 氨氮同位素測定
        4.1.1 現(xiàn)有方法
        4.1.2 實驗流程設計
        4.1.3 擴散效率驗證
        4.1.4 有機干擾擴散實驗
        4.1.5 同位素測定
        4.1.6 DNRA速率的測定
    4.2 青海鹽湖沉積物采樣
        4.2.1 青海鹽湖概況
        4.2.2 采樣地點
        4.2.3 采樣方法
    4.3 沉積物分層實驗
        4.3.1 實驗預處理
        4.3.2 泥漿培養(yǎng)實驗
        4.3.3 N₂和N₂O同位素測定
    4.4 青海鹽湖沉積物硝氮還原路徑數(shù)據(jù)
    4.5 討論
第五章 結論與展望
    5.1 脫氮速率的計算
    5.2 有機質(zhì)添加對于脫氮的影響
    5.3 硝氮還原路徑與“潛力”概念完善
    5.4 氨氮同位素測定技術
參考文獻
致謝



本文編號：3779857