南極典型海洋動物糞土氨氣(NH-,3-)與磷化氫(PH-,3-)產(chǎn)生與排放過程研究.pdf

1、南極海洋動物糞NH3和基質(zhì)結合態(tài)磷化氫(MBP)是無冰區(qū)苔原生態(tài)系統(tǒng)氮磷元素重要來源，對維持苔原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起著重要作用；但目前對于南極典型海洋動物糞氨的揮發(fā)過程和MBP的研究仍很少有研究報道。本文采集了東南極4個企鵝聚集地企鵝糞(糞土)和1個西南極的海豹聚集地海豹糞，在室內(nèi)模擬測定了這些樣品的潛在的氨氣排放通量，以及凍融循環(huán)與各種環(huán)境因子對氨氣排放的影響。采集了東南極5個企鵝聚集地企鵝糞(土)，1個湖泊沉積物以及北極黃河站附近的1個

2、海鳥糞，1個湖泊沉積物，測量了MBP含量隨深度增加的變化及其環(huán)境影響因子。NH3研究結果表明：在凍融循環(huán)過程中，凍結期間各樣品的氨氣排放量很小，而在融化過程中氨氣的排放通量急劇增加，帝企鵝糞、阿德利企鵝糞和企鵝糞土分別達到最大值，分別為17.4 mgNH3 kg-1h-1，3.707 mg.kg-1.h-1和12.29 mgNH3 kg-1h-1，表明凍融過程是影響南極典型海洋動物糞氨氣排放強度的夏季變化的主要因素。在融化過程中，帝企鵝

3、糞、阿德利企鵝糞和海豹糞的平均排放通量分別為7.66±4.33 mgNH3 kg-1h-1，1.31±0.64 mgNH3 kg-1h-1和0.33±0.39mgNH3 kg-1h-1，明顯高于企鵝糞土的排放量。企鵝糞(土)NH3-N的損失率(NH3-N/TN)存在較大的變化范圍(達0.1-82.4‰)。另外，模擬結果也表明：溫度，TN，TC和pH這些環(huán)境因素都對氨氣排放也有重要影響。首次獲得了南極海洋動物糞土氨氣排放通量與溫度、pH、

4、TN和TC之間的定量關系，氨氣排放通量與溫度和pH呈指數(shù)變化，而與TN、TC呈明顯直線相關。糞(土)干濕之間變化和通氣條件的變化也是影響氨氣排放的重要因素。帝企鵝糞和阿德利企鵝糞氨氣排放量在通氣條件下明顯大于封閉條件。表明南極野外大風條件下可能加速海洋動物糞氨的揮發(fā)過程。本文研究結果表明南極海洋動物聚集地是巨大的，潛在的氨氣排放源。南極夏季頻繁的溫度變化導致大量的動物糞沉積承受頻繁的凍融過程，凍融過程會極大的增加氨氣揮發(fā)量，這個過程產(chǎn)生

5、的排放量占很大部分的每年排放量。MBP研究結果表明：各糞土及沉積物不同剖面MBP隨深度的增加顯示了不同的變化特征，高濃度MBP存在于沉積物還原性強的底層或次表層，湖泊沉積物MBP平均含量顯然大于其他糞和糞土的MBP含量。比表面積較大的粘土更有利于MBP的賦存；含水量火的湖泊沉積物MBP含量相對較高；較高含量的有機C和堿性磷酸酶活性有利于MBP生成；pH接近中性的土壤和沉積物有利于MBP的保存。沒有發(fā)現(xiàn)MBP含量與無機磷、有機磷和可溶性總