典型红壤农田区大气氮沉降通量研究

论文摘要

大气氮沉降作为营养源和酸源,沉降数量的急速增加,将严重影响生态系统的生产力和稳定性,对农田生态系统的影响日益显现。本文以典型红壤农田区大气氮化物为研究对象,通过5年连续定位监测,借助大叶阻力相似模型和自动气象观测场,计算不同形态含氮化合物的干沉降速率,进而估算大气氮沉降通量,探讨大气氮沉降的特征。主要研究结果如下：1.大气氮化物干沉降速率（Vd）呈现明显的日变化和月季变化,日峰值出现在11：00-13：00,昼>夜；Vd（NH3）、Vd（NO2）和Vd（NH4+/NO3-）以冬春季及花生季/早稻季较高而Vd（HNO3）则表现为春夏季高于秋冬季和早稻季>中稻季>花生季>晚稻季。Vd（NH3）、Vd（NO2）、Vd（HNO3）和Vd（NH4+/NO3-）年均值分别为0.25±0.01、0.12±0.01、0.78±0.04和0.15±0.01cm/s,年内波动较大,尤以NH3和NO2最明显；年际上,Vd（NH3）和Vd（HNO3）呈逐年递减,Vd（NO2）相对较稳定,Vd（NH4+/NO3-）则呈先降后增趋势。2.NH3、NO2、粒子NH4+-N、粒子NO3--N的浓度分别为164.64±93.16、67.67±44.66、1.9±1.26和3.21±2.17μgN/m3,降水NH4+-N、NO3--N、DON、TNI的浓度分别为1.05-1.49、0.54-0.72、0.56-3.71、2.63-5.72 mgN/L,而HNO3（g）的浓度较低,几乎为0。NH3的浓度以冬春季较高,降水DON浓度以夏秋季较高,而NO2、粒子态氮及降水NH4+-N、NO3--N和TN均表现为秋冬季高于春夏季。大气氮化物浓度以非生长季较高。作物生长季内,NH3以花生/早稻季较高,NO2、粒子态氮及降水NH4+-N浓度均以中/晚稻季较高,而降水NO3--N、DON和TN浓度则表现为早/晚稻季>花生/中稻季。3.大气氮湿沉降通量为59.18±29.93kgN/（ha-yr）,其中DIN和DON沉降量基本相当。大气氮干沉降通量为73.09±12.87 kgN/（ha-yr）,其与湿沉降（仅DIN）的比值为2.4。干沉降以气态氮为主,其占干沉降通量的98.09%。季节上,大气氮湿沉降表现为春夏季>秋冬季而干沉降表现为冬春季>夏秋季。作物生长季内,大气氮干、湿沉降通量分别为34.38±9.87和36.57±25.13 kgN/（ha-yr）,均以花生季最高、晚稻季最低。4.研究区大气氮总沉降通量为94.50-185.99 kgN/（ha-yr）,其中DIN总沉降通量为104.20±15.29 kgN/（ha-yr）,沉降途径上以干沉降为主,沉降组分上以还原态氮沉降尤其是NH3为主。大气氮总沉降通量有冬春季>夏秋季的特征,作物生长季内总沉降通量为70.95±30.88 kgN/ha,略高于非生长季。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 大气氮沉降概念、来源及影响因素
• 1.1.1 概念
• 1.1.2 来源
• 1.1.3 影响因素
• 1.2 大气氮沉降研究方法进展
• 1.2.1 湿沉降
• 1.2.2 干沉降
• 1.2.3 大气氮沉降样品测定
• 1.3 大气氮沉降向农田生态系统输入通量
• 1.4 本研究的意义、内容及技术路线
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 主要研究内容
• 1.4.3 技术路线
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 研究地点概况
• 2.2 气象资料的观测与收集
• 2.3 大气氮化物浓度的监测
• 2.3.1 大气氮湿沉降样品采集
• 2.3.2 大气氮干沉降样品采集
• 2.3.3 大气氮化物浓度测定
• 2.4 大气氮沉降通量的计算
• 2.4.1 大气氮湿沉降通量的估算
• 2.4.2 大气氮干沉降通量的估算
• 2.4.3 大气氮总沉降通量的估算
• 2.5 数据统计与分析
• 第3章 典型红壤农田区大气氮湿沉降通量研究
• 3.1 研究区大气降水及其酸化特征
• 3.1.1 大气降水特征
• 3.1.2 大气降水酸度特征
• 3.2 研究区降水中氮化物的浓度特征
• 3.2.1 降水中氮化物浓度的月变化
• 3.2.2 降水中氮化物浓度的季变化
• 3.2.3 降水中氮化物浓度的年际变化
• 3.3 研究区大气湿沉降氮通量的特征
• 3.3.1 大气氮湿沉降通量的月变化
• 3.3.2 大气氮湿沉降通量的季变化
• 3.3.3 大气氮湿沉降通量的年际变化
• 3.4 讨论
• 第4章 典型红壤农田区大气氮干沉降通量研究
• D）的估算及特征'>4.1 典型红壤区大气氮干沉降速率（V_D）的估算及特征
• 4.1.1 大气氮干沉降速率的日变化
• 4.1.2 大气氮干沉降速率的月季变化
• 4.1.3 大气氮干沉降速率的年际变化
• A）变化及特征'>4.2 典型红壤农区大气氮化物浓度（C_A）变化及特征
• 4.2.1 大气氮化物浓度的月变化
• 4.2.2 大气氮化物浓度的季变化
• 4.2.3 大气氮化物浓度的年际变化
• D）的变化'>4.3 典型红壤农田区大气氮干沉降通量（F_D）的变化
• 4.3.1 大气氮干沉降通量的月变化
• 4.3.2 大气氮干沉降通量的季变化
• 4.3.3 大气氮干沉降通量的年际变化
• 4.4 讨论
• 第5章 典型红壤农田区大气氮总沉降通量研究
• 5.1 大气氮总沉降通量
• 5.1.1 大气氮总沉降通量的月季变化
• 5.1.2 大气氮总沉降通量的年际变化
• 5.2 不同形态氮对大气氮总沉降通量的贡献
• 5.3 与临界负荷的比较
• 5.4 讨论
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 创新之处
• 6.3 不足之处
• 附录
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢