沟渠湿地N2O排放对水位变化的响应机理研究
批准号:
41601273
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
张树楠
依托单位:
学科分类:
D0709.基础土壤学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
邹刚华、伍延正、周娟、吴晓、姚燃
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中文摘要
氧化亚氮(N2O)是一种重要的温室气体,由于当前全球排放量在不断增加,使其在生态环境研究中备受关注。沟渠湿地是我国农业系统N2O排放的重要来源之一,有关沟渠湿地中N2O排放与水位变化的关系还缺乏了解。本项目模拟亚热带农区沟渠湿地,通过野外长期定位试验,利用漂浮静态箱-气相色谱和顶空平衡方法,研究沟渠湿地不同水位下N2O排放特征和水溶N2O浓度及二者内在关系;动态监测影响N2O排放的环境参数,结合多元回归模型,揭示沟渠湿地N2O排放关键驱动因子;采用实时定量PCR和T-RFLP技术,探讨沟渠湿地硝化反硝化微生物种群数量与群落结构对水位变化的响应及其与N2O排放的耦合机制。开展本研究有助于深入认识农业湿地N2O排放规律,同时为我国沟渠湿地系统N2O减排提供科学依据。
英文摘要
Nitrous oxide (N2O) is a powerful greenhouse gas. N2O emission is growing in a global scale, so numerous researches have been focused on global climate change. The vegetated ditch is an important source of N2O emission in agricultural systems. To date few studies have reported the relationship between N2O emission and water level in the vegetated ditch. This research constructs a simulated vegetated ditch, and a long-term field trial will be carried out in the subtropical agricultural areas. Using the static floating chamber-gas chromatography and empty balance method, N2O emission characteristics and dissolved N2O concentrations are studied under different water levels in the vegetated ditches. Then the environment parameters affecting N2O emission are dynamically monitored, and the key environmental factors driving to N2O emissions are revealed through multivariate regression model. By real-time quantitative PCR and T-RFLP technique, the coupling mechanism between the population and community structure of nitrifying and denitrifying microorganisms and N2O emissions under different water levels are studied. To conduct this research helps to understand the law of N2O emissions in agricultural wetlands, simultaneously providing theoretical basis for reduction of N2O emission in vegetated ditches.
氧化亚氮(N2O)是一种重要的温室气体,由于当前全球排放量在不断增加,使其在生态环境研究中备受关注。沟渠湿地是我国农业系统N2O排放的重要来源之一,有关沟渠湿地中N2O排放与水位变化的关系还缺乏了解。本项目模拟亚热带农区沟渠湿地,通过野外长期定位试验,研究了沟渠湿地不同水位下N2O排放特征,动态监测了影响N2O排放环境参数,探讨了沟渠湿地硝化反硝化微生物种群数量与群落结构对水位变化的响应变化特征。结果表明,不同水位沟渠湿地N2O排放量差异显著,水位越低,N2O排放量越高。10 cm水位沟渠湿地N2O累积排放量为141.20 mg/m2,是40 cm水位排放量的3.17倍。Pearson相关性分析表明,沟渠湿地N2O排放主要受水体pH、DO和T以及底泥NH4+-N和NO3--N影响。随着水体pH和DO浓度的降低,N2O排放显著增加(p <0.01)。N2O排放与水体氮无相关性,却与底泥氮呈现显著性的相关性,该结果表明沟渠湿地N2O排放主要源于底泥微生物作用的结果。N2O排放与底泥NH4+-N呈显著负相关(p <0.01),与底泥NO3--N呈显著正相关(p <0.01),说明沟渠湿地微生物硝化和反硝化作用可能均对N2O排放有贡献。与硝化微生物AOB相比,AOA在沟渠湿地N2O排放中起主要作用,高通量测序结果表明硝化微生物中起关键作用的是泉古菌和亚硝化螺菌属微生物。与反硝化基因narG相比,nosZ基因在N2O排放中起关键作用;反硝化微生物中起关键作用的是慢生根瘤菌和变形杆菌属微生物。开展本研究有助于深入认识N2O排放与水位变化内在关系,进而为我国农业湿地系统N2O减排提供科学依据。
期刊论文列表
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专利列表
Nitrogen removal and recovery from lagoon-pretreated swine wastewater by constructed wetlands under sustainable plant harvesting management
在可持续植物收获管理下,人工湿地对泻湖预处理的养猪废水进行氮去除和回收
DOI:10.1016/j.biortech.2018.03.017
发表时间:2018
期刊:Bioresource Technology
影响因子:11.4
作者:Luo Pei;Liu Feng;Zhang Shunan;Li Hongfang;Yao Ran;Jiang Qianwen;Xiao Runlin;Wu Jinshui
通讯作者:Wu Jinshui
Does rice straw application reduce N2O emissions from surface flow constructed wetlands for swine wastewater treatment?
稻草的应用是否可以减少用于养猪废水处理的地表流人工湿地的 N2O 排放?
DOI:10.1016/j.chemosphere.2019.03.084
发表时间:2019
期刊:Chemosphere
影响因子:8.8
作者:Zhang Shunan;Liu Feng;Luo Pei;Xiao Runlin;Chen Junli;Chen Liang;Wu Jinshui
通讯作者:Wu Jinshui
Nitrous oxide emissions from pilot scale three-stage constructed wetlands with variable nitrogen loading
可变氮负荷中试规模三阶段人工湿地的一氧化二氮排放
DOI:10.1016/j.biortech.2019.121687
发表时间:2019
期刊:Bioresource Technology
影响因子:11.4
作者:Zhang Shunan;Liu Feng;Luo Pei;Xiao Runlin;Zhu Huixiang;Wu Jinshui
通讯作者:Wu Jinshui
Are vegetated drainage ditches effective for nitrogen removal under cold temperature?
低温下植被排水沟是否有效除氮?
DOI:--
发表时间:2020
期刊:Bioresource Technology
影响因子:11.4
作者:Shunan Zhang;Feng Liu;Zhenrong Huang;Runlin Xiao;Huixiang Zhu;JIN SHUI WU
通讯作者:JIN SHUI WU
Purification and reuse of non-point source wastewater via Myriophyllum -based integrative biotechnology: A review
基于狐藻的综合生物技术净化和回用非点源废水:综述
DOI:10.1016/j.biortech.2017.07.181
发表时间:2018
期刊:Bioresource Technology
影响因子:11.4
作者:Feng Liu;Shunan Zhang;Pei Luo;Xuliang Zhuang;Xiang Chen;Jinshui Wu
通讯作者:Jinshui Wu
基于植物管理的人工湿地N2O减排机理研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57万元
- 批准年份:2020
- 负责人:张树楠
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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