晏维金、王芳、王佳宁等在Global Biogeochemical Cycles上发表的SCI论文

晏维金、王芳、王佳宁等在国际地学著名刊物Global Biogeochemical Cycles(影响因子4.785,在全球Geosciences 刊物中排名第五)上发表的关于“长江释放氧化亚氮及其对长江氮负荷响应”的研究论文。

Weijin Yan(晏维金), Libiao Yang, Fang Wang(王芳), Jianing Wang(王佳宁), Pei Ma. 2012. Riverine N2O concentrations, exports to estuary and emissions to atmosphere from the Changjiang River in response to increasing nitrogen loads. Global Biogeochemical Cycles, VOL. 26,GB4006,doi: 10.1029/2010GB003984.

论文通过野外观测和室内分析,研究了长江下游-河口区氧化亚氮的溶存浓度、饱和度和释放通量的昼夜变化和季节变化;揭示了河流氧化亚氮浓度与硝酸盐含量、河流反硝化净产量的关系;评估了IPCC关于河流氧化亚氮释放系数的适用性;在此基础上,定量地阐明了近30多年来长江输送氧化亚氮对大气和河口的贡献量。论文取得的主要成果如下:

1、研究了长江下游-河口区氧化亚氮的溶存浓度、饱和度和释放通量的昼夜变化和季节变化,结果表明,N2O的溶存浓度变化范围为0.155~0.814(均值0.479 ± 0.146)μg N L-1;相应地,河流N2O饱和度和释放量变化范围为分别为92%~346%(均值216% ± 54%)和 0.51~47.1(均值14.3 ± 10.5)μg N m-2 h-1。长江水体N2O在所有采样时间内几乎都处于过饱和状态,表明长江是大气N2O的释放源。

2、研究揭示长江溶存氮气表观产量(ΔN2)的变化范围为0.01~0.47 mg N-N2 L-1,表明长江存在明显的反硝化作用;氧化亚氮表观产量(ΔN2O)与氮气表观产量(ΔN2)存在显著的线性正相关关系(r2 = 0.79, p < 0.0001),其质量比的变化范围为0.51~1.12%,说明氧化亚氮来源于氮的反硝化过程。

3、建立了长江溶存氧化亚氮与水体硝酸盐浓度的关系模型,Log(N2O) = -0.39 + 0.69×Log(NO3-)。在此基础上,定量地阐明了近30年来(1970-2002)长江向河口输送氧化亚氮的年通量从91增加到470吨氮,向大气释放的氧化亚氮年通量从330增加到3650吨氮。

4、基于IPCC关于河流氧化亚氮释放系数的定义,运用长江释放氧化亚氮的量与长江输送硝酸盐通量的比值来评估氧化亚氮释放系数,结果显示,实测结果与IPCC的给定值(0.25%)存在较大差异,表明像长江这样的开放水体,与大气之间存在着氧化亚氮的快速交换过程。因此,对IPCC的河流氧化亚氮释放系数需要进一步的观测研究。

本研究受到国家自然科学基金项目(20777073)和中国科学院地理科学与资源研究所领域前沿项目(2012QY001)资助。

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