城市湖泊的甲烷排放時(shí)空變化及其與水文水質(zhì)關(guān)系

【摘要】：大氣甲烷(CH_4)濃度的不斷攀升引起了全球范圍的關(guān)注。本論文對(duì)人為干擾較為嚴(yán)重的城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了CH_4排放的研究,運(yùn)用靜態(tài)浮箱法和氣相色譜分析法對(duì)城市湖泊的CH_4排放通量進(jìn)行測(cè)定,并綜合現(xiàn)場(chǎng)樣點(diǎn)的水文、水質(zhì)、氣象的觀測(cè)數(shù)據(jù)及室內(nèi)模擬培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),分析了水文水質(zhì)對(duì)CH_4排放的影響。 研究發(fā)現(xiàn)北京市五環(huán)內(nèi)城市湖泊上空CH_4濃度水平較高,10個(gè)湖泊上空CH_4濃度季節(jié)之間的差異性顯著,4個(gè)典型湖泊連續(xù)變化具有一定的規(guī)律,大都在7-8月份出現(xiàn)峰值,3月初融冰時(shí)CH_4濃度都會(huì)略有上升。 10個(gè)湖泊夏、秋、春3個(gè)季節(jié)CH_4平均排放通量為4.105±7.927 mg m~(-2) h~(-1),空間分布特征表現(xiàn)為一些歷史久,面積小的湖泊CH_4排放通量較高,湖泊水源較好、面積較大的湖泊CH_4排放通量較低,而經(jīng)人為修建或改建的較大湖泊CH_4排放通量也較高。風(fēng)速、底泥的pH和Eh是影響湖泊CH_4排放空間分布的重要因素。 4個(gè)典型湖泊年平均CH_4排放通量為2.862±5.083 mg m~(-2) h~(-1),季節(jié)性連續(xù)變化表明CH_4排放具有一定的時(shí)間變化規(guī)律,CH_4排放期為3月到11月,其中高峰期為7到9月份,秋冬季節(jié)CH_4排放通量很低;位于市中心的什剎海進(jìn)入排放期較早;溫度是影響湖泊CH_4排放時(shí)間變化的主要因素。 根據(jù)甲烷排放通量的空間和時(shí)間變化計(jì)算得北京市五環(huán)內(nèi)城市湖泊CH_4年排放量約為0.262-0.375Gg,占整個(gè)北京地區(qū)的0.1%。在整個(gè)北京地區(qū)CH_4排放網(wǎng)格分布中屬高CH_4排放區(qū),主要表現(xiàn)為季節(jié)性高CH_4排放。 環(huán)境變量與CH_4排放通量的關(guān)系表明氣溫、水溫和底泥溫度與CH_4排放通量之間呈正指數(shù)相關(guān),底泥溫度與CH_4通量的指數(shù)級(jí)最高;CH_4排放通量與水體的pH值弱相關(guān),與水體中的TOC和BOD_5具有一定的相關(guān)性;底質(zhì)的Eh與CH_4排放通量呈極顯著負(fù)相關(guān),在Eh＜-150 mv的時(shí)候是CH_4排放通量的拐點(diǎn)。 湖泊底質(zhì)產(chǎn)CH_4能力與CH_4排放通量并不一致,什剎海是產(chǎn)CH_4潛力最大的湖泊;正交模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化水體有助于CH_4的產(chǎn)生,其中在COD含量較高而TN含量較低的狀況下對(duì)CH_4產(chǎn)生的促進(jìn)作用最大。 隨著城市化的推進(jìn),城市湖泊產(chǎn)生的溫室氣體會(huì)有更多的增加,應(yīng)當(dāng)引起重視。 【關(guān)鍵詞】：城市湖泊 甲烷排放 時(shí)空變化 水文水質(zhì) 水體富營(yíng)養(yǎng)化
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：X524
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 文獻(xiàn)綜述9-20
• 1.1.1 全球甲烷排放現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 城市生態(tài)系統(tǒng)10-12
• 1.1.3 城市湖泊12-13
• 1.1.4 湖泊甲烷排放過程13-17
• 1.1.5 湖泊甲烷的通量17
• 1.1.6 研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)17-20
• 1.2 甲烷排放通量研究技術(shù)及方法20-22
• 1.3 研究意義與目標(biāo)22-23
• 1.3.1 研究意義22-23
• 1.3.2 研究目標(biāo)23
• 1.4 研究思路與內(nèi)容23-25
• 第2章 北京市城市湖泊概況與研究方法25-31
• 2.1 北京市城市湖泊概況25-26
• 2.2 北京市城市湖泊水域面積狀況26-28
• 2.3 材料與方法28-31
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)樣點(diǎn)的選取28-29
• 2.3.2 野外觀測(cè)方法29
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)室分析29-30
• 2.3.4 數(shù)據(jù)分析30-31
• 第3章 北京市城市湖泊上空甲烷濃度水平31-41
• 3.1 北京城市湖泊的水文水質(zhì)狀況31-33
• 3.1.1 10個(gè)湖泊水文水質(zhì)的空間分布特征31-32
• 3.1.2 典型湖泊水文水質(zhì)季節(jié)特征32-33
• 3.2 湖泊上空甲烷濃度水平33-35
• 3.3 10個(gè)湖泊上空甲烷濃度季節(jié)性的空間分布特征35-36
• 3.4 典型湖泊上空甲烷濃度的連續(xù)變化特征36-38
• 3.5 影響湖泊上空甲烷濃度的因素38-39
• 3.6 小結(jié)39-41
• 第4章 北京市城市湖泊甲烷排放時(shí)空變化特征41-55
• 4.1 城市湖泊甲烷排放通量的空間變化特征41-44
• 4.1.1 10個(gè)湖泊甲烷排放通量季節(jié)性的空間分布特征41-42
• 4.1.2 10個(gè)湖泊甲烷排放通量的空間分布特征42-43
• 4.1.3 城市湖泊甲烷排放通量空間分布影響因素43-44
• 4.2 典型湖泊甲烷排放通量的季節(jié)變化特征44-48
• 4.2.1 典型湖泊甲烷排放通量連續(xù)變化44-46
• 4.2.2 典型湖泊甲烷排放通量連續(xù)變化的影響因素46-48
• 4.3 甲烷排放與環(huán)境變量整體關(guān)系48-51
• 4.3.1 氣象因素48-49
• 4.3.2 水環(huán)境因素49-50
• 4.3.3 底質(zhì)因素50-51
• 4.4 北京市城市湖泊甲烷年排放量51-53
• 4.5 小結(jié)53-55
• 第5章 城市湖泊底泥產(chǎn)甲烷能力研究55-66
• 5.1 城市湖泊底泥產(chǎn)甲烷能力研究55-60
• 5.1.1 試驗(yàn)材料及研究方法55-57
• 5.1.2 試驗(yàn)土樣的理化性質(zhì)57
• 5.1.3 培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果57-60
• 5.2 水體富營(yíng)養(yǎng)化影響因素對(duì)甲烷產(chǎn)生的影響60-65
• 5.2.1 試驗(yàn)材料及研究方法60-62
• 5.2.2 試驗(yàn)底泥的理化性質(zhì)62-63
• 5.2.3 結(jié)果63-65
• 5.3 小結(jié)65-66
• 第6章 結(jié)論與展望66-69
• 6.1 結(jié)論66-68
• 6.2 進(jìn)一步工作的方向68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻(xiàn)71-80
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果80

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Spatiotemporal variations in mid-upper tropospheric methane over China from satellite observations    

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南昌將立法保護(hù)城市湖泊    

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利用城市湖泊控制暴雨污染    嚴(yán)武;

城市湖泊的生存危機(jī)及保護(hù)對(duì)策    潘劍;麻君麗;

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城市湖泊發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策探析    馬小雪;張軍以;

武漢城市湖泊汞遷移與富集理想模式    蘇秋克;祁士華;蔣敬業(yè);馬振東;

北京“六海”城市湖泊生態(tài)需水計(jì)算    曾勇;楊志峰;劉靜玲;

江湖聯(lián)通對(duì)城市湖泊水系水質(zhì)改善研究    徐艷紅;張萬順;張婷慧;韋曉慧;

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對(duì)城市湖泊富營(yíng)養(yǎng)化狀況的探究——以北京七海為例    李佩曉;

做好城市規(guī)劃 防止水景住宅成“圍水住宅”    石秋池 水利部水資源管理司

保護(hù)城市明眸    記者　羅德斌

江西南昌出臺(tái)我國(guó)首部保護(hù)城市湖泊的地方法    余超

首部保護(hù)城市湖泊地方法規(guī)出臺(tái)    黃輝 記者　李青

南昌城市湖泊保護(hù)力度亟須加大    本報(bào)記者 張玉珍　實(shí)習(xí)生 吳超文

城市湖泊面臨的問題    劉麗萍

法律護(hù)身“城中湖”    記者 謝元鑒

填湖造地最高可罰5萬元    記者 謝元鑒

如何讓城市之水“活”起來    鄧建勝

湖光水影映洪城    本報(bào)記者　劉小榮

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廣東省城市湖泊氮、磷污染特征研究    郭曉彬

城市湖泊的甲烷排放時(shí)空變化及其與水文水質(zhì)關(guān)系    艾永平

廣東典型城市湖泊浮游植物特征及其對(duì)水生植被修復(fù)的響應(yīng)    劉嫻

基于RS/GIS的武漢城市湖泊演化研究    王芳

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城市湖泊底泥污染釋放規(guī)律及在水質(zhì)模型中的應(yīng)用    董浩平