一种精确定量湖泊生态系统氮循环的方法

摘要

精确定量湖泊生态系统氮循环的方法，1)应用同位素配对方法，定量研究湖泊生态系统沉积物-水界面的氮素迁移转换；2)水-气界面氮素的释放通过密闭室-气相色谱法测定N2O产生量来确定。从而精确定量水-气界面的氮素释放量；3)采用杜马斯法测定水生植物的生物量及植物体内氮素含量，确定水生植物对氮素的吸收量：4)采用MPN法测定生态系统中微生物的生物量，测定微生物在氮素转换过程中的作用及其对氮素的转化量，5)应用稳定性同位素技术测量水生动物对氮素的吸收同化，精确定量氮素的循环；即测量水生动物食物网及营养级结构，确定氮素在食物网中的迁移转化；上述过程均在同一模拟生态系统中进行。

主权项

精确定量湖泊生态系统氮循环的方法，其特征是步骤如下：1)应用同位素配对方法，通过测定水中溶解性同位素气体N2含量，测量湖泊生态系统中耦合硝化‑反硝化、非耦合硝化‑反硝化及厌氧氨氧化过程，从而定量获得湖泊生态系统沉积物‑水界面的氮素迁移转换指标；2)水‑气界面氮素的释放通过密闭室‑气相色谱法测定N20产生量来确定。从而精确定量水‑气界面的氮素释放量；3)采用杜马斯法测定水生植物的生物量及植物体内氮素含量，确定水生植物对氮素的吸收量：将植物样品在900℃～1200℃高温下燃烧，燃烧过程中产生混合气体，其中的干扰成分被适当的吸收剂所吸收，混合气体中的氮氧化物被还原成分子氮，检测氮含量，从而明确水生植物对氮素的同化吸收量；4)同时，采用MPN法测定生态系统中微生物的生物量，测定微生物在氮素转换过程中的作用及其对氮素的转化量，即利用待测微生物的特殊生理功能的选择性，来摆脱其他微生物类群的干扰，并通过该生理功能的表现来判断该类群微生物的存在和丰度，确定氮循环菌的生物量，从而明确微生物对氮的同化吸收；5)应用稳定性同位素技术(δ13C和δ15N)测量水生动物对氮素的吸收同化，精确定量氮素的循环；即测量水生动物食物网及营养级结构，确定氮素在食物网中的迁移转化；上述过程均在同一模拟生态系统中进行，即在同一装置中精确模拟湖泊生态系统中氮素在沉积物，水体、空气及水生动植物之间的迁移转化；综合考虑所有氮素转化途径时，氮素变化方程式如下： dN dt = dN SW dt + dN WG dt + d N WP dt + dN WM dt + dN WO dt dN表示水体中氮的变化量；dNSW表示泥水界面氮的变化量；dNWG表示水气界面氮的释放通量，dNWP表示水生植物对氮素的吸收过程；dNWM表示水体中微生物硝化‑反硝化造成的氮量变化，dNWO表示水生动物对氮的同化量。