地质储存二氧化碳泄漏对地表典型植物的影响

发布时间：2019-09-07 19:20

【摘要】：近年来,由温室气体引起的全球气候变化已经严重威胁着人类生活,如何减排温室气体成为大家关注的焦点。CO2地质储存技术能够有效减少温室气体排放量,然而储存在地下的CO2有泄漏的风险,一旦泄露可能会影响泄漏点附近的生态环境。植被是生态系统的重要组成部分,可以通过植物生长情况表征其生长环境的优劣。本文通过研究五种植被对土壤高浓度CO2的响应,力求筛选出对土壤高浓度CO2敏感的指标及植物,为地质储存CO2泄漏对地表生态环境的影响评估提供依据。为了能够反映出自然条件下地质储存CO2泄漏的真实状态,本文采用人工模拟的方式,将已配制成实验设定浓度的CO2从实验装置底部通入,让其自由散逸直至土壤耕作层。通过前期实验,本次设定的CO2浓度为50000ppm、100000ppm、150000ppm,选种的植物为C3的黑麦草、小麦、豌豆,C4的玉米、苋菜。在实验中对植物的出苗率、株高、叶片数、果实产量等作以统计分析,并对植物的生理生化指标:光合色素、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛的含量,过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化歧化酶活性等进行测定。通过本文研究得出以下重要结论:(1)土壤CO2浓度升高,引起植物出苗率降低、植株矮小、叶片发黄、果实产量下降。其中,小麦及玉米株高显著降低,在50000ppm浓度区较对照区分别降低44.94%、33.45%;玉米和苋菜叶片数显著减少,分别在50000ppm、100000ppm浓度区较对照区减少20%、46.15%;豌豆出苗率、果实重量、果实数量与土壤CO2浓度呈显著的负相关,相关系数分别为0.948、0.912、0.981。(2)当植物在盐胁迫环境时,会通过抗氧化系统及渗透调节来缓解胁迫伤害。在土壤CO2浓度升高引起的盐胁迫条件下,过氧化物酶(POD)和可溶性糖对此胁迫较敏感,能够及时发生抗逆反应减轻伤害。(3)综合分析五种典型植物生长性状及生理生化指标对不同土壤CO2浓度的响应,可以得出温室实验区中C3植物豌豆,室外实验区中C4植物玉米较其他植物对由土壤CO2浓度升高造成的逆境胁迫敏感。
【图文】：

原位试验,俯视图,环境

长安大学硕士学位论文第二章试验方案及材料地质储存 CO2泄漏对地表植被影响研究试验在陕西省长安大学水与环境实验基地行。该实验基地隶属于“旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室”，由人工降雨厅、室内物理模拟实验室和水与环境原位试验场组成。地质储存 CO2泄漏对环境影响验区位于水与环境原位试验场的东北角，如图 2.1 所示：

室外试验,CO2浓度,温室,盘管

CO2灌贮示范区的土壤，装入的试样介质用水泡三次，饱和后从下部空腔中将水抽搁置一段时间后进入试验。温室实验框为木质立方体，框壁加内衬，其规格为1m*1m*0.6m。试验框底部设置 PVC 材质气体盘管（直径 2cm），盘管上均匀排布 C泄露小孔，共盘绕三圈，，且两两盘环间距为 8cm，盘管上铺设 1m*1m 钢丝网以防止气孔堵塞。温室各个 CO2浓度实验区的设置及实验土壤与试验柱的相同。每个试验柱上－0.3m、－0.5m、－1.5m、－2.5m、－3.0m 处设有测量 CO2浓度头，温室实验框－0.3m 处设有测量土壤中 CO2浓度的探头。CO2气体浓度测量的分仪器由北京市华云分析仪器研究所研制，分便携式的 GXH-3010E1 和在线测量的GXH-3011N 两种型号，便携式主要用于测定室外试验柱－0.3m 处、温室实验框－0处 CO2浓度，在线测量主要用于测定试验柱－0.5m、－1.5m、－2.5m、－3.0m 处 C浓度。室外试验柱、温室试验框 CO2浓度测定探头设置位置，CO2测量仪器如图 22.3 示：
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X173;X511

【参考文献】