ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت
19,600 تومانشناسه فایل: 5598
چکیده
برای مقایسه سه تکنیک زیست ردیابی برای ارزیابی آلودگی نیتروژن (N) در آلمان، 326 گلسنگ، 153 خزه، و 187 نمونه پوست درخت از 16 سایت شبکه ردیابی ملی رسوب نیتروژن تهیه گردید. محدوده ی مورد تجزیه و تحلیل محتویات N از تمام زیست ردیاب های بررسی شده (0.32% – 4.69%) و مقادیر δ15N شناسایی شده (-15.2% -1.5%) آشکارسازی الگوهای فضایی خاص گونه های غلظت نیتروژن در زیاگان را امکان پذیر ساخت تا رسوب نیتروژن موجود در جو در آلمان مشخص شود. مقایسه داده های رسوب نیتروژن اندازه گیری شده و مدل سازی شده نشان می دهد که گلسنگ ها قادر به بازنمایی رسوب N محلی نشات گرفته از کشاورزی هستند.
مقدمه مقاله
افزایش شدت زمین های کشاورزی از طریق استفاده از کود نیتروژنی (N)، ناشی از تقاضای رشد محصولات کشاورزی، دارای تاثیرات عمده ای بر اکوسیستم های سراسر جهان داشته است (Galloway و همکارانش، 2008؛ Godfray و همکارانش، 2010). انتظار می رود رشد مصرف پیش بینی شده آینده جمعیت انسانی این مشکل را بیشتر کند و موجب شود که نظارت و کنترل انتشار نیتروژن به عنوان مهمترین اولویت برای علوم زیست محسوب شود. گازهای نیتروژنی خاصی مانند آمونیاک (NH3)، عمدتا به سبب پرورش حیوانات افزایش یافته است (Erisman و همکارانش، 2008؛ Krupa، 2003) NH3 بسیار واکنش پذیر است و ترجیحا به عنوان رسوب خشک در نزدیکی منبع تولید شده ذخیره می شود، درحالی که محصول واکنش پذیر آمونیوم آن (NH4+) عمدتا از طریق بارش بر حسب رسوب مرطوب شسته می شود. این دو ترکیب، در مجموع NHx نامیده می شود، که نقش کلیدی در رسوب کل N دارد (Asman و همکارانش، 1998؛ Krupa، 2003) و می تواند در دوزهای بالا بر پوشش گیاهی تاثیر بگذارد (Bobbink و همکارانش، 2010؛ Sheppard و همکارانش، 2011). در مقایسه با گیاهان آوندی، گیاهان در سطح پایین تر همانند گلسنگ ها و خزه ها بر ورودی های جو همانند منابع اولیه مواد مغذی شان بستگی دارند و می توانند بسیار حساس به تاثیر مستقیم NHx باشند (Bobbink و همکارانش، 2010؛ Sheppard و همکارانش، 2011؛ Skinner و همکارانش، 2006). علاوه بر این، کیپ و همکارانش (2009) سطح بحرانی NH3 پایین تری (CLE) را برای این نوع پوشش گیاهی حساس تعریف کردند. بنابراین، خزه ها و گلسنگ ها برای شناسایی ورودی نیتروژن در سطح اکوسیستم به سبب فیزیولوژی و بوم شناسی خاص خودشان مناسب هستند (Hauck، 2010؛ Turesky، 2003). چنین موجودات زنده ای که می توانند برای تعیین کمی غلظت ها در محیط زیست استفاده شوند به عنوان زیست ردیاب های تجمعی نامیده می شوند (Conti و Cesshetti ، 2001). گلسنگ ها (Brutrig، 1993؛ Frati و همکارانش، 2007؛ Gaio-Oliveria و همکارانش، 2001؛ Gombert و همکارانش، 2003؛ Raymond و همکارانش، 2010؛ Remke و همکارانش، 2009؛ Sochting، 1995) و خزه ها (Harmens و همکارانش، 2011؛ Leith و همکارانش، 2005؛ Pesch و همکارانش، 2007؛ Pitcarin و همکارانش، 2006) بطور مکرر در مطالعات گسترده اروپا و در سطح ملی استفاده شده اند. علاوه بر این، پوسته درخت منابع دیگری برای ارزیابی رسوبات جوی N می باشد (Mitchell و همکارانش، 2005؛ Poikolainen و همکارانش، 1998).
برای شناسایی منابع نیتروژن جویی زیربنایی، علامت ها/امضاء های δ15N ترکیب های نیتروژن جو استفاده شد (Freyer، 1978؛ Heaton و همکارانش، 1997). فراوانی 15N شاخصی باارزش و پر کاربرد از منابع و مسیرهای نیتروژن در موجودات زنده و اکوسیستم ها است (Hogberg، 1997؛ Robinson، 2001). بطور کلی پذیرفته شده است که علامت های تعیین شده ی δ15N در گلسنگ (Boltersdorf و Werner ؛ 2013؛ Fogel و همکارانش، 2008؛ Lee و همکارانش، 2009؛ Russow و همکارانش، 2004؛ Tozer و همکارانش، 2005) و در بافت خزه ها (Bragazza و همکارانش، 2005؛ Liu و همکارانش، 2008؛ Solga و همکارانش، 2005؛ Zechmeister و همکارانش، 2008) قادر به منعکس سازی ایزوتوپ نیتروژن غالب در محیط زیست است. در بافت ردیابی پوسته، تعیین فراوانی 15N نیز به طور موفقیت آمیزی مورد استفاده قرار گرفته است (Schulz و همکارانش، 2001).
ABSTRACT Comparative use of lichens, mosses and tree bark to evaluate nitrogen deposition in Germany
To compare three biomonitoring techniques for assessing nitrogen (N) pollution in Germany, 326 lichen, 153 moss and 187 bark samples were collected from 16 sites of the national N deposition monitoring network. The analysed ranges of N content of all investigated biomonitors (0.32%–4.69%) and the detected δ15N values (−15.2‰–1.5‰), made it possible to reveal species specific spatial patterns of N concentrations in biota to indicate atmospheric N deposition in Germany. The comparison with measured and modelled N deposition data shows that particularly lichens are able to reflect the local N deposition originating from agriculture.
Introduction
Increasing intensification of agricultural land through the application of nitrogen (N) fertilizer, caused by the growing demand for agricultural products, has had major impacts on ecosystems worldwide (Galloway et al., 2008; Godfray et al., 2010). Future predicted consumption growth of the human population is expected to further exacerbate this problem, making the monitoring and control of N emissions a high priority for environmental science. Particularly nitrogenous gases such as ammonia (NH3), have increased mainly due to animal farming (Erisman et al., 2008; Krupa, 2003). NH3 is highly reactive, and preferentially deposited as dry deposition close to the emitted source, whilst its reaction product ammonium (NH4 þ) is principally washed out by precipitation in terms of wet deposition. These two compounds, collectively referred to as NHx, are major contributors to total N deposition (Asman et al., 1998; Krupa, 2003) and can have an effect on vegetation in high doses (Bobbink et al., 2010; Sheppard et al., 2011). In comparison to vascular plants, lower plants such as lichens and mosses depend on atmospheric inputs as their primary source of nutrients, and can be highly sensitive to direct impacts of NHx (Bobbink et al., 2010; Sheppard et al., 2011; Skinner et al., 2006). Furthermore, Cape et al. (2009) defined a lower NH3 Critical Level (CLE) for this sensitive vegetation type. Mosses and lichens are therefore suitable to indicate the N input at ecosystem level due to their specific physiology and ecology (Hauck, 2010; Turetsky, 2003). Such organisms that can be used for the quantitative determination of contaminants in the environment are referred to as accumulative biomonitors (Conti and Cecchetti, 2001). Lichens (Bruteig, 1993; Frati et al., 2007; Gaio-Oliveira et al., 2001; Gombert et al., 2003; Raymond et al., 2010; Remke et al., 2009; Søchting, 1995) and mosses (Harmens et al., 2011; Leith et al., 2005; Pesch et al., 2007; Pitcairn et al., 2006) have frequently been used in local, national and European wide studies. In addition to this, tree bark offers another resource for the assessment of atmospheric N depositions (Mitchell et al., 2005; Poikolainen et al., 1998). To identify underlying atmospheric N sources, d15N signatures of atmospheric N compounds are used (Freyer, 1978; Heaton et al., 1997). The abundance of 15N is a valuable and widely used indicator of sources and pathways of N in organisms and ecosystems (Högberg, 1997; Robinson, 2001). It is generally accepted that the determined d15N signatures in lichen (Boltersdorf and Werner, 2013; Fogel et al., 2008; Lee et al., 2009; Russow et al., 2004; Tozer et al., 2005) and in moss tissue (Bragazza et al., 2005; Liu et al., 2008; Solga et al., 2005; Zechmeister et al., 2008) are able to reflect predominating N isotope sources in the environment. In the context of bark monitoring, the determination of the abundance of 15N has also been applied successfully (Schulz et al., 2001)
- مقاله درمورد ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت
- استفاده تطبیقی از گلسنگ ها، خزه ها و پوسته درخت برای ارزیابی رسوب نیتروژن
- پروژه دانشجویی ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت
- پایان نامه در مورد ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت
- تحقیق درباره ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت
- مقاله دانشجویی ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت
- ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت
- گزارش سمینار در مورد ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت
- گزارش کارورزی درباره ارزیابی رسوب نیتروژن با استفاده مقایسه ای از گلسنگ ها، خزه ها و پوست درخت