上海地区大气氮湿沉降及其对湿地水环境的影响

根据1998～2003年上海地区雨水中NO₃^--N、NH₄⁺-N浓度,采用单因子评估模式评价了降雨对湿地水环境的影响,并结合降雨量数据,研究了大气湿沉降氮通量.结果表明,上海地区雨水中氮浓度较高,6年雨水平均硝态氮浓度为259 mg·L^-1,铵态氮浓度为2.16 mg·L^-1,总无机氮（TIN）浓度474 mg·L^-1,远大于水体富营养水中氮浓度阀值（0.2 mg·L^-1）,依据降水中的氮浓度,降水已达到地表水V类、劣V类水平.6年湿沉降氮通量平均值为58.1 kg·hm^-2·yr^-1,其中NO₃^--N占54%.大气氮沉降对湿地水体富营养化影响值得关注.     

不同生态稻区覆膜旱作稻氮营养生理及抗逆生理特性探讨

不同生态稻区生态环境和栽培管理方式不同,覆膜旱作稻氮营养生理和抗逆生理与常规水作稻有些异同,尤其是体内NO₃^--N和NH₄⁺-N含量及分布差异很大.杭嘉湖平原区覆膜旱作稻生长前期受干热天气影响,其分蘖期、拔节期、孕穗期体内NO₃^--N含量较水作稻有不同程度的降低,而NH₄⁺-N含量则极显著提高;金衢盆地覆膜旱作稻孕穗期体内NO₃^--N含量比常规水作稻高,根部NH₄⁺-N含量则显著降低,茎基部和叶片NH₄⁺-N含量有一定增加.正常气候条件下两生态稻区覆膜旱作稻孕穗期叶片硝酸还原酶(NR)活性和谷氨酰胺合成酶(GS)活性较水作稻均有不同程度的提高;丙二醛(MDA)、可溶性糖及脯氨酸(Pro)含量与水作稻相差不大,表明不同生态稻区的覆膜旱作稻可以通过不同的栽培管理模式,促进生长发育,达到高产目的.     

半湿润地区农田夏玉米氮肥利用率及土壤硝态氮动态变化

以土垫旱耕人为土为供试土壤，通过田间试验，研究了不同施氮量下（0、45、90、135和180 kg·hm^-2）夏玉米生育期土壤剖面NO₃^--N的变化特征、氮素利用率及施氮量与土壤NO^₃--N残留的关系.结果表明：在整个生育期内，土壤NO₃^--N含量均以0～20 cm土层最高，且施氮量越高，NO₃^--N含量也越高；0～60 cm土层NO₃^--N含量变化显著，60～100 cm土层NO₃^--N含量变化不大.夏玉米整个生育期，受玉米对氮素的需求和降雨的影响, 0～100 cm土层NO₃^--N累积量呈波动式降低趋势；当施氮量小于135 kg·hm^-2时，作物氮肥利用率随施氮量的增加而显著提高，但当施氮量超过135 kg·hm^-2时呈下降趋势. 氮肥农学利用率随施氮量的增加而减小，氮肥生理利用率随施氮量的增加而递增.土壤中残留NO₃^--N与施氮量呈极显著正线性相关关系 (R²=0.957^**，n=5)；施氮处理籽粒产量显著高于不施氮处理(P<0.05）；施氮量与籽粒产量呈极显著正线性相关关系（R²=0.934^**，n=5）.在本试验条件下，夏玉米生长季适宜施氮量为135 kg·hm^-2.该施氮水平可保证效益和环境的双赢.     

元素硫和双氰胺对蔬菜地土壤硝态氮淋失的影响

采用温室盆栽淋洗试验,以NH₄HCO₃为氮肥源,研究了元素硫(S₀)和双氰胺（DCD）对种葱和不种作物土壤NO₃^--N淋失量和NO₃^--N、NH₄⁺-N浓度的影响.结果表明,在12周试验期间,与对照相比,S₀+DCD和S₀处理NO₃^--N淋失量分别低83%～86%和83%;NH₄⁺-N淋失量分别高16.8～21.0 mg·盆^-1和20.4～25.0 mg·盆^-1;而同期无机氮（NO₃^--N、NH₄⁺-N）淋失量则低60%.试验结束后,,S₀+DCD和S₀处理土壤无机氮含量分别比对照高79.9%～85.4%和74.9%～82.6%,以NH₄⁺-N为主.S₀+DCD处理无机氮淋失量比S₀和DCD处理分别低4.6%～14.4%和15.4%～30.1%;试验结束后土壤无机氮分别高6.1%和16.8～36.0%.在Na₂S₂O₃+DCD、Na₂S₂O₃和DCD处理中也发现类似结果.可见S₀施入土壤具有与DCD同样的氨稳定和硝化抑制作用.S₀与DCD配合施用可使DCD的硝化抑制性增强,其作用机理是S₀氧化中间体S₂O₃^2-、S₄O₆^2-,具有抑制硝化和DCD降解作用,延缓DCD硝化抑制效果.S0与DCD配合施用可用于延缓太湖流域蔬菜地土壤NH₄⁺-N向NO₃^--N转化,减少氮向水体迁移风险.     

草坪系统对城市降雨初期径流氮污染控制作用

为了控制城市旅游区降雨径流污染,在武汉动物园鹿苑区构建草坪系统,研究了草坪系统对城市降雨初期径流氮污染的控制与持留作用。结果表明：草坪系统使预处理后降雨径流中的总氮（TN）、溶解态总氮（DN）和铵态氮（NH₄⁺-N）浓度分别降低16.0％、13.9％和75.6％;草坪系统对氮素的持留率为NH₄⁺-N>90%、TN、DN>65％、硝态氮 (NO₃^--N)>5％;水力负荷显著影响TN出水浓度和处理效率,进水浓度相近、水力负荷从3.3 cm·d^-1升高到8.3 cm·d^-1,TN去除率由28.0%降低至19.8%;草坪宽度影响污染物出水浓度,NH₄⁺-N浓度随着草坪宽度增加而下降,而NO₃^--N浓度变化趋势与之相反,DN在流程10 m处出现最低值。草坪系统在净化降雨初期径流的同时利用了营养盐和水资源,降低了草坪维护的水肥投入。     

红豆草与土壤氮含量对大气二氧化碳浓度升高的响应

在封闭的植物培养箱中,通过盆栽实验,研究了红豆草和土壤氮含量对CO₂浓度增加的响应.结果表明,与正常CO₂浓度(355～370 μmol·mol^-1)相比,CO₂浓度升高(700 μmol·mol^-1),植物生物量增加25.1%(P＜0.01),但植物体氮浓度降低25.3%(P＜0.001),植物全氮没有显著的变化.经3个月盆栽实验后,与原始土壤相比,两种CO₂浓度处理土壤全N、NO₃^--N和NH₄⁺-N都有所降低,而土壤微生物氮则显著增加,这可能与植物生长有关.不同CO₂浓度处理土壤NH₄⁺-N浓度基本一致,但在高CO₂浓度下,土壤NO₃^--N浓度显著降低,而微生物生物氮显著增加.对整个土壤-植物系统而言,盆栽实验后,整个系统全氮有少量增加,但变化不显著,特别是在高CO₂浓度条件下,土壤-植物系统全氮最大,这可能与培养材料红豆草为豆科植物,而且在高CO₂浓度下生物量增加,导致氮的固定量增加有关.     

华西雨屏区苦竹林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

 2007年11月至2008年11月, 对华西雨屏区苦竹(Pleioblastus amarus)人工林进行了模拟氮沉降试验, 氮沉降水平分别为对照(CK, 0 g N·m^–2·a^–1)、低氮(5 g N·m^–2·a^–1)、中氮(15 g N·m^–2·a^–1)和高氮(30 g N·m^–2·a^–1)。每月下旬, 采用红外CO₂分析法测定土壤呼吸速率, 并定量地对各处理施氮(NH₄NO₃)。结果表明: 2008年试验地氮湿沉降量为8.241 g·m^–2, 超出该地区氮沉降临界负荷。在生长季节, 苦竹林根呼吸占总土壤呼吸的60%左右。模拟氮沉降促进了苦竹林土壤呼吸速率, 使苦竹林土壤每年向大气释放的CO₂增加了9.4%～28.6%。在大时间尺度上(如1 a), 土壤呼吸主要受温度的影响。2008年6～10月, 土壤呼吸速率24 h平均值均表现为: 对照<低氮<中氮<高氮。氮沉降处理1 a后, 土壤微生物呼吸速率和土壤微生物生物量碳、氮增加, 并且均与氮沉降量具有相同趋势。各处理土壤呼吸速率与10 cm土壤温度、月平均气温呈极显著指数正相关关系, 利用温度单因素模型可以解释土壤呼吸速率的大部分。模拟氮沉降使得土壤呼吸Q₁₀值增大, 表明氮沉降可能增强了土壤呼吸的温度敏感性。在氮沉降持续增加和全球气候变暖的背景下, 氮沉降和温度的共同作用可能使得苦竹林向大气中排放的CO₂增加。     

畜禽粪便堆肥过程中各种氮化合物的动态变化及腐熟度评价指标

对不同畜禽粪便在堆肥过程中各种含氮化合物的动态变化进行了研究，结合综合性腐熟度评价指标——种子发芽指数（GI），探讨了畜禽粪便堆肥过程中与氮有关的腐熟度评价指标.结果表明：随着堆肥的进行，除奶牛粪外，其它畜禽粪便的全氮（TN）含量均呈先下降而后平稳变化趋势，奶牛粪则呈先增加而后平稳变化趋势；各种畜禽粪便中，碱解性氮（HN）含量先增后降；NH₄⁺-N含量先下降而后保持平稳；NO₃^- -N含量则持续增加；NH₄⁺ -N/NO₃^- -N迅速降低.堆肥腐熟度指标中，除综合性评价指标GI值外，HN/TN和NH₄⁺ -N/TN也可作为评价畜禽粪便腐熟程度的优选指标，而NO₃^- -N/TN只能作为一般性评价指标.根据综合性评价指标GI值达到腐熟要求的标准（GI>0.50），除仔猪粪外，其它畜禽粪便在HN/TN<20.77％、NH₄⁺ -N/TN<10.06％及NO₃^- -N/TN>0.38％时基本达到腐熟要求.     

施用坡缕石对黄绵土中尿素氮的挥发和淋溶损失的影响

通过室内模拟试验,采用吸收法和土柱淋溶法研究了施用坡缕石对黄绵土中尿素氮的挥发和淋溶的影响.结果表明：施用坡缕石+尿素处理能降低尿素氨挥发高峰期的挥发速率,比单施尿素处理的氨挥发损失减少了13.6%～15.0%.坡缕石施用量为0.3和0.6 g·kg^-1时,降低了NH₄⁺-N和NO₃^--N的淋溶速率,无机氮淋溶损失比单施尿素处理分别减少13.7%和13.6%;而坡缕石施用量为0.9 g·kg^-1时,加快了NH₄⁺-N和NO₃^--N的淋溶速率,无机氮淋溶损失比单施尿素处理增加了6.1%.施用低量（0.3 g·kg^-1）坡缕石+尿素处理土壤的NH₄⁺-N含量比单施尿素处理提高了0.20 mg·kg^-1,而施用高量（0.9 g·kg^-1）坡缕石+尿素处理土壤的NH₄⁺-N含量比单施尿素处理降低了0.42 mg·kg^-1;施用坡缕石+尿素处理土壤的NO₃^--N含量比单施尿素处理增加1.24～2.52 mg·kg^-1.表明施用坡缕石能减少土壤中尿素氨的挥发损失,在一定用量范围内能降低NH₄⁺-N和NO₃^--N的淋失,提高土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N含量.     

浮床植物系统对富营养化水体中氮、磷净化特征的初步研究

以浮床空心菜(Ipomoea aquatica)、水芹(Oenanthe javanica)和无植物系统为对象,研究了其在富营养化水体中对N、P的去除及其N2O的排放情况.结果表明,浮床植物系统对水体中N、P具有良好的净化效果,植物组织所累积的N、P量分别占各自系统去除量的0.32%～63.87%,说明植物的同化吸收作用是N、P去除的主要途径.换水周期内浮床植物系统中硝化反应进行充分,而反硝化反应相对缓慢,导致系统具有较高的NH₄⁺- N去除率,而产生NO₃^--N累积.植物的存在降低了系统中N ₂O的排放通量.生长较好的空心菜系统在换水前后平均N₂O排放量最低,为17.14 μg N·m^-2·h^-1,空白高达85.08 μg N·m^-2 ·h^-1,水芹为37.38 μg N·m^-2·h^-1.     

生物浮岛与漂浮植物对开放池塘水质净化效果

采用自主研发流量可控的密闭漂浮性水槽开展河道原位模拟实验, 研究了挺水植物菖蒲(种植于浮岛上)与漂浮植物凤眼莲对受到城市污水污染的开放池塘水质净化效果以及系统中氮磷等污染物的归趋。结果表明, 菖蒲和凤眼莲对水体藻类密度和叶绿素a削减率达到90%以上, 对COD_Mn浓度削减率达到45%以上。经过10 m长水槽后, 种植了凤眼莲的水槽水体其TN和TP浓度分别由3.71和0.24 mg/L降低至1.71和0.09 mg/L, 而设置有菖蒲浮岛的水槽其水体TN和TP浓度则分别降低至2.69和0.16 mg/L。在水体N、P的总削减量中, 凤眼莲吸收作用分别占84.31%和77.52%, 而在菖蒲浮岛系统中, 菖蒲的吸收作用仅分别占7.72%和8.55%, 菖蒲净化系统中氮、磷的物理沉淀量显著高于凤眼莲组, 分别达到35.26%和51.58%, 但仍有57%和39%以上的氮和磷去向未知, 推测可能与浮岛上生长的生物膜有关。研究结果可为选用凤眼莲和浮岛植物修复技术进行污染水体生态修复理论研究与实践运用提供借签和参考。     

稻作系统对淡水养殖池塘富营养化的修复效应及应用前景

养殖池塘富营养化是目前制约我国淡水养殖业可持续发展的关键因素。稻作系统具有显著的净化水质能力,如何将稻作系统和淡水养殖系统进行生态耦合实现氮、磷养分的循环利用,是淡水养殖池塘富营养化生态修复的一个重要研究方向。通过文献调研和实地考察,综合分析了浮床种稻-原位修复、稻田湿地-异位修复、稻鱼生态种养3种耦合方式对养殖池塘富营养化的修复效应,以及氮、磷养分综合利用效率,归纳总结了不同模式的技术特点以及应用中存在的问题,并就修复技术研究和生态补偿提出了培育生态修复专用水稻品种,加强稻作系统生态修复理论研究和技术推广,建立养殖池塘富营养化修复的生态补偿机制等建议。     

水生维管束植物对滇池水体的净化效应

利用天然湖塘、湖湾放养水生维管束植物以净化污染水体的研究尚少见报道。本文在滇池北端的草海边利用天然濒湾、湖塘分别放养水葫芦、荇菜荇茭白、莲、满江红5种植物,了解其对富营养及重金属污染水体的净化作用;同时讨论在草海生态系统的水、植物、底泥三部分中,8种元素(N、P、Pb、Cd、Cr、Zn、Cu,Ni)的分布及迁移特征。结果:(1)得出5种植物在一定生长期间内对水和底泥中N、P及重金属的去除率以及对水体COD、浊度、pH值的改善情况;(2)计算了在5月份生长期时,几种植物对N、P及重金属的净化效率;(3)从水中N、P及重金属的分布、迁移特征,讨论了在水-底泥-植物之间元素含量的相互关系。为建立低投资、高效率、易管理的植物净化处理设施提供参考。     

Biomanipulation by introduction of herbivorous zooplankton. A helpful shock for eutrophic lakes?

In 1988 and 1989Daphnia magna were introduced into the Gewerbepark Pond and into the University Pond, and also into a limnocorral (10 m diameter, 5 m deep) in Postfelden Reservoir. Limnological parameters were regularly monitored in all the three water bodies over three months or longer. The objective of the experiments was to induce a clear-water period in turbid eutrophic waters by direct manipulation of the zooplankton community. Introduction of four million individuals ofD. magna (10 ind. 1⁻¹) caused a long lasting clear-water period in the limnocorral. While Secchi-disc transparency in the reservoir decreased from 1.3 m to<1 m during summer, transparency increased to a stable level of about 4 m in the corral. Despite very low phytoplankton biomass,D. magna was still abundant. The experiment was terminated after three months because of oxygen depletion in the corral. In the Gewerbepark Pond 3.3 million individuals ofD. magna (0.6 ind. 1⁻¹) were introduced at the beginning of August. The daphnids soon increased 60-fold in their density causing a persistently high water transparency and low phytoplankton biomass up to November. Ammonia concentration rose steeply, whereas that of nitrate and oxygen decreased. Subsequently in summer, concentrations of chlorophyll as well as of inorganic phosphorus and nitrogen were extremely low. Instead of the phytoplankton,Elodea canadensis grew enormously and covered 12% of the pond surface. The biomanipulation experiment in University Pond failed, probably due to predation by carp.     

两种水生植物对抗生素污染水体的修复作用

采用水培方法,通过检测水样中氨苄青霉素（ Ampicillin ） 、盐酸四环素（Tetracycline）、盐酸土霉素（Oxytetracycline）和盐酸金霉素（Chlortetracycline）含量的动态变化,确定水生植物大漂（Pistia stratiotes）和凤眼莲（Eichhornia crassipes）对水体中抗生素的清除作用。结果显示：①在系列高浓度（10～50μg/mL）抗生素的条件下,凤眼莲去除水中盐酸金霉素与盐酸土霉素的效果优于大漂;②对于采集的污水（抗生素浓度〈2．5μg/mL）,培养72h后,大漂和凤眼莲对盐酸四环素的去除率分别达80％和90％以上,对氨苄青霉素的去除率分别达80％和70％以上。大漂和风眼莲对4种抗生素污染的水体均表现出不同程度的修复功能,特别是凤眼莲效果更佳,可作为去除水体抗生素污染的首选材料。     

The response of planktonic and microbenthic algal assemblages to nutrient enrichment in shallow coastal waters,southwest Sweden

Field and laboratory nutrient (nitrogen and phosphorus) enrichment experiments were performed using natural phytoplankton and microphytobenthic assemblages from the brackish water Öresund, S.W. Sweden. The response of algae from a low-nutrient area (Falsterbo Canal) was compared to that of algae from a polluted, nutrient-rich area (Lomma Bay).The biomass (measured as chlorophyll a) of both phytoplankton and microphytobenthos from the Falsterbo Canal increased after the addition of nitrogen. Phytoplankton growth was stimulated by the addition of phosphorus to the nitrogen-rich water of the polluted Lomma Bay. Sediment chlorophyll a showed no significant increase after the addition of nutrients in the Lomma Bay. In containers without sediment, phytoplankton uptake was calculated to account for ≈ 90% of the disappearance of inorganic fixed nitrogen from the water. In the sediment containers the microphytobenthos was estimated to account for ≈20% of the nitrogen uptake. The rest was presumably lost mainly through denitrification.When containers with microphytobenthos from Lomma Bay were kept in the dark, phosphorus was released at a rate of up to ≈ 180 μM · m^?2 · day^?1. We suggest that by producing oxygen microbenthic algae keep the sediment surface oxygenated thereby decreasing phosphorus transport from the sediment to the overlying water.     

Phytoremediation of ethion by water hyacinth (Eichhornia crassipes) from water

The potential of water hyacinth (Eichhornia crassipes) to remove a phosphorus pesticide ethion were investigated. The disappearance rate constants of ethion in culture solutions were 0.01059, 0.00930, 0.00294, and 0.00201 h-1 for the non-sterile planted, sterile planted, non-sterile unplanted, and sterile unplanted treatment, respectively, which were significantly different and implied that plant uptake and phytodegradation contributed 69% and that of microbial degradation took up 12% to the removal of the applied ethion. The accumulated ethion in live water hyacinth plant decreased by 55-91% in shoots and 74-81% in roots after the plant growing 1 week in ethion free culture solutions, suggesting that plant uptake and phytodegradation might be the dominant process for ethion removal by the plant. This plant might be utilized as an efficient, economical and ecological alternative to accelerate the removal and degradation of agro-industrial wastewater polluted with ethion.     

重污染河道治理中的浮游动物群落结构变化研究

利用氧化塘-河道原位生物修复的方法对广州市古廖涌黑臭水体进行治理,并对治理前、氧化墉处理、原位生物修复河段上游和下游四个不同治理阶段的水体进行水质和浮游动物的监测,试图通过对监测结果的对比分析,确定反应河道黑臭水体不同治理程度的浮游动物群落结构特征和指示种.研究结果表明,在不同的修复阶段,水体CODcr、BOD_5、氮和磷等污染物逐步得到去除,透明度大大提高;浮游动物群落结构发生显著变化,浮游动物群落生物多样性和均匀度提高,浮游动物种类和数量明显增加,尤其是轮虫的种类和数量的变化.水体修复完成后,浮游动物的优势种轮虫由花箧臂尾轮虫(Brachionus capsuliflorus)转变为角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)和Brachionus rubens,枝角类优势种为微型裸腹溞(Moina micrura),桡足类在数量上以无节幼体(Naupii)占绝对优势;可作为重污染河道水体修复的指示浮游动物主要有轮虫的花箧臂尾轮虫、角突臂尾轮虫、Brachionus rubens、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、奇异六腕轮虫(Pedalia mira)、胶鞘轮虫(Collotheca sp.),桡足类的无节幼体,枝角类的微型裸腹溞.     

硝化细菌对加州鲈池塘水质影响及底质净化作用

为研究有益菌硝化细菌(Nitrifying bacteria)对加州鲈(Micropterus salmoides)高密度养殖池塘水质及底质的影响,在模拟加州鲈高密度养殖池塘单独施用硝化细菌,通过检测养殖水体pH、氨氮(NH4+-N)、亚硝酸盐氮、总氮(TN)及总磷(TP)等水质指标,底质沉积物中有机物、全氮及全磷等指标以及池塘浮游动植物量,以评价硝化细菌处理对加州鲈高密度养殖水体水质影响及底质净化作用。结果表明,硝化细菌能够稳定养殖水体pH,降低水体亚硝酸盐氮浓度,减缓养殖水体TN浓度上升,去除底质沉积物中有机物及全磷含量,有机物去除率达54.17%,全磷去除率达43.34%。硝化细菌处理前期浮游动植物总量高于对照池塘,后期逐渐减少并趋于稳定。     

Uptake rates of nitrogen and phosphorus in the water by Eichhornia crassipes and Salvinia auriculata

The main goal of this research was to survey information about the physiology of Eichhornia crassipes and Salvinia auriculata and their capacity to remove nitrogen and phosphorus from the environment, after quantifying the concentrations of the nitrogen (NO3-N, NH4-N and total-N) and phosphorus (PO4-P and total-P) compounds in the water. The macrophytes were incubated in the laboratory in plastic vials of approximately 1.5 litters containing a previously prepared solution of NH4NO3, NH4Cl and KH2PO4. Eichhornia crassipes exhibited the highest rates of nutrient reduction and the concentrations of NO3-N, NH4-N and PO4-P in the water influenced the uptake rates of nitrogen and phosphorus of the E. crassipes and S. auriculata. This information can help to reach adequate management strategies for aquatic macrophytes in order to reduce the eutrophication process in Imboassica lagoon.