太湖地区氮素湿沉降动态及生态学意义：以常熟生态站为例

在常熟生态站2001年6月至2003年5月连续两年定位收集湿沉降,对太湖地区氮素湿沉降动态进行研究．结果表明,湿沉降氮输入量季节变化显著,夏、春季高,秋、冬季低．在湿沉降输入氮中NH4^+-N、NO3^--N和DON的比例分别为47．6％、35．1％和17．4％．湿沉降中NH4^+-N主要来自当地农田的氨挥发,湿沉降NH4^+-N月输入量随月降雨量增加而增加(R0=0．3178^**)．该地区空气中NO3^--N浓度相对比较稳定,湿沉降中NO3^--N浓度与降雨量呈负相关(R^2=0．4205^***)．湿沉降NO33^--N月输入量与月降雨次数呈直线正相关(R^2=0．6757***),而与月降雨量相关性较差(R^2=0．1985^*)．湿沉降TN年输入量为27．0kg·hm^-2,并在所有降雨中,氮浓度均超过水体富营养化阈值(0．2mg·L^-1)．     

东海近海海域营养盐分布特征及其与赤潮发生关系的初步研究

根据2002年4月25日～5月2日的调查数据,分析了东海近海海域营养盐(NO3--N,PO4^3-P,SiO3^2-Si,NH4-N等)的分布特征,并初步探讨了营养盐分布与赤潮发生的关系．结果表明,调查海区营养盐浓度较高,与国家一类海水水质相比,无机氮和无机磷的超标率分别为46％和60％,长江口及杭州湾附近海域富营养化程度比较严重．调查海域由于受沿岸长江等河流输入的影响。营养盐浓度自近岸向外海快速递减,等值线几乎与海岸线平行．根据调查结束后赤潮发生的特点和区域,表明营养盐浓度的增加,尤其是DIN和PO4^3-P的增加,与赤潮的发生有一定关系。但本次赤潮并不是发生在营养盐浓度最高的海区,因此,富营养化并不是诱发本次赤潮发生的唯一环境因素．     

长江口邻近海域营养盐分布特征及其控制过程的初步研究

利用1997年秋季和1998年春季对长江口邻近海域两个航次的调查结果,对该海域营养盐分布、结构特征以及其主要控制过程进行了探讨．结果表明,该海域的营养盐分布及结构具有明显的季节变化,秋季海水中NO3--N、SiO3^2-．SiSiO3^2-,Si及PO4^3--P,DOP、PP均高于春季,平均含量分别为4．97、11．6、0．44、0．26、0．82μmol·L-1,而春季则是NO2--N、NH4+-N、DON、PN含量高,平均含量分别为0．70、2．26、9．88、7．88μmol·L-·PP(54％)和PO4^3--P(51％)分别为秋季和春季磷的主要形态,两个季节氮结构基本一致,均以DON和PN为主．除春季PO4^3--P外,营养盐受长江冲淡水等陆源输入的影响而呈现近岸含量较高,溶解无机氮秋季以NO3^- -N为主而春季则以NH4^+-N为主,秋季PO4^3- -P同时来源于长江冲淡水和台湾暖流．而春季则主要来源于台湾暖流．显示出春季台湾暖流对调查海区的影响程度大于秋季．     

二氧化氯对球形棕囊藻的抑制和杀灭作用

以海洋赤潮生物—球形棕囊藻汕头株(Phaeocystis globosa,ST strain)为材料,研究了ClO2对不同起始藻密度的棕囊藻的抑制和杀灭作用．结果表明,ClO2对球形棕囊藻有明显的抑制和杀灭作用．藻密度为2．35×10^9cells·L-1时,高于0．74×10-2mmol·L-1的ClO2对棕囊藻生长有一定的抑制作用。高于2．96×10-2mmol·L-1的ClO2对棕囊藻具有显著的杀灭作用．藻密度与ClO2浓度之间存在一定的剂量关系．藻密度为2．35×10^9、1．18×10^9、4．70×10^8、1．18×10^8 cells·L-1时。其96h的有效杀藻浓度分别为2．96×10^-2、2．22×10^-2、1．48×10^-2和0．59×10^-2mmol·L^-1．藻密度越高。杀灭单位藻细胞所需ClO2的浓度越低．ClO2作为杀藻剂在赤潮治理中具有很好的应用前景．     

东海赤潮高发区沉积物中营养盐再生速率的研究

2001年5月和2002年5月在东海赤潮高发区的4个站位(E4、E5、DB6、DCl0)对沉积物表面分别充氮气和空气进行培养,研究沉积物．水界面营养盐交换通量在不同条件下的变化规律,以及该海域沉积物中营养盐的再生对水体中营养盐的贡献．结果表明,各溶解态营养盐在还原条件下的迁移较为活跃．在距离陆地较近的海域,营养盐一般由水向沉积物中扩散,且距陆地越近,交换通量越大;而在上升流区,营养盐多由沉积物中向水中扩散．东海赤潮高发区沉积物是SiO3^2-的源,对初级生产力的贡献占6％．同时,东海赤潮高发区沉积物是氮、磷营养盐蓄积库．该海域沉积物每年从水体中吸附的DIN、PO4^3-分别占长江输入的5．9％、67％,沉积物一水界面对水体中SiO3^2-的贡献占7．8％．       

天山中部巴音布鲁克高寒草原大气无机氮沉降

随着我国经济的不断发展,人为活动导致的大气氮沉降显著升高,并已影响到偏远地区的生态系统.为了系统评价天山中部巴音布鲁克高寒草原的大气氮沉降现状,2010年5月至2011年12月对研究区域的氮素干、湿沉降进行观测分析.结果表明:研究区气态HNO3、NH3和NO2的年沉降通量分别为1.47、0.68和0.13 kg N·hm-2,颗粒物中铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)的年通量分别为0.23、0.25 kg N·hm-2;降水中NH4+-N和NO3--N的年沉降通量分别为2.47和1.59 kg N·hm-2.巴音布鲁克高寒草原的大气氮沉降通量为6.82kg N·hm-2.其中,湿沉降为4.06 kg N·hm-2·a-1,干沉降为2.76 kg N·hm-2·a-1.研究区氮沉降具有明显的季节变化特征:干沉降主要集中在春、夏季,占干沉降总量的72.1%;湿沉降主要集中在夏、秋季,占湿沉降总量的78.3%.     

沈阳市区降水中氮素的组成及季节变化

于2012年2—12月在沈阳市区采集降水样品,分析了各形态氮素的浓度和沉降通量,探讨了影响氮沉降的相关因素。结果表明:NH4+-N、NO3--N及DON的平均浓度分别为1.57、0.87和0.82 mg N·L-1,随降水进入该地区的总氮沉降量26.17 kg N·hm-2·a-1,其中NH4+-N、NO3--N和DON分别为12.56、7.02和6.59 kg N·hm-2·a-1,与降水量呈幂型正相关;通过分析各形态氮素季节变异可知,降水中的氮主要来自当地工农业生产,同时受当时降水量的影响。     

胶州湾夏秋季大气湿沉降中的营养盐及其入海的生态效应

为揭示大气湿沉降对胶州湾营养盐的输送通量及其生态效应,分别于2015年6—8月(夏季)、9—11月(秋季)采集胶州湾降水样品,测定了降水中不同形态N、P、Si的浓度。结果表明,降水中不同形态营养盐的浓度变化较大,且均与降水量呈负相关关系,其中NH4-N和NO3-N的浓度较高,溶解有机氮(DON)占溶解态总氮(DTN)含量的25.9%,而NO_2-N,PO_4-P和SiO_3-Si的浓度均很低。溶解无机氮(DIN)、DON、PO_4-P以及SiO_3-Si的湿沉降通量分别为141.7、61.87、0.35 mmol m~(-2)a~(-1)和0.12 mmol m~(-2)a~(-1)。受降水量和营养物质来源制约,各项营养盐湿沉降通量时间变化显著。农业活动导致的无机氮排放构成了胶州湾湿沉降DIN的主要来源。大气湿沉降DIN、DON、PO_4-P和SiO_3-Si分别占胶州湾总输入负荷的9.04%、10.24%、0.57%和0.17%,湿沉降输入的PO_4-P在夏、秋季分别可以支持0.575 mgC m~2d~(-1)和1.42 mg C m~2d~(-1)的新生产力;雨水中DIN/P比值高达1 617,突发性强降雨带来的营养盐输入会加剧表层水体的P限制和Si限制,对胶州湾浮游植物群落结构和粒级结构产生重要影响。大气湿沉降是胶州湾生源要素生物地球化学过程的重要一环,对营养物质收支的贡献及可能引发的生态效应不容忽视。     

寒温带针叶林土壤CH4吸收对模拟大气氮沉降增加的初期响应

N沉降作为驱动因子会改变森林土壤－大气界面CH4净交换通量和方向。然而,对引起北方森林土壤CH4吸收发生转变的大气N沉降临界负荷及其响应机制知之甚少。为此,本研究以我国大兴安岭北方寒温带针叶林土壤作为研究对象,参照大兴安岭站实际大气N沉降通量,构建了低剂量、多形态和高频率的大气N沉降模拟增加控制实验,研究了2010年6-10月生长季土壤CH4吸收通量及其驱动因子对增N的初期响应。研究表明：整个生长季,大兴安岭寒温带针叶林土壤作为大气CH4净汇,CH4平均吸收通量为51.5?4.70 ugm-2h-1,主要受0-10cm土壤水分驱动。短期内,0-10cm矿质土壤NH4 -N含量对增N响应敏感;0-10cm矿质土壤NO3--N含量则受NO3--N输入影响较为明显。相反,0-10cm矿质土壤pH对增N的响应不敏感。总体上,低剂量的N输入对大兴安岭寒温带针叶林生长季土壤－大气界面CH4净交换通量影响不显著,而不排除NO3--N 输入尤其是低N处理情形所呈现出促进土壤CH4氧化的趋势。大兴安岭寒温带针叶林土壤CH4吸收对增N的响应敏感程度可能和土壤CH4活性氧化区域,土壤NH4 -N、NO3--N含量空间分布格局和相对比例有关。未来长期低水平的大气N沉降是否会改变大兴安岭北方森林土壤氧化大气CH4趋势,有待研究。     

赤潮过程浮游植物与营养物质时间变化率研究

利用2000年大亚湾澳头海域赤潮定点连续调查资料及其多年现场调查资料,采用灰色回归模型,综合分析赤潮发生过程水体中浮游植物细胞密度与营养物质(NO3-、NH4+、PO4^3-、SiO3^2-、Fe)的时间变化率关系,分析了叶绿素a含量与浮游植物细胞密度相互关系．结果表明,预测值与实测基值本一致,复相关系数范围在0．51～0．83．当水体叶绿素浓度为5．8μg·dm-3,预示可能发生赤潮,通过采样分析水体叶绿素a含量或利用水色卫星遥感资料反演水体叶绿素浓度,计算浮游植物细胞密度,为赤潮的预测预报提供简便有效的方法．此外．本水域初级生产力由磷控制．     

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.     

Atmospheric deposition of nitrogen and sulphur compounds in the Czech Republic

Estimates of dry and wet deposition of nitrogen and sulphur compounds in the Czech Republic for the years 1994 and 1998 are presented. Deposition has been estimated from monitored and modeled concentrations in the atmosphere and in precipitation, where the most important acidifying compounds are sulphur dioxide, nitrogen oxides, ammonia, and their reaction products. Measured atmospheric concentrations of SO2, NOx, NH3, and aerosol particles (SO4(2-), NO3-, and NH4+), along with measured concentrations of SO4(2-), NO3-, and NH4+ in precipitation, weighted by precipitation amounts, were interpolated with Kriging technique on a 10- x 10-km grid covering the whole Czech Republic. Wet deposition was derived from concentration values for SO4(2-), NO3-, and NH4+ in precipitation and from precipitation amounts. Dry deposition was derived from concentrations of gaseous components and aerosol in the air, and from their deposition velocities. A multiple resistance model was used for calculation of SO2, NOx, and NH3 deposition velocities. Deposition velocities of particles were parameterized. It was estimated that the annual average deposition of SOx in the Czech Republic decreased from 1384 to 1027 mol H + ha(-1) a(-1) between 1994 and 1998. The annual average NOy deposition was estimated to be 972 and 919 mol H + ha(-1) a(-1) in 1994 and 1998, respectively. The annual average NHx deposition was estimated to be 887 mol H+ ha(-1) a(-1) and 779 mol H + ha(-1) a(-1) in 1994 and 1998, respectively. It was estimated that the annual average of the total potential acid deposition decreased from 3243 to 2725 mol H + ha(-1) a(-1) between 1994 and 1998. Sulphur compounds (SOx) contributed about 38%, oxidized nitrogen species (NOy) 34%, and reduced nitrogen species (NHx) 28% to the total potential acid deposition in 1998. The wet deposition contributed 42% to the total potential acid deposition in 1998.     

Characterization of wet and dry deposition in the downwind of industrial sources in a dry tropical area

An atmospheric deposition study was conducted in the downwind of Shaktinagar Thermal Power Plant (STPP), Renusagar Thermal Power Plant (RTPP), and Anpara Thermal Power Plant (ATPP), at Singrauli region, Uttar Pradesh (UP), India to characterize dry and wet deposition in relation to different pollution loading. During the study period, dry and wet depositions and levels of gaseous pollutants (SO2 and NO2) were estimated across the sites. Dry deposition was collected on a monthly basis and wet deposition on an event basis. Depositions were analyzed for pH, nitrate (NO3-), ammonium (NH4+), and sulphate (SO4(2-)) contents. Dry deposition rate both collected as clearfall and throughfall varied between 0.15 to 2.28 and 0.33 to 3.48 g m(-2) day(-1), respectively, at control and maximally polluted sites. The pH of dry deposition varied from 5.81 to 6.89 during winter and 6.09 to 7.02 during summer across the sites. During the rainy season, the mean pH of clear wet deposition varied from 6.56 to 7.04 and throughfall varied from 6.81 to 7.22. The concentrations of NO2 and SO2 pollutants were highest during the winter season. Mean SO2 concentrations varied from 18 to 75 g m(-3) at control and differently polluted sites during the winter season. The variation in NO2 concentrations did not show a pattern similar to that of SO2. The highest NO2 concentration during the winter season was 50 g m(-3), observed near RTPP. NO2 concentration did not show much variation among different sites, suggesting that the sources of NO2 emission are evenly distributed along the sites. The concentrations of NH4+, NO3-, and SO4(2-) ions in dry deposition were found to be higher in summer as compared to the winter season. In dry deposition (clearfall) the concentrations of NH4+, NO3-, and SO4(2-) varied from 0.13 to 1.0, 0.81 to 1.95, and 0.82 to 3.27 mg l(-1), respectively, during winter. In wet deposition (clearfall), the above varied from 0.14 to 0.74, 0.81 to 1.82, and 0.67 to 2.70 mg l(-1), respectively. The study clearly showed that both dry and wet depositions varied between the sites and season, suggesting significant impact of industrial activities in modifying the atmospheric input. The nonacidic deposition suggests that there is no threat of acidification of the receiving ecosystem at present.     

酸雨对温州三土羊湿地水体氮营养盐数量的影响

为了解酸雨对温州三羊湿地水体氮营养盐数量的影响,本文测定了三土羊湿地水体中不同形态氮的含量,其中氨氮2.90～10.75 mg·L^-1,平均538 mg·L^-1、硝态氮0.16～0.44 mg·L^-1,平均0.31 mg·L^-1;总氮34.04～63.20 mg·L^-1,平均55.75 mg·L^-1和水体的pH值,6.1～6.5,平均6.4;并测算了近两年通过降水输入到三羊湿地和三羊湿地水体中不同形态氮的数量及其占湿地现有水体中各形态氮的比例,其中输入到三羊湿地氨氮、硝态氮和总氮的量分别为2.48～2.86×10⁴ kg、2.87×10⁴～4.96×10⁴ kg和5.35×10⁴～7.82×10⁴ kg,分别占湿地水体现有量的56%～64%、11.21～19.38倍和12%～17%;直接输送到三羊湿地水体各形态氮的数量0.72×10⁴～0.84×10⁴ kg、0.83×10⁴～1.44×10⁴ kg和1.55×10⁴～2.27×10⁴,分别占现有量的16%～19%,3.24～5.63倍和3%～5%.结果表明,酸雨是三,羊湿地水体氮污染的主要来源之一,对三羊湿地水体富营养化产生重要影响.     

Is there synchronicity in nitrogen input and output fluxes at the Noland Divide Watershed,a small N-saturated forested catchment in the Great Smoky Mountains National Park?

High-elevation red spruce [Picea rubens Sarg.]-Fraser fir [Abies fraseri (Pursh.) Poir] forests in the Southern Appalachians currently receive large nitrogen (N) inputs via atmospheric deposition (30 kg N ha(-1) year(-1)) but have limited N retention capacity due to a combination of stand age, heavy fir mortality caused by exotic insect infestations, and numerous gaps caused by windfalls and ice storms. This study examined the magnitude and timing of the N fluxes into, through, and out of a small, first-order catchment in the Great Smoky Mountains National Park. It also examined the role of climatic conditions in causing interannual variations in the N output signal. About half of the atmospheric N input was exported annually in the streamwater, primarily as nitrate (NO3-N). While most incoming ammonium (NH4-N) was retained in the canopy and the forest floor, the NO3-N fluxes were very dynamic in space as well as in time. There was a clear decoupling between NO3-N input and output fluxes. Atmospheric N input was greatest in the growing season while largest NO3-N losses typically occurred in the dormant season. Also, as water passed through the various catchment compartments, the NO3-N flux declined below the canopy, increased in the upper soil due to internal N mineralization and nitrification, and declined again deeper in the mineral soil due to plant uptake and microbial processing. Temperature control on N production and hydrologic control on NO3-N leaching during the growing season likely caused the observed inter-annual variation in fall peak NO3-N concentrations and N discharge rates in the stream.     

有机酸去除污泥重金属前后硝态氮和铵态氮浓度变化

研究了柠檬酸、草酸和乙酸溶液对污泥中重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)的去除效果,以及处理前后析出液和污泥中硝态氮和铵态氮的浓度变化.结果表明,0.8mol.L-1柠檬酸溶液可去除污泥中76.0%的Pb和92.5%的Zn,是较好的重金属去除剂.污泥经有机酸处理后,有大量的硝态氮和铵态氮溶解于析出液中,与加入蒸馏水的对照处理相比,有机酸可大幅度增加析出液中铵态氮的含量,减少硝态氮含量.由于污泥处理过程中有其他形态的氮的转化,处理后污泥中仍含有较高浓度的硝态氮和铵态氮.0.5mol.L-1草酸处理的析出液中硝态氮和铵态氮浓度分别为2.8和888.1mg.L-1,且重金属含量不高,可作为较好的液体肥料进行回收利用.     

重庆典型地区大气湿沉降氮的时空变化

验连续3a采集雨样研究了重庆市郊区和林区大气湿沉降氮的时空变化.结果表明,重庆市近郊区、远郊区和林区3个采样点雨水总氮浓度范围为(3.94±0.50)～(4.56±1.01)mg L-1,平均(4.27±0.73)mg L-1.NH+4-N、NO-3-N和DON占TN百分比例分别为44.9%、27.4%和27.5%.降雨中NH+4-N对氮沉降量的贡献率最大.在时间尺度上,不同季节降雨中氮浓度呈现明显的季节性差异,以冬季最高,依次是夏季、春季和秋季.在空间分布上,近郊区、远郊区和林区的TN平均浓度分别为4.56 mg L-1、4.32 mg L-1和3.94 mg L-1,从近郊区到林区有逐渐降低的趋势.降雨中的NH+4-N、NO-3-N、DON和TN浓度与降雨量无显著相关性.但是,降雨量与氮沉降量呈显著正相关.大气氮湿沉降时空差异与降雨量和氮排放直接相关.重庆市随降雨到达地面的氮沉降量较高,远远超过了水体负荷的临界值,可能对三峡库区的水资源产生不利影响.     

中国西北典型冰川区大气氮素沉降量的估算——以天山乌鲁木齐河源1号冰川为例

高寒冰川区氮素沉降量的变化会对区域生态系统产生显著影响,定量评估冰川区的氮沉降状况可以为修正相关模型提供重要的原始数据。通过2004年1月至2006年12月在天山乌鲁木齐河源1号冰川连续采样,分析了中国西北典型冰川区大气氮素的沉降特征,并估算了该区域的年均氮素沉降量。研究结果表明,1号冰川湿沉降中的硝态氮 (NO₃^--N)、铵态氮 (NH₄⁺-N) 与总无机氮 (TIN) 存在着明显的季节变化特征:夏季沉降量最大,冬季最少,且与降水量表现出较好的对应关系。1号冰川氮素湿沉降的硝铵比 (NO₃^--N / NH₄⁺-N) 月平均值在0.3-1间波动。1号冰川TIN湿沉降量年平均值为1.51 kg/hm² (其中NH₄⁺-N沉降量占总量的69%,而NO₃^--N沉降量仅占31%),干湿沉降总量年均值为1.56 kg/hm²,总氮 (TN) 的干湿沉降总量年均值为3.85 kg/hm²。得到的冰川区氮素沉降量符合中国西部高寒区的一般水平,代表了该区域的本底值。