乌梁素海沉积物中有机质和全氮含量分布特征

针对乌梁素海富营养化日趋严重和湿地面积逐渐萎缩,系统地研究了其生态环境地球化学效应.结果表明,乌梁素海表层沉积物中的全氮含量存在明显的经向和纬向分异特征;沉积物中全氮养分含量与有机质含量显著相关(r＞0.93);沉积物中C/N的平均值介于12.07～19.95之间,表明有机质主要来源于湖中水生植物,水体富营养化具有显著的内源性.TN和有机质在不同粒级表层沉积物中的粒度效应明显,且TN和有机质在IV粒级的含量分别为I粒级的3.1～7.6倍和2.5～8.0倍.     

穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)在不同程度富营养化水体中的营养积累特点及营养分配对策

通过对栽培于3个不同程度的富营养化水体(富营养化程度为水体1<水体2<水体3)中的穗花狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.)进行研究,测定了不同时期植物体各个器官的氮磷含量及生物量分配,探讨了富营养化水对其营养积累及分配格局的影响。结果表明,重度富营养化的水体3中穗花狐尾藻组织中的氮含量显著高于其它两个水体;而由于水体1和水体2的氨态氮含量无显著差异,植物组织中的氮含量在水体1和水体2间无显著差异。富营养化程度高的水体2中植物磷的含量显著低于富营养化程度低的水体1中的植物,但在重度富营养化的水体3中,叶子的磷含量却远高于其它两个水体,这是由植物不同部位吸收的磷在各器官间分配不同所造成的。由于底泥的营养含量丰富,在3个不同程度的富营养化水体中,穗花狐尾藻的根冠比并未表现出明显差异。     

穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)在不同程度富营养化水体中的营养积累特点及营养分配对策

通过对栽培于3个不同程度的富营养化水体(富营养化程度为水体1<水体2<水体3)中的穗花狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.)进行研究,测定了不同时期植物体各个器官的氮磷含量及生物量分配,探讨了富营养化水对其营养积累及分配格局的影响。结果表明,重度富营养化的水体3中穗花狐尾藻组织中的氮含量显著高于其它两个水体;而由于水体1和水体2的氨态氮含量无显著差异,植物组织中的氮含量在水体1和水体2间无显著差异。富营养化程度高的水体2中植物磷的含量显著低于富营养化程度低的水体1中的植物,但在重度富营养化的水体3中,叶子的磷含量却远高于其它两个水体,这是由植物不同部位吸收的磷在各器官间分配不同所造成的。由于底泥的营养含量丰富,在3个不同程度的富营养化水体中,穗花狐尾藻的根冠比并未表现出明显差异。     

人工湿地脱除富营养化水体氮磷的研究进展

水体中氮磷营养物质不断积累,部分藻类及水生生物的过度繁殖,导致了水体的富营养化。水体富营养化防治的关键是减小水中氮、磷的含量。人工湿地是一项新型的废水处理技术,近年来在脱除富营养化水体氮磷中获得广泛研究和应用。本文在简述脱氮除磷机理的基础上,较系统地阐述了影响人工湿地脱除氮磷的因素及工艺的在改善水体富营养化的研究进展,以便在构建人工湿地中对各项因素综合考虑及兼顾利用,提高人工湿地修复富营养化水体的综合效能。     

长江口潮滩湿地土壤酶活性的陆向变化以及与环境因子的相关性

研究了长江口崇明东滩潮滩湿地表层沉积物的土壤酶活性和环境因子沿高程的陆向变化及其它们之间的相关性。结果表明,在潮滩湿地表层沉积物中的全磷(TP)、全氮(TN)和有机质(OM)的含量,随着高程的增加,其含量呈上升趋势,而沉积物平均粒径(AGS)和溶解无机磷(DIP)含量逐渐降低。崇明东滩表层沉积物中碱性磷酸酶活性沿高程梯度有增加的趋势,与沉积物平均粒径和溶解无机磷含量呈极显著负相关(p<0.01),与有机质、总氮、总磷含量呈显著正相关(p<0.05),反映出碱性磷酸酶活性受底物和产物并存机制的诱导或抑制。过氧化氢酶活性随高程也有逐渐增大的趋势,其活性与有机质、总氮、总磷呈显著正相关与溶解无机磷和沉积物平均粒径呈负相关(p<0.05),充分反映了随着演替的发展,沉积物的肥力逐渐增高的特点,也反映了沿高程梯度沉积物生物氧化作用逐渐增强。转化酶活性从藻类盐渍带到芦苇(Phragmites australis)带变化并不明显,在海三棱藨草(Scirpus mariqueter)带略高。蛋白酶活性从藻类盐渍带到芦苇带有降低的趋势,蛋白酶活性的高低更决定于有机质中蛋白质的含量而与有机质总量无关,说明蛋白酶可能主要由硅藻产生。     

沉积物生源要素对水体生态环境变化的指示意义

受人类活动影响,输入到湖泊、河口中的营养盐剧增,导致水体富营养化、食物链结构改变、底质季节性缺氧等生态环境变化。这些环境变化会在沉积物中留下记录,沉积物中生源要素及其稳定同位素的变化是指示水域古生产力、营养盐水平的有效指标。总结归纳了沉积物中生源要素(碳、氮、磷、硅)指标对水体环境中初级生产力、物质来源、营养盐水平3方面变化的指示作用。沉积物中TOC、TN、δ13C、CaCO3和BSi可以反映水体沉降有机质含量和浮游植物的生长状况,是指示水域初级生产力水平的有效指标。根据不同类型植物来源的有机质中δ13C、δ15N和C/N的差异,可以追踪沉积物中有机质的来源。有效地区分有机质来源对于研究人类活动对水体环境的影响及水体富营养化具有重要的价值。沉积物中TN、δ15 N、TP和非磷灰石磷(NAIP)含量的升高直接反映了陆源输入氮、磷的增加。BSi在指示浮游植物生长状况的同时,还反映了水体溶解硅浓度水平和富营养化状况。水体中的生源物质在沉降和埋藏的过程中,会受到早期成岩作用、水动力搬运等众多因素的作用,使沉积物记录的环境变化信息发生改变,从而干扰其对水体环境演变的重建作用。因此综合分析各生源要素指标反映的环境变化信息及其可能的干扰因素,方能正确地反映水域的环境变化过程。     

湖北省若干浅水湖泊沉积物有机质与富营养化的关系

分析了湖北省月湖、龙阳湖、后官湖、梁子湖、牛山湖、保安湖、鲁湖等7个湖泊表层沉积物有机质、总氮与总磷的含量,并考察了其在月湖、龙阳湖沉积物中的垂直分布及月湖、龙阳湖与保安湖表层沉积物的颗粒组成,结果表明：位于城市与城郊的月湖与龙阳湖表层沉积物有机质含量较高,且表现出沿岸带较丰富的空间分布特征。在垂直及水平方向上,有机质与总氮和总磷含量均显著相关,颗粒组成与有机质和总氮含量亦显著相关。有机质富集应是促进城市湖泊富营养化的重要因素。     

海河流域水体沉积物碳、氮、磷分布与污染评价

从全流域尺度上研究海河流域水体沉积物碳、氮、磷元素含量与分布特征,对研究海河流域水环境污染现状具有重要意义.本研究采集海河流域河流与水库163个表层沉积物(0～10 cm)样品,测定沉积物有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)的含量,运用有机指数与有机氮方法评价沉积物污染状况.结果表明: 海河流域沉积物TOC、TN、TP含量具有较大的空间异质性,下游平原区明显高于山区,北四河下游平原、黑龙港及运东平原含量较高,永定河山区、北三河山区、滦河流域含量相对较低,河流沉积物TOC含量显著高于水库沉积物,而TN、TP含量与水库沉积物没有显著差异.TN与TOC、TP含量呈显著正相关(r=0.704,P<0.01;r=0.250,P<0.01).全流域有机指数总体属于“较清洁”水平,北四河下游平原总体已接近有机污染水平.全流域有机氮总体处在“尚清洁”水平,北四河下游平原、黑龙港及运东平原流域存在有机氮污染.海河流域河流、水库沉积物具有相似的污染强度.沉积物C/N平均值为12.71,表明TOC多来源于藻类等浮游动植物,其次是高等植物,水库C/N值比河流高,陆源物质输入对水库沉积物TOC的贡献比对河流大.     

基于湿地植物光谱的水体总氮估测

利用再生水补充城市湿地是目前湿地恢复与重建的主要方向,然而再水中高浓度的氮、磷含量极易导致水体富营养化。遥感技术已成为富营养化监测的重要手段,但对于植被覆盖水域的富营养化直接探测存在一定的局限性。以北京市典型再生水补水湿地奥林匹克公园南园湿地为研究区,利用湿地植物光谱进行水体富营养化主控因子总氮的遥感探测。测定芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha angustifolia)的叶片光谱及水体总氮含量,在对数据进行预处理的基础上建立二者的关系模型,包括单变量模型(比值光谱指数(SR)模型和归一化差值光谱指数(ND)模型),与多变量模型(逐步多元线性回归(SMLR)模型和偏最小二乘回归(PLSR)模型),并利用交叉验证决定系数(R2cv)和均方根误差(RMSEcv)进行模型精度检验。结果表明,不同回归模型相比,多变量回归模型精度较高;多变量回归模型中,PLSR模型精度较高,R2cv可达0.72,RMSEcv仅为0.24,是建立湿地植物光谱与水体总氮含量关系的最优模型。不同湿地植物类型相比,利用芦苇反射光谱建立的各种预测模型的精度都高于香蒲。其他环境因子(总磷)也是影响TN含量与湿地植物反射光谱关系的重要因素。研究成果可以弥补现有水体富营养化遥感探测的不足,并为再生水利用的城市湿地水质监测与管理提供有力的科学依据。     

升温对超富营养型浅水湖泊沉积物营养盐动态迁移的影响

在实验室控制条件下,以超富营养型浅水湖泊——武汉南湖表层沉积物和表层水为研究对象,设置18℃和22.5℃两个温度处理组,模拟武汉地区预测的21世纪末春季变暖的情景,研究升温对沉积物营养盐释放的影响。实验结果表明:整个实验过程中,22.5℃处理组水体中正磷酸盐(o-P)和总磷(TP)含量显著高于18℃处理组,说明气温升高可以显著促进富营养化浅水湖泊沉积物磷的释放,促进水体中磷含量的显著升高;此外,在实验的初始阶段,升温能够加速水体中氨氮(NH+4-N)向硝态氮(NO-3-N)转化的过程,同时水体与沉积物中氮含量的下降可能是水体与沉积物中的氮通过反硝化作用从系统中溢出以及被系统中的底栖生物利用所致,没有观察到气温升高对沉积物中总氮的释放产生显著影响。