水体中铁离子和氮磷比对藻类生长影响研究

通过配制不同氮磷质量比和铁离子浓度的培养液对蓝藻(微囊藻)进行培养, 测量其叶绿素a 含量, 探究不同氮磷比以及铁离子浓度对蓝藻生长的影响。结果表明: 水体中氮磷比为40︰1, 铁离子浓度为1.2 mg·L–1 时, 蓝藻的生长速率达到最大值。铁离子浓度为0 时, 藻类基本不生长, 当氮磷比为80︰1 或铁离子浓度为4.8 mg·L–1, 藻类生长受到抑制。实验结果表明, 在控制蓝藻生长时, 不仅要控制水中氮磷质量比, 同时需控制铁离子浓度。     

氮磷添加对麦冬根部养分浓度及其化学计量比的影响

以城市地被植物麦冬(Ophiopogon japonicus(Thunb.)Ker-Gawl.)为研究对象,研究了土壤中添加氮(N)磷(P)后对植物根部N、P养分及其化学计量比的影响。结果表明,实验监测期间(10-12月),麦冬根部N浓度平均值表现为N(5gm-2) P(1gm-2)处理>N(5gm-2)处理=P(1gm-2)处理>对照,根部P浓度和N:P比差异不显著(P>0.1)。而监测期间的N、P月份动态结果表明,同对照相比,N处理、P处理和N P处理的麦冬根部N、P浓度和N:P比的差异性均表现为监测前期(10月)较大,中后期(11-12月)较小的变化趋势。这说明麦冬能保持其根部N、P水平的稳定性,具有较强的应对N沉降的能力,且补充P肥可增强这种能力。因此,麦冬可在大气沉降严重的地区应用和推广。     

基于大型底栖无脊椎动物确定河流营养盐浓度阈值——以西苕溪上游流域为例

水体富营养化是一个全球性的问题,中国也面临严重威胁.目前,中国的水体富营养化研究主要集中在湖泊和水库,对河流的研究极少.根据大型底栖无脊椎动物的群落结构对营养盐胁迫的响应,运用非参数转变点分析方法计算西苕溪上游营养盐浓度突变点.结果表明:总氮和总磷的突变点分别为1.409mg·mL-1和0.033～0.035mg·mL-1.参照点的总氮和总磷浓度基本都低于阈值,城市干扰点则全部高于阈值,而当总氮和总磷超过各自阈值时会导致大型底栖无脊椎动物群落结构的严重退化.通过建立与水生生物群落结构有关的水体营养盐标准,可充分发挥生物监测在水环境管理中的作用,为计算水体中总氮和总磷的最大日负荷总量提供科学数据.     

富营养化河水灌溉对稻田土壤氮磷养分贡献的影响——以太湖地区黄泥土为例

以太湖地区主要稻田土壤类型黄泥土为对象,利用当地富营养化河水对回填土柱和植稻原状土渗漏池进行模拟稻田灌溉试验,系统研究了灌溉水对稻田土壤氮磷营养的贡献.在回填土柱灌溉试验中,在试验初期,不同形态的氮素均有较高的淋失量,以后逐渐降低,表明初期淋失的氮素主要来自土壤,而不是灌溉河水.在整个水稻生长季,均观测到有可溶性有机氮淋失,表明富营养化河水灌溉条件下可溶性有机氮是稻田土壤主要的氮素淋失形态.在本试验中,磷素的淋失动态与氮素的淋失动态截然相反,淹水后很长一段时间内均没有土壤磷素淋失,但在淹水灌溉后期有大量的土壤磷素淋失损失,这可能是淹水后期土壤对磷的吸持已达到饱和状态,不能继续固持土壤中多余的磷所致.与回填土柱模拟灌溉淋洗试验相比,在当前供肥条件下,原状土渗漏池试验氮磷淋失量远低于回填土柱试验,而灌溉水对土壤氮磷养分的贡献远高于回填土柱.通过富营养化河水灌溉带入当季稻田的N量达到每公顷56.3 kg,其中有55.8 kg N可被土壤吸持和作物吸收,表明太湖地区稻田土壤对氮磷养分来说是一个环境友好的生态系统.在利用当地富营养化河水进行稻田土壤灌溉时可适量减少肥料施用量、优化氮磷肥料管理.     

北京四海浮游藻类叶绿素含量与水体营养水平的研究

1987年1-12月对北京四海叶绿素含量进行了逐月测定,结果表明,各海叶绿素含量明显不同。四海叶绿素含量年均变化在0.0075-0.0259mg/L之间,其中以前海为最低,北海为最高。叶绿素含量有明显的季节变化,冬季最低,夏、秋季最高。四海叶绿素a的含量随水温、色度、悬浮物、BOD5、COD、总磷、总氮、藻类数量的增加而增加,随水体透明度的上升而下降。用叶绿素含量作为指标对四海富营养程度评价结果为:西海、后海、前海为中略偏富营养,北海为富营养水体。       

南亚热带磷限制水库中浮游植物群落对氮磷比变化的响应

为了解P限制水体中浮游植物群落对N、P营养盐的响应,通过添加N、P营养盐设置N/P梯度,对广东省流溪河水库中的浮游植物群落进行了研究。结果表明,添加N、P显著促进浮游植物的生长,浮游植物群落受P盐的影响比N盐显著;藻类的种属特异性导致浮游植物群落对氮磷营养盐的响应不一致,浮游植物总丰度与N/P比值不相关,其中隐球藻(Aphanocapsa sp.)、拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)和假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)等蓝藻适合在高N高P条件下生长,双对栅藻(Scenedesmus bijuga)等绿藻优势种偏好中N高P环境,而曲壳藻(Achnanthes sp.)、小环藻(Cyclotella sp.)等硅藻在低N低P的环境下占据优势;P浓度为0.8～2.0μmol/L时存在诱导浮游植物碱性磷酸酶活性的阈值,当P浓度大于2.0μmol/L时则抑制酶活性; P浓度为2.0μmol/L可能是浮游植物维持生长的最适浓度,浮游植物N/P维持动态平衡;藻细胞N/P、C/P与水体P浓度、N/P呈显著正相关,而藻细胞C/N受N影响更明显(P0.05)。这为热带亚热带水库的水质管理提供了理论参考。     

Landsat数据在解析太湖水体溶解性有机碳影响机制中的应用

流域水体溶解性有机碳是碳循环的重要组成部分。本研究以太湖流域气象数据、遥感反演参数和2015年5月的一期Landsat-8 OLI_TIRS卫星数字影像为基础,分析Landsat水质模型反演数据和太湖水体溶解性有机质(DOM)各参数的相关性,阐明湖水DOM来源及不同来源DOM特性。结果表明:以Landsat红光波段、近红外波段和蓝光波段为基础反演的叶绿素a浓度、蓝藻密度、透明度和浊度等水质参数和遥感水质监测中归一化悬浮物指数均与太湖水体DOC浓度分布一致,且DOM主要为内生源;依据Landsat影像对太湖子流域进行土地利用监督分类,表明流域土地利用/覆被方式是影响类蛋白物质含量、芳香度等的重要因素。研究证实,遥感反演是获取水体有机质信息的重要数据来源,可靠性强并能够表征DOM来源、性质及影响程度,是理解环境碳循环的重要技术手段,也为太湖流域的碳库计算、水体生态风险评价、流域生态环境变化等监测提供了参考。     

闽江下游水体硅的组成及营养盐化学计量比

在过去几十年里,河流在人类活动的影响下向沿海生态系统输送不平衡的营养盐负荷导致了严重的区域或全球富营养化问题。闽江受人类活动影响比较明显,为了研究闽江水体营养盐输送比例的变化特征,于2019年7月至2020年7月对闽江下游表层水体碳、氮、磷、硅营养盐进行了季节观测。结果表明：闽江下游表层水体溶解态硅(DSi)、成岩硅(LSi)和生物硅(BSi)的年平均含量分别为5.30、4.58和2.37 mg·L^-1,但季节性差异大,夏季表现为溶解态硅>成岩硅>生物硅,秋季为溶解态硅>生物硅>成岩硅,而冬季为成岩硅>溶解态硅>生物硅。其中溶解态硅在总硅中的比例沿向海方向呈逐渐降低趋势,而生物硅与之相反。从化学计量比来看,闽江水体明显地受碳、磷限制,基本不受硅、氮限制。据估算,闽江每年向河口输送1.03×10¹⁰ mol溶解态硅和0.46×10¹⁰ mol生物硅,并且呈现逐年下降趋势,而碳、氮、磷负荷则呈上升趋势,这种营养盐比例关系会导致河口及近海生态系统结构和功能发生变化。研究闽江水体碳、氮、磷、硅...     

南昌市不同植物类群叶片氮磷浓度及其化学计量比

对南昌大学前湖校区89种主要植物叶片的N、P浓度及其化学计量比进行了研究,结果表明:乔灌、常绿、针叶、种子、裸子和单子叶植物类群的N浓度分别低于相对应的草本、落叶、阔叶、蕨类、被子和双子叶植物类群,而C3和C4植物差异不显著;乔灌、常绿和裸子植物类群的P浓度含量分别低于相对应的草本、落叶和被子植物类群,而针叶和阔叶、蕨类和种子、单子叶和双子叶、C3和C4植物类群间差异不显著;乔木、阔叶、被子和双子叶植物类群叶片N/P分别高于相对应的灌草、针叶、裸子和单子叶植物类群,而常绿和落叶、蕨类和种子、C3和C4植物类群之间差异不显著.可见,不同类型植物对N和P的吸收利用存在差异,且对不同养分供应采取不同的适应对策.结合研究区土壤养分现状,建议优先选择常绿、针叶、裸子和单子叶植物类群作为城市园林植物.     

基于地理种源的刨花楠苗木比叶面积与叶片化学计量学关系

探讨植物比叶面积(SLA)与叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学关系,能够反映植物为获取最大光合生产所采取的内部调控机制,共同体现植物的适应策略。利用生长于同一土壤与气候环境中培育的刨花楠(Machilus pauhoi)1年生苗木,对其SLA与叶片C、N、P含量进行测定,并对SLA与叶片C、N、P化学计量学特征及其与种源地环境因子的关系进行分析。结果表明:(1)叶片养分含量的变异系数大小排序为CNP;SLA与叶片N、P含量呈显著的正相关,与叶片C∶N及C∶P呈极显著的负相关。(2)SLA与经度、年均温、年降水量呈显著负相关;叶片C、N、P含量也受种源地环境因子影响,其中以海拔最为重要。研究结果有助于理解刨花楠苗木的生存适应对策,对探究刨花楠对养分的资源利用效率等具有重要意义。     

太湖西岸湖滨带水生生物分布特征及水质营养状况

对太湖西岸湖滨带入湖河口区浮游生物和底栖动物的种类、单位体积数量以及物种多样性调查的基础上,分析了该区域水生生物分布特征。研究表明,在调查到的5个浮游植物门类中,蓝藻和绿藻门种类占到46.81%和36.17%。单位水体中的物种数量分别占到总藻类的60.97%和34.49%,而硅藻门仅占到总藻类数量的3.07%。Shannon-Wiener物种多样性及均匀度指数基本在1.3~1.6和0.14~0.22之间波动。在调查到的71种浮游动物中,耐污染的桡足类和枝角类占36.62%。单位水体中的物种数量分别达到7.07×104个/L和7.76×104个/L;底栖动物群落结构趋于单一化,敏感种大量减少或消失,物种多样性指数值低下,H′及其均匀度值J仅分别为1.59和0.581左右。同时,部分耐污染和广布种大量繁殖,其单位水体中的物种数量平均占到底栖动物总量的84.76%。对入湖河口区24个点位的水质监测结果也表明,水体中的TN、TP浓度分别为3.50mg/L和0.28mg/L,分别高于国家湖泊水环境质量Ⅴ类水质(TN≤2.0mg/L,TP≤0.2mg/L)标准。结合优势种和多样性指数水质分析方法,太湖西岸湖滨带水体水质已近严重富营养化程度。     

太湖五里湖富营养化的碳同位素记录

通过太湖五里湖表层沉积物柱样中总有机碳、总氮、总磷的变化,探讨了五里湖营养盐磷输入的历史记录,结合总有机碳碳同位素的分析,揭示了该湖富营养化和初级生产力的演化过程.总有机碳碳同位素值为-27.0‰～-26.3‰,平均-26,6‰,从底部向上波动变化,在深度12 cm处最大,然后向上逐渐减小,5 cm处降至最小,随之向上逐渐增大,反映了随着人为活动强度的加大,该湖水体富营养化程度逐渐加剧的特点,并且总有机碳碳同位素与有机碳、氮原子比值记录了湖泊水生植物群落由水草为主-草藻结合-藻类为主的演替过程.

Abstract：

Through the analysis of total organic carbon, total nitrogen, and total phosphorus con-centrations in surface sediment cores from Wuli Bay of Taihu Lake, the historical record of phos-phate input in the Bay was studied, and in combining with the analysis of carbon isotope value of bulk sedimentary organic matter, the evolution process of the primary productivity and eutrophi-cation in the Bay was revealed. The carbon isotope value of the sediment total organic C was -26. 6‰ on average, with a variation between-27.0‰ and-26. 3‰. It was decreased with depth up to the lowest value at 5 cm, subsequently increased gradually up to the highest value at 12 cm, and then fluctuated downward with the depth, which suggested that the evolvement of eu-trophication, productivity, and primary producer was associated with the increasing phosphorus input from human activities. Moreover, the concentrations of total phosphorus and the C/N atom-ic ratios of total organic carbon to total nitrogen recorded the succession process of aquatic plant community from float grass to float grass + algae to algae.     

The dynamics of the N/P ratio and stratification in a large nitrogen-limited estuary as a result of upwelling: a tendency for offshore Nodularia blooms

The effect of upwelling on the preconditions for noxious cyanobacterial blooms in a nitrogen-limited estuary is studied with Nodularia blooms in the Gulf of Finland especially in mind. An idealised physical–chemical model is derived and integrated. The physical development in the model agrees with a classical picture of upwelling for the scales of interest. The chemical component indicates a transient minimum of dissolved inorganic nitrogen to phosphorus ratio in the middle of the gulf, coinciding with the stratification maximum resulting from physical dynamics. A general tendency for offshore cyanobacterial blooms in similar physical and biological conditions is deduced from these results.     

藻类爆发对太湖梅梁湾水体中NPK含量的影响

1998～2000年对太湖梅梁湾的实测结果表明,在一定范围内叶绿素a的含量与温度呈现明显的正相关;NH4^+-N和总氮(TN)、总磷(TP)含量在每年的八九月份最低,总含量与叶绿素a呈正相关。随着叶绿素a含量上升,N、P含量呈现下降趋势;K的含量与N、P相似．排污口的0号点和6号点的N、P含量相对于湖中心的8号样点来说极高,而且P已不是限制性营养元素,在其它水域,P依然是限制性营养元素,表明微囊藻(Microcystis spp.)只在TN含量为1～4mg·L^-1、TP在0．1～0．3mg·L^-1之间时爆发形成水华．     

不同氮、磷配比人工海水对海带胚孢子早期发育的影响

利用不同氮、磷配比的人工海水培养海带胚孢子,观察其对海带早期发育的影响.结果表明：培养于人工海水中的海带胚孢子80%能够正常发育,但与培养于天然海水中的对照组仍存在显著差异,且人工海水中海带胚孢子的萌发和配子体的形成时间滞后,人工海水培养所形成的海带雌配子体数量显著高于雄配子体（P<0.001）;不同氮、磷配比的人工海水对海带胚孢子萌发率的影响不同,N∶P＞15∶1的氮磷比会降低海带胚孢子的萌发率,而缺乏氮或磷营养盐的人工海水则极显著抑制海带胚孢子的萌发（P<0.001）;海带胚孢子能够在人工海水中进行早期发育,但人工海水中的氮、磷营养盐浓度以及氮/磷比均会对海带发育初期胚孢子的萌发率产生影响;人工海水中氮、磷营养盐的缺乏会导致海带配子体形成时间的滞后,并对其雌雄分化产生一定影响.     

Release of inorganic N,P and K in peat soils; effect of temperature,water chemistry and water level

In the Netherlands, fens that are fed by polluted river water are often eutrophic, whereas fens fed by calcium-rich groundwater often are mesotrophic. Differences in trophic status can not always be attributed to differences in the nutrient load of the water. In this paper we try to determine if the inflow of river water in fens, in fact, accelerates the soil nutrient release, thereby creating more eutrophic conditions (‘internal eutrophication’). For this purpose, we compared nutrient release rates (N, P and K) in soil cores fromSphagnum peat andCarex peat saturated with different media, that were artificially created to mimic the three basic water sources: polluted river water, unpolluted calcium-rich groundwater and rainwater. In addition, we studied the effect of temperature and water level on nutrient release rates. The experiments proved thatSphagnum peat released much more P and ammonium thanCarex peat. The strong site effect proved consistent throughout the water chemistry treatments, which indicates that soil quality may be the most important agent determining nutrient release rates. Nevertheless, it was established that water chemistry and water level are of significant influence on nutrient release rates in peat soils. In particular, river water stimulated P release by the peat, most notably in theSphagnum peat. P-release in both soils was only minor when the soils were incubated in clean Ca-rich groundwater. It is suggested that P release is strongly associated with soil chemical processes, and that high P release rates after incubation in river water are due to the high sulphate content of the water. The net release from the soil of ammonium, potassium and phosphate increased with increasing temperature. A freezing treatment significantly increased nutrient availability. The results of the experiments are examined in the context of hydrologic management strategies for the conservation of fens in agricultural landscapes.     

氮磷比对有机磷环境中微藻砷代谢的生态风险效应北大核心

【目的】探究了以单酯磷D-葡萄糖-6-磷酸二钠(D-glucose-6-disodium phosphate,GP)为唯一磷源时含砷(As5+)水体中不同氮磷质量比对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长及砷代谢和微囊藻毒素(microcystins,MCs)释出的影响。【方法】将氮磷饥饿状态的藻细胞于含砷水体中不同氮磷比条件下进行实验,通过测定藻细胞密度(OD680)、叶绿素a(chlorophyll a,Chla)、实际光合产率(Yield)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、砷的存在形态以及微囊藻毒素含量,分析该藻在砷胁迫下的生理响应以及砷代谢机制。【结果】氮磷饥饿状态藻细胞对较高GP水平(0.1 mg/L)下的低氮磷比有更好的适应性,较低GP水平(0.02 mg/L)下的高氮磷比能显著促进培养初期藻细胞的OD680、Chla和Yield;SOD在培养初期与末期受氮磷比影响显著。GP环境下铜绿微囊藻经8 d培养后氮磷比为10:0.1介质中的砷表现为以亚砷酸盐(As^(3+))为主,占水体总砷(total arsenic,TAs)含量的78.8%,其余氮磷比环境中仍以As^(5+)为主,藻体砷形态则均以As^(5+)为主,氮磷比为1:0.1时有机砷占藻体TAs比例最高。藻细胞砷代谢受GP水平影响显著,较高GP环境(0.1 mg/L)下砷的代谢总量也更高,氮磷比为10:0.1时砷代谢以As^(5+)的还原和As^(3+)释出为主,低GP环境下(0.02 mg/L)砷代谢的甲基化水平提高。介质中MCs的含量与GP水平有关,较高GP的低氮磷比水体中MCs含量最低。【结论】研究结果对全面了解有机磷源含砷水体中藻华暴发及砷生态风险的科学管控具有重要意义。     

不同氮磷比率对青岛大扁藻、新月柱鞘藻和米氏凯伦藻生长影响及其生存策略研究

在不同氮磷比(N：P=1：1,4：1,16：1,80：1,160：1)条件下,对青岛大扁藻(Platymonas helgolandica var．tsingtaoensis)、新月柱鞘藻(Cylindrotheca closterium)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)3种浮游植物进行了培养,对其生长特性进行了比较研究．结果表明,不同氮磷比例对其生长有明显的影响,新月柱鞘藻在N：P=160：1时细胞比生长速率最快,而青岛大扁藻和米氏凯伦藻分别在4：1和80：1的条件下比生长速率最快．单位水体中细胞丰度的多少主要受细胞体积大小和自身比生长速率的影响．细胞内叶绿素a的合成浓度明显受氮的影响。高氮磷比例有利于叶绿素a的合成,细胞内可溶性蛋白质含量对不同氮磷比例有明显反应,且其含量多少与细胞大小和生长周期密切相关．3种浮游植物相对来说,新月柱鞘藻属于生长快速的r选择物种,而青岛大扁藻和米氏凯伦藻则为有较强适应环境能力的K选择物种．     

太湖蓝藻死亡腐烂产物对狐尾藻和水质的影响

为揭示富营养化造成淡水生态系统中沉水植物消亡的机制,本文就太湖蓝藻大规模死亡腐烂后的产物对水体水质以及沉水植物造成的影响进行了研究。本文以沉水植物穗花狐尾藻为研究对象,测定了水质参数（pH值,浊度（NTU）,温度,溶解氧（DO）,电导率（Ec）,盐度,磷酸根（PO43-））以及狐尾藻Fv/Fm指标。将采自太湖梅梁湾的蓝藻水华,降解一个星期左右。随后在处理组中加入该蓝藻降解物,对照组中不加入。结果表明,加入蓝藻死亡腐解液后,水体的溶解氧、pH值均比对照组显著降低,浊度则显著升高。对照组中穗花狐尾藻生长良好,其Fv/Fm约为0.8,而经蓝藻腐烂液处理的实验组,穗花狐尾藻在两天之内便接近死亡状态,其Fv/Fm值降至0.3左右。以上结果表明蓝藻死亡腐烂后形成的腐解液确实能在很短时间内给沉水植被带来灭顶之灾。而在短时间内并不能形成大量附着生物,故本实验可排除其对水生植物的影响。本文证实了蓝藻死亡腐烂后的降解液极有可能是导致沉水植物消亡的主要原因。至于是由于蓝藻腐解液引起的哪种因素起主导作用,还有待进一步研究。     

甘南黄河流域4种典型林分土壤C、N、P化学计量特征

土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）是参与植物光合作用和影响生态系统初级生产力的主要元素。甘南高原是黄河流域重要的生态屏障,为了解该区不同林分土壤养分状况的差异,选取该区4种典型林分：云杉林、华北落叶松林、巴山冷杉林以及岷江冷杉糙皮桦混交林为研究对象,研究土壤C、N、P化学计量特征。结果表明：（1）岷江冷杉及糙皮桦混交林土壤C、N含量最高,云杉林土壤N、P含量最低。不同林分间P含量差异显著（P<0.05）,不同土层间C、N含量差异均显著（P<0.05）。（2）云杉林土壤C ： N值显著高于其他林分,岷江冷杉及糙皮桦混交林土壤N ： P及C ： P高于其他林分。（3）海拔、土壤pH、容重与土壤含水量是影响土壤养分的重要因素。土壤C含量与N、P含量均显著相关（P<0.05）。总体来说,不同林分土壤化学计量特征具有显著差异,混交林土壤养分状况较纯林好,未来森林管理和植被建设中,可以通过选择合适的树种和提高树种多样性有效改善森林土壤质量。