人类活动影响下的云南阳宗海近百年有机碳与黑炭湖泊沉积记录

利用我国云南省昆明市阳宗海湖心40 cm沉积岩芯,分析总氮(TN)、有机碳(TOC)、黑炭(BC)含量和黑炭同位素(δ~(13)CBC)等多环境指标,采用~(137)Cs和~(210)Pb定年方法建立沉积岩芯年代序列,探讨阳宗海近百年来TOC以及BC沉积变化特征及其对区域人类活动的响应.结果表明:(1)阳宗海沉积岩芯中TN、TOC和BC含量分别为0.76~5.07、4.95~42.65和0.69~11.16 mg/g;δ~(13)CBC值为-31.03‰~-25.45‰,均值为-27.18‰;(2)TN、TOC含量自下而上同步增长,TOC/TN摩尔比值在1994年左右增长到最大值后逐渐减小,反映了流域内人为活动导致的外源性TOC增加,阳宗海水体逐渐富营养化;(3)阳宗海沉积岩芯中BC含量及其同位素的时间序列变化,反映了当地能源结构的变化,工业源和居民消费源成为阳宗海BC的主要来源,BC与人口数量和能耗间呈显著相关.     

贵州草海湿地不同水位梯度土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量比分布特征

对贵州草海湿地4种水位梯度下(农田区、过渡区、浅水区和深水区)表层土壤(0~10 cm)碳、氮、磷含量及其生态化学计量比进行研究,以期揭示草海湿地不同水位梯度下土壤碳、氮、磷生态化学计量比的分布特征及其影响因素.结果表明:土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)及总磷(TP)含量在不同水位梯度之间均差异显著,由过渡区至深水区,土壤TOC及TN含量均呈递增趋势,而TP含量呈先降低后增加的趋势;农田区土壤TN含量显著高于浅水区,但深水区土壤TP含量显著低于农田区.不同水位梯度土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)也存在显著差异,由过渡区至深水区,土壤C/P和N/P均呈递增趋势,而C/N呈先增加后降低的趋势;与过渡区相比,农田区土壤C/N、C/P和N/P总体偏低.相关性分析表明:土壤C/N、C/P和N/P的空间分布与土壤TOC、TN、含水量等理化性质有关.可见,草海湿地水位变化对土壤TOC、TN和TP含量以及C/N、C/P及N/P的空间分布具有显著影响,且水位升高有利于增强土壤碳、氮、磷的固存潜力.     

太湖沉积物重金属和营养盐变化特征及污染历史

通过对太湖北部开阔湖区沉积岩芯粒度、营养盐、重金属元素等指标的分析,结合硅藻分析结果,讨论了该湖区近100年来沉积环境变化特征、营养演化规律及重金属元素污染历史.结果表明,20世纪20年代前后,流域人为活动方式的改变及强度加大使沉积物特征开始发生变化,沉积物粒度变粗,重金属元素及TP含量减少.20世纪50年代～20世纪70年代末期,受人为污染影响,沉积物及水体TP含量逐渐增加,湖泊处于中等营养水平.20世纪70年代末期以来,沉积物中TOC,TN含量升高,C/N比值增大,沉积物中人为排放的外源有机成分所占比例增加,沉积物及水体中TP含量明显升高,硅藻组合以富营养型种属为主,湖泊水体发生显著富营养化;同期,随着重金属元素人为污染程度的加重,Cu,Mn,Ni,Pb和Zn等元素总量及有效结合态含量升高,并具有一定程度的潜在生物毒性.     

云南属都湖沉积物金属元素地球化学

通过对属都湖短岩芯Esdrl重金属元素的分析,结合沉积物粒度、流域降水和人类活动资料,讨论属都湖沉积物金属元素地球化学变化特征.结果表明.沉积物中AI、Mg、Co、Zn、Cr、Ti、V、Cu、Ni等元素含量变化与粘土含量、夏季降水量显著相关,降水导致的流域侵蚀强弱变化是影响元素含量变化的主要因素.元素Pb含量从岩芯底部到顶部总体呈上升趋势,25-17.5cm沉积物中Pb含量较稳定主要为自然侵蚀过程控制;17.5-10.5cm沉积物中Pb含量迅速增加后逐渐降低推测为20世纪50年代湖区附近矿山开采产生的粉尘沉降的影响;10.5-Ocm Pb含量逐渐增加,80年代以后大气中Pb含量上升.Pb在漉域的干湿沉降应是岩芯上部Pb含量升高的原因.在氧化还原作用下沉积物中Fe、Mn易在沉积物一水界面发生再迁移.25-7.5cm沉积物中的Fe、Mn含量变化特征为沉积后再迁移作用的结果;7.5-0cm Fe和bin含量明显上升,夏季降水量增加导致流域侵蚀增强和土壤的潜育化可能是岩芯上部Fe、Mn含量显著上升的原因.     

坦噶尼喀湖东北部入湖河流表层沉积物中磷的形态和分布特征

磷是坦噶尼喀湖生态系统中必不可少的营养元素,直接决定湖体初级生产力的高低,进而影响到周边居民对于动物蛋白的获取来源.为了解坦噶尼喀湖磷的外源输入,选择湖泊东北部的入湖河流,对表层沉积物(16个样点)中总磷(TP)和各形态磷含量及其分布特征进行分析,并探讨磷的形态分布特征与土地利用方式之间的相关关系.结果表明,入湖河流沉积物TP含量为73.05~239.94 mg/kg,平均含量为152.64±55.37 mg/kg,其中最高值出现在马拉加拉西河口.采用Psenner法对磷进行连续浸提并比较不同形态磷含量,由高及低依次为铁铝结合态磷(Fe/Al-P)钙结合态磷(CaP)有机磷(Org-P)残渣态磷(Res-P)弱吸附态磷(Labile-P).土地利用类型对TP及各形态磷含量影响较大,其中TP含量表现为河口湿地城镇附近林草地区,表明地表径流和人类活动会对TP含量产生影响,而对于不同形态磷含量,Laible-P、Fe/Al-P、Org-P含量均表现为河口湿地林草地城镇附近,Ca-P、Res-P含量均表现为城镇附近河口湿地林草地.分析沉积物理化性质与各磷形态之间的相关性,发现沉积物总氮(TN)、有机质和总有机碳与Fe/Al-P、LabileP和TP相关性较好,与Org-P、Ca-P和Res-P相关性较差,表明TN和有机质的输入,会伴随沉积物中磷含量的升高,其增量的赋存形态主要为氧化还原敏感态磷和Labile-P.沉积物粒径组成与各磷形态含量存在相关性,细粒径沉积物与各形态磷含量呈显著正相关,粗粒径沉积物与各形态磷呈显著负相关,表明细小颗粒更易吸附磷.     

不同生态修复措施下太湖西五里湖沉积物氮磷形态的时空分布

以太湖西五里湖为研究对象,研究了生态修复工程实施两年后,疏浚区、疏浚并水生植被重建示范区、退渔还湖区及对照区沉积物中氮、磷形态的季节变化及垂直分布特征,同时分析了各区上覆水的氮磷含量.结果表明:生态修复措施的实施对沉积物中氮磷形态分布及上覆水的氮磷含量影响显著.示范区和退渔还湖区水体中氮磷含量较低;沉积物中不同磷形态的垂直分布变化较复杂;疏浚基础上进行的水生植被重建对Lab-P、Al-P、Fe-P的吸收作用显著,对Ca-P、Org-P的影响较小;退渔还湖区沉积物磷形态以Ca-P、Org-P为主,Fe-P所占比例较低,与疏浚区不同.生态修复措施对沉积物中TN的影响较小;示范区NH 4 -N含量在秋季突增,可能与植物残体形成的有机质的分解有关.疏浚区水体中氮磷含量与对照区差别不大,沉积物中TN的平均含量还略高于对照区,因此单一的疏浚措施对水环境改善的长期作用需要进一步研究.而示范区水体及沉积物中的TN、TP含量均比较低,水生植被恢复较好,可见在减少外来污染的前提下,对湖区底泥进行疏浚并开展水生植被恢复工程应该是控制湖泊富营养化的有效途径.     

中全新世以来呼伦湖沉积物碳埋藏及其影响因素分析

通过对内蒙古高原呼伦湖沉积物样品总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素(δ13Corg)、总氮含量(TN)和TOC/TN(C/N)值的测定,结合沉积岩芯AMS14C年代标尺,分析了中全新世以来呼伦湖沉积物有机碳埋藏速率随时间变化的趋势及有机质的来源,并探讨了影响呼伦湖有机碳埋藏的主要因素.结果表明,中全新世以来呼伦湖有机碳埋藏速率平均值约为2.06 g/(m~2·a),碳储量约为35.25 Tg C,且总体上呈现增加趋势.呼伦湖沉积物中有机质主要来源于外源输入,但近1000 a以来内源输入逐渐增加并占据优势.呼伦湖有机碳埋藏速率与温度和降水均呈负相关,表明在长时间尺度上,升温及降水量的增加可能对呼伦湖的碳埋藏起到一定的抑制作用.     

贵州红枫湖沉积物生物可利用磷分布特征及其与粒径的关系

应用化学提取法分析了红枫湖主要出入湖河口及湖心沉积物生物可利用磷(BAP)的含量,并探讨了BAP空间分布与总磷(TP)和粒度组成之间的关系.研究结果表明,各形态BAP含量顺序为:藻类可利用磷(AAP)NaHCO3可提取磷(Olsen-P)水溶性磷(WSP)易解吸磷(RDP).沉积物柱芯中BAP迅速降低,剖面变化比TP更为明显.各形态BAP与TP显著相关,除RDP与AAP外,其它形态BAP之间也显著相关.Olsen-P是评价红枫湖沉积物磷的生物有效性的最佳指标.红枫湖沉积物颗粒组成以粘土及粉砂为主,湖心沉积物比河口粒度小.表层(0-5cm)沉积物中Olsen-P和AAP的含量与细组分(粘土)的比例呈正相关,而RDP、WSP与细组分呈负相关性,表明沉积物细组分对深水湖泊富营养化的重要性.     

太湖流域滆湖围网拆除后沉积物营养盐和重金属空间分布特征及评价

为评估滆湖围网拆除工程实施效果,采用高密度网格化布点方法,系统分析滆湖沉积物营养盐和重金属的空间分布和污染特征;并基于有机氮评价方法、综合污染指数评价方法、重金属地质累积指数法和重金属潜在生态风险评价方法进行污染风险评价.结果 表明,滆湖沉积物总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)的平均含量分别为(3709± ...     

鄱阳湖西侧周边农村水塘夏季表层沉积物氮、磷、有机质分布特征及评价

水塘作为农村重要的水生态系统,其环境状况与人们生产生活和健康密切相关。为了解鄱阳湖西侧周边农村水塘沉积物的有机质和营养盐赋存状况,于2018—2019年对鄱阳湖流域西侧附近4个县的23个水塘进行沉积物营养盐的分析,同时通过相关分析和差异性分析对其来源进行解析,并采用综合污染指数评价法和主成分分析法对水塘沉积物的污染程度进行评价。结果表明：水塘沉积物污染物含量较高,其有机质、有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）含量分别为5.81%±2.16%、2.46%±1.02%、（6.48±2.35） mg/g和（1.89±0.80） mg/g。3种形态的无机氮中铵态氮含量最高,其次为硝态氮和亚硝态氮。沉积物TP受到洗涤废水的影响较大,清淤和活化显著减轻了沉积物TN和TOC污染。综合污染指数评价结果表明重度污染和中度污染的水塘占比分别为95.65%和4.35%,其平均评价结果为重度污染,表明水塘沉积物污染严重。而主成分分析结果表明P18水塘污染最重,而P6水塘污染最轻。综合污染指数与主成分分析总得分的相关系数为0.92,表明两者的评价结果较为一致。本研究通过分析鄱阳湖西侧农村水塘的沉积物营养...     

Estimation of sediment sources using selected chemical tracers in the Perry lake basin,Kansas,USA

The ability to achieve meaningful decreases in sediment loads to reservoirs requires a determination of the relative importance of sediment sources within the contributing basins. In an investigation of sources of fine-grained sediment （clay and silt） within the Perry Lake Basin in northeast Kansas, representative samples of channel-bank sources, surface-soil sources （cropland and grassland）, and reservoir bottom sediment were collected, chemically analyzed, and compared. The samples were sieved to isolate the 〈63μt m fraction and analyzed for selected nutrients （total nitrogen and total phosphorus）, organic and total carbon, 25 trace elements, and the radionuclide cesium-137 （^137Cs）. On the basis of substantial and consistent compositional differences among the source types, total nitrogen （TN）, total phosphorus （TP）, total organic carbon （TOC）, and ^137Cs were selected for use in the estimation of sediment sources. To further account for differences in particle-size composition between the sources and the reservoir bottom sediment, constituent ratio and clay-normalization techniques were used. Computed ratios included TOC to TN, TOC to TP, and TN to TP. Constituent concentrations （TN, TP, TOC） and activities （^137Cs） were normalized by dividing by the percentage of clay. Thus, the sediment-source estimations involved the use of seven sediment-source indicators. Within the Perry Lake Basin, the consensus of the seven indicators was that both channel-bank and surface-soil sources were important in the Atchison County Lake and Banner Creek Reservoir subbasins, whereas channel-bank sources were dominant in the Mission Lake subbasin. On the sole basis of ^137Cs activity, surface-soil sources contributed the most free-grained sediment to Atchison County Lake, and channel-bank sources contributed the most fine-grained sediment to Banner Creek Reservoir and Mission Lake. Both the seven-indicator consensus and ^137Cs indicated that channelbank sources were dominant for Perry Lake and that channel-bank sources increased in importance with distance downstream in the basin.     

南四湖现代沉积物中营养元素分布特征

对南四湖不同湖区20个表层沉积物和独山湖湖区沉积岩芯中营养元素进行了分析结果表明表层沉积物中南阳湖总磷最高,独山湖次之;独山湖总有机碳和总氮含量最高,南阳湖次之;而昭阳湖总有机碳、总氮和总磷含量较低.沉积岩芯中137Cs数据表明南四湖独山湖区柱状沉积物上部(0-18 cm)沉积速率为3.5mm/a;总有机碳、总氮和总磷含量主要集中在沉积岩芯0-8 cm内,并呈现一致的垂向分布规律,具有明显的三阶段分布特征,反映了流域社会经济的发展导致营养元素的释放量增加,造成了湖泊现代沉积物中营养元素的积累.碳氮比值处于7.6-11.4之间,有机质的选择性分解不明显,指示沉积物中有机质主要来自无纤维束的陆源植物.监测数据表明济宁市的城市生活污水、工农业废水排放进入南阳湖是南四湖有机质和TP富集的主要来源.     

太湖沉积物理化性质及营养盐的时空变化

在不同季节,采集太湖梅梁湾和贡湖湾沉积物柱状样,研究沉积物Eh、pH、总氮、总磷以及有机质四季垂向剖面分布变化特征.研究结果表明,在表层下(0-3 cm),Eh随沉积物深度的增加迅速下降,很快进入还原状态.沉积物剖面上pH变化幅度不大,在6.4-7.8之间,冬季沉积物pH均有所降低.太湖沉积物中含有丰富的营养盐,总氮和总磷最高浓度分别为2.68和0.864 mg/g,其剖面分布特征表明,沉积物表层总氮和总磷含量远高于底层,其含量随深度增加而降低,但四季变化趋势不明显.沉积物中有机质含量在10 cm以上变化幅度较大,随着沉积物深度的增加,有机质含量明显减少,季节变化幅度不大.比较不同采样点发现,位于梅梁湾生态系统试验区内的S1位点沉积物氮磷内源负荷最大.     

白洋淀湿地不同植物群落区表层沉积物碳氮磷化学计量特征

白洋淀是雄安新区的核心生态功能区.为探究白洋淀不同植物群落区表层沉积物碳(C)氮(N)磷(P)化学计量特征,采集了96组表层沉积物样品开展对比分析.研究表明:白洋淀湿地表层沉积物总有机碳(TOC)含量均值为39.64 g/kg,范围为14.4～ 136.82 g/kg,总氮(TN)和总磷(TP)均值分别为2.62和0....     

水动力条件下底泥中氮磷释放通量

在环形水槽内模拟了水动力条件下底泥的起动规律,分析了底泥运动的不同状态。该环形水槽内水体流速基本均匀,水槽转速与槽内水体流速能够精确的相互转换,实验中通过改变水槽转速模拟了不同扰动强度下底泥悬浮和释放的规律．以太湖底泥为例,通过上覆水中TN、TP浓度的变化,建立了底泥中TN、TP的释放通量(y)与水流(x)的关系,其表达式为TN：y=137．88e^0.06x(R^2=0．94);TP：y=36．78e^0.56x(R^2=0．97);并将该实验结果应用在太湖的水量水质模型中,取得了比较满意的效果．     

近200 a来云南阳宗海摇蚊群落多样性及稳定性变化

云南省拥有丰富的生物多样性,其生态系统稳定性对于发挥生态系统服务功能十分重要,但近几十年以来的人类活动以及气候变化带来的干扰削弱了该区域的生态系统功能.本文以阳宗海为研究对象,探讨了1820s—2006年间人类活动背景下摇蚊群落多样性和稳定性的变化过程,并进一步探讨阳宗海摇蚊群落多样性与稳定性之间的关系.利用沉积物中的营养指标(总有机碳(TOC)含量、总氮(TN)含量和TOC/TN摩尔比)及摇蚊分别重建了湖泊营养变化及摇蚊群落物种丰富度、均匀度、相似度和稳定性(ar1),利用PCA第1轴代表摇蚊群落以检测突变点.研究发现摇蚊群落组成与湖泊营养变化有较好的一致性,二者在1990年左右发生突变,物种丰富度、均匀度和相似度指数分别在1950s、1990s初以及1970s初升高,说明摇蚊群落组成逐渐多样化,种属分布更加均匀.通过检测发现摇蚊群落稳定性在1960s初开始降低,比湖泊系统突变提前30 a左右.摇蚊群落的物种丰富度、均匀度以及稳定性指标伴随着湖泊外源营养物质输入比例增加而升高,群落多样性与稳定性之间的相关性分析表明群落稳定性随物种丰富度的升高而降低.     

红壤小流域不同土地利用方式坡面下水塘底泥养分含量变化

以我国南方丘陵区红壤小流域为研究对象,对不同土地利用方式坡面下的4个水塘底泥中养分含量作了分层比较研究(0-5 cm,5-10 cm,10-15 cm,15-20 cm,20-25 cm,25-30 cm)．结果表明:4个水塘底泥养分含量差异明显,在0-15 cm泥层有机碳、全氮、速效氮和全磷含量以邻近村庄的水塘(简称C塘)底泥最高,其次为板栗园坡下的水塘(简称B塘),水稻田坡面下水塘(简称S塘)和花生地坡面下水塘(简称H塘)最低;在15-30 cm泥层,有机碳和速效氮含量以B塘最高,而全氮和全磷含量则以C塘最高;有效磷含量除C塘0-15 cm底泥外,其余均为痕量．表明土地利用方式对其坡面下水塘底泥养分含量影响明显．各水塘底泥养分随泥层加深均呈递减趋势,其中全氮和速效氮减幅以C塘最大,分别为36．0％和38．7％,有机碳和全磷减幅则以B塘最大,为29．4％和31．9％;各塘底泥养分含量的最大降幅主要在浅层底泥,水塘养分积累加速表明近年来农村面源污染加剧．传统农业耕作方式的改变是农村水体底泥养分含量增加的主要原因之一．     

不同条件下乌梁素海污染物在冰-水体系中分布规律的模拟

为探讨单一因素(如浓度、温度、酸碱度)对冰封期乌梁素海中营养盐和盐分(总氮、总磷、Na+和Cl-)迁移的影响,对不同条件下各物质水样进行室内单向结冰模拟,分析总结物质在冰层和冰下水层中的分布特征,并用分配系数(K)来表征.结果表明:冰体中物质浓度随水样初始浓度(C0)的增大而增大,随结冰温度的升高而减小;各物质在冰体中的浓度分布表现为顶层中层底层.总氮、总磷的分配系数K随C0的增大呈递减趋势,Na+和Cl-的K值随C0的增大呈递增趋势;对各条件下的K值进行假设检验,结果为:水样中物质初始浓度和结冰温度显著影响其在冰-水体系中的分布;同一温度下,C0较小时,酸碱度显著影响各物质在冰-水体系中的分布,C0较大时,酸碱度显著影响Na+和Cl-在冰-水体系中的分布,但对总氮、总磷浓度分布的影响不显著.可见,在不同环境因素下,各物质在冰-水体系中表现出不同的分布特征,对此进行模拟可为寒区湖泊污染物迁移和生物地球化学循环的研究提供一定的参考.