水体中沉积物氮和磷的释放机制及其影响因素研究进展北大核心CSCD

水体中沉积物氮和磷的释放是导致水体富营养化的主要原因。综述了水体中沉积物氮和磷的主要赋存形态,总结了沉积物氮和磷释放途径及其描述方法;从沉积物性质、上覆水的理化性质、生物、水体的水量变化、扰动作用5个方面,归纳了水体沉积物氮和磷释放过程的影响因素;阐述了水体中溶解氧含量、水体pH和水温对沉积物氮和磷释放的影响;最后,对未来相关研究进行了展望。     

邛海浅水湖带及其附近人工湿地中沉水植物底质以上植株中氮和磷含量北大核心CSCD

2017年4月21~30日,对邛海浅水湖带及其附近人工湖和沟渠中沉水植物的分布进行了野外调查;2018年4月22~28日,在邛海浅水湖带及其附近人工湖和沟渠中设置采样点,采集沉水植物底质以上植株的样品;在实验室中,测定了样品中的全氮和全磷含量。研究结果表明,2017年4月,在邛海浅水湖带及其附近人工湖和沟渠的水中,共发现了9种沉水植物,分别为苦草(Vallisneria natans)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、黑藻(Hydrilla verticillata)、篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、菹草(Potamogeton crispus)、穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)和大茨藻(Najas marina),其中,穗状狐尾藻和苦草分布最广;2018年4月,沉水植物底质以上植株的全氮和全磷含量存在差异,分布较广的7种沉水植物金鱼藻、穗状狐尾藻、苦草、马来眼子菜、菹草、篦齿眼子菜和黑藻底质以上植株的全氮和全磷含量依次减小。     

白洋淀不同年龄芦苇根状茎中氮和磷含量

芦苇(Phragmites australis)是白洋淀水陆交错带区域典型的湿地植物,其具有庞大的地下根状茎,面积约6000 hm2.2011年11月,在白洋淀马堡村苇地采集了土壤和芦苇根状茎样品;依据等级结构等指标,将芦苇根状茎分为3个年龄组;对不同年龄组芦苇根状茎中氮和磷含量进行了测定,并分别计算了氮磷比率和生物富集系数.结果表明,0～1 a年龄组的芦苇根状茎中氮和磷含量分别为0.700％～1.297％和0.054％～0.122％; 2～3 a年龄组的芦苇根状茎中氮和磷含量分别为0.718％～0.911％和0.063％～0.084％; ＞3 a年龄组的芦苇根状茎中氮和磷含量分别为0.460％～0.663％和0.025％～0.069％.对比年龄为0～1 a、2～3 a和＞3a的白洋淀马堡村芦苇根状茎氮和磷含量发现,总体上,随着芦苇根状茎年龄的增加,其氮和磷含量在减少.在0～100 cm土壤深度中,各年龄组的芦苇根状茎氮含量与磷含量显著相关(p＜0.05).与磷元素相比,氮元素是白洋淀马堡村芦苇生长的主要限制因子.白洋淀马堡村芦苇根状茎中的氮和磷元素的富集系数大体上随着根状茎年龄的增加而减小,这可能与不同年龄芦苇根状茎的代谢能力有关.     

中国主要河流控制站氮、磷含量变化规律初探

根据黄河洛口站,长江武汉站和珠江高要站１９８０到１９８９年的水文,水化学资料,分别计算中国３条主要河流下游控制站８０年代营养元素氮,磷平均含量,比较氮,磷含量的季节变化规律,并探讨影响它们含量变化的主要因素。     

官厅水库及永定河枯水期水体氮、磷和重金属含量分布规律

于枯水期 (冬季和春季 )在官厅水库库区及永定河沿线 1 3个地点采集了表层水样品 ,分别测定了原水和过滤水中 N、P和重金属的含量 ,同时进一步分析了过滤水中不同形态氮的含量 ,初步探讨了枯水期官厅水库和永定河水体 N、P及重金属含量的分布规律及污染特征。研究结果表明 ,官厅水库库区及永定河沿线重金属基本没有污染 ,大多低于地表水 类标准 ,极个别样点超过 类但仍低于 类标准。 N、 P污染比较严重 ,大部分样点的总氮、总磷指标超过湖泊水库 类标准 ,个别样点甚至超过 类标准。不同地点 ,各形态 N的含量有显著差别 ,体现了外源污染的区域分布规律。     

蓝藻衰亡下滇池草海沉积物中各形态磷释放动态的模拟研究北大核心CSCD

为了研究滇池草海蓝藻衰亡过程中沉积物中各形态磷含量的变化,以玻璃缸为模拟实验容器,在玻璃缸中加入叶绿素a质量浓度为50μg/L的蓝藻藻浆(此叶绿素a质量浓度为蓝藻水华爆发时的叶绿素a浓度),进行蓝藻衰亡的遮光模拟实验,研究蓝藻衰亡下沉积物中各形态磷含量的变化。研究结果表明,遮光环境会促使蓝藻大量死亡,当实验进行5 d后,加了蓝藻藻浆玻璃缸中的蓝藻颜色逐渐由绿色变为黄绿色,在实验的第5天至第13天,上覆水中的叶绿素a含量大幅度减少,到第13天,上覆水中的叶绿素a质量浓度仅为0.53μg/L,减少了约95%;上覆水中蓝藻衰亡影响了沉积物中磷的释放,实验结束时,在加了蓝藻藻浆的玻璃缸中,沉积物中的全磷质量比为1 305.09 mg/kg,减小了3.9%,铁结合态磷、钙结合态磷和铝结合态磷含量分别减少了25.72%、16.87%和3.9%,有机磷含量增大11.02%;随着蓝藻的衰亡,玻璃缸上覆水中的叶绿素a含量减少,沉积物中的有机磷含量增加,钙结合态磷和铁结合态磷含量减少。蓝藻衰亡后的残体会使沉积物中的有机磷的含量增加。因此,蓝藻衰亡是引起沉积物中营养物质释放的重要因素。     

黄河下游河漫滩和由其开垦的农田土壤碳、氮和磷含量

于2018年6月13～14日,在黄河下游河南省郑州市狼城岗镇附近的天然河漫滩和由其开垦的已经耕种了13 a、24 a和33 a的农田中,分别设置了采样地;在各采样地,采集0～20 cm和20～40 cm深度的土壤样品,测定其有机碳、全氮和全磷含量,比较天然河漫滩和不同耕作年限的农田土壤中有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量学特征。研究结果表明,与农田土壤相比,天然河漫滩0～20 cm和20～40 cm深度的土壤有机碳、全氮和全磷含量都最小;随着耕作年限增加,农田0～20 cm深度土壤有机碳、全氮和全磷含量都增大;在各采样地,20～40 cm深度土壤有机碳、全氮和全磷含量显著小于0～20 cm深度土壤;随着耕作年限增加,农田0～20cm深度土壤碳氮比呈单峰型变化,20～40 cm深度土壤碳氮比呈单谷型变化;与农田相比,天然河漫滩土壤的粉粒和黏粒含量都最小,砂粒含量最大;随着耕作年限增加,农田0～20 cm和20～40 cm深度土壤粉粒和黏粒含量增大,砂粒含量减小;土壤p H、粉粒含量、黏粒含量分别与土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量、碳磷比和氮磷比显著相关。     

哈拉海湿地芦苇沼泽土壤碳、氮和磷含量的剖面特征

为了揭示温带典型天然湿地生源要素的分布特征及影响因素,选取哈拉海湿地为研究对象,于2000年5月采集土壤剖面样品,研究土壤样品的碳、氮和磷含量。结果表明,1哈拉海湿地土壤中硝态氮、全碳和无机碳含量在土壤亚表层最高,分别为2.03 mg/kg、8.19%和7.13%,其他指标都在剖面中呈由土壤表层向下层逐渐降低的规律;2在土壤剖面中,碳氮比和氮磷比表现为由土壤表面向亚表层急剧下降之后趋于平缓的趋势,碳磷比则在亚表层最高,平均值为23.78,哈拉海湿地土壤的碳氮比、氮磷比和碳磷比的平均值分别为8.40、3.51和17.86,比全国生态系统的平均值(分别为13、8和105)低,磷活化系数整体偏低,只有表层土壤比值大于2;3土壤速效氮和全氮含量都与无机磷、速效磷、有机磷和总磷含量显著正相关,除硝态氮和铵态氮含量外,土壤有机碳含量与有机氮含量、有机磷含量都显著相关,而土壤p H则与有机氮、全氮、速效磷、无机磷、有机磷和全磷含量都显著负相关。     

氮输入和互花米草入侵下闽江河口潮滩土壤甲烷氧化速率研究北大核心CSCD

通过室内培养实验,研究了自然状态(对照)、外源铵态氮(NH_4Cl)和硝态氮(KNO_3)的3种浓度输入(1 g/m^2、2 g/m^2和4 g/m^2氮)和互花米草入侵下,闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)潮滩土壤甲烷氧化速率。结果表明,与自然状态下相比,总体上,氨态氮输入促进了短叶茳芏潮滩土壤甲烷氧化,且随着氮输入浓度的增加,其促进作用逐渐增大;而硝态氮输入却抑制了短叶茳芏潮滩土壤的甲烷氧化,输入的硝态氮浓度越高,甲烷氧化速率越小;氮输入对潮滩土壤甲烷氧化速率无显著影响。互花米草(Spartina alterniflora)潮滩土壤的甲烷氧化速率高于短叶茳芏潮滩,互花米草入侵使潮滩土壤的甲烷氧化速率增加了22.66%。低、高浓度氮输入与互花米草入侵共同作用促进了潮滩土壤甲烷氧化,而中浓度氮输入与互花米草入侵共同作用却抑制了潮滩土壤甲烷氧化。潮滩土壤甲烷氧化速率与输入氮的类型、浓度、培养时间和土壤类型等有关。     

扎龙湿地芦苇沼泽对农田排水中氮、磷净化效果的模拟研究

农田排水已经成为扎龙湿地水环境污染的重要来源之一.采集扎龙湿地芦苇(Phragmites australis)沼泽区土壤和植物样品,开展为期18天的室内模拟试验,以进水中氨氮(NH4+-N)含量为基准,设计了6组实验,研究芦苇沼泽对不同氮、磷含量农田排水中主要污染物的去除效果,及进水在沼泽中的不同停留时间对湿地去污效果...     

达里诺尔湿地水环境和鱼类多样性调查Ⅲ.达里湖水体中的氮和磷含量及分布

达里湖是达里诺尔湿地的重要组成部分.2019年,对达里湖开展了野外调查并采集了水样,测定了水样的氮、磷含量和非离子氨含量与水体pH的关系,并将研究结果与以往的达里湖相对应的调查资料进行比较,探讨了达里湖水体中氮、磷含量特征的形成及其对达里湖鱼类物种多样性的影响.研究结果表明,2019年7月,达里湖水体中的CODCr和C...     

一株反硝化聚磷菌的脱氮、除磷能力及其固定化净化水体的研究

主要研究了反硝化聚磷微生物对湿地受氮、磷污染水体的净化功能及在实践应用中的技术可行性.研究基于从大庆龙凤湿地富营养化水体中分离并鉴定到的一株假单胞菌(Pseudomonas putida),将其命名为DQ1.结果表明,菌株DQ1在以硝酸盐为唯一氮源,以柠檬酸为唯一碳源,在30℃的条件下静止培养30h,能将培养液中91.64％的总氮去除,去除速率达到11.33 mg/(L·h);在厌氧条件下培养2h,上清液总磷质量浓度上升27 mg/L,菌株DQ1表现出明显的有氧反硝化聚磷的特性;静止培养28h,聚磷量则可达到94.72 mg/L,磷去除率为99.6％.在高碳磷比和低碳磷比的污染体系中,菌株DQ1都对磷有较好的去除效果.DQ1固定化技术在湿地水体修复方面有很强的应用潜力,经过6h,水体中的氮和磷都能被有效去除,氨氮质量浓度由5.38 mg/L降至检测限以下,而硝态氮去除率可达98.48％,磷去除率达到97.46％.     

茅尾海——茅岭江入海口区土壤中氮和磷含量的空间分布

红树林区土壤中的氮和磷含量能体现土壤养分贮存和供应的能力。氮和磷元素是制约红树生长和发育的关键营养元素。在茅尾海—茅岭江入海口咸水与淡水交汇的分布着红树林和潮沟的区域,采集0～60 cm深度的土壤样品,测定土壤样品中的全氮和全磷含量,分析其空间分布特征。研究结果表明,在茅尾海—茅岭江入海河口区的无瓣海桑(Sonneratia apetala)群落区,各采样点0～60 cm深度土壤中的全氮含量和全磷含量分别变化在254.09～786.72 mg/kg和232.40～721.42 mg/kg之间;在茳芏(Cyperus malaccensis)群落区,其分别变化在293.60～708.47 mg/kg和265.18～640.18 mg/kg之间;在桐花树(Aegiceras corniculatum)群落区,其分别变化在175.63～624.07 mg/kg和133.90～571.02 mg/kg之间;在光滩区,其分别变化在127.31～282.64 mg/kg和116.43～264.47 mg/kg之间;无瓣海桑群落区、茳芏群落区、桐花树群落区、光滩区各深度土壤中全氮含量和全磷含量的平均...     

多介质人工湿地对生活污水中氮和磷的去除效率研究

分别以芦苇(Phragmites australis)、东方香蒲(Typha orientalis)、碗莲(Nelumbo nucifera)、水生美人蕉(Canna glauca)、睡莲(Nymphaea alba)—金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、凤眼莲(Eichhornia crassipes—金鱼藻为人工湿地净化植物,以沸石和无烟煤作为基质,构建6种多介质人工湿地单元,分别对3种浓度生活污水中的总氮(TN)、氨氮(NH4+—N)、硝态氮(NO3-—N)和总磷(TP)的净化效果进行研究.结果表明,污水停留时间为5d时,4种有沸石和无烟煤作为基质的人工湿地单元,对TN、NH4+—N和TP的去除效率显著高于无基质的两种湿地单元(p＜0.05),其中香蒲、碗莲和美人蕉湿地单元对3种浓度污水的TN、NH4+—N、NO3-—N和TP的净化效率都达到90％以上,以美人蕉湿地单元的净化效率为最高.睡莲—金鱼藻湿地单元对氮和磷的净化效率总体上优于凤眼莲—金鱼藻湿地单元;但是,在凤眼莲—金鱼藻湿地单元处理后的污水中,溶解氧(DO)含量较高,出水清澈、透明.为此,在构建多级人工湿地时,美人蕉宜作为先锋种首先承载高浓度污水,香蒲、碗莲和芦苇次之,凤眼莲—金鱼藻适宜多级人工湿地的最后一级.     

施加不同量外源氮和互为伴生种下碱蓬和盐地碱蓬生物量变化的野外模拟实验北大核心CSCD

2017年5月2日～6月27日,在黄河三角洲滨海湿地生态试验站中,采用野外模拟实验方法,布设了108根PVC管,在盐地碱蓬(Suaeda salsa)和碱蓬(Suaeda glauca)互为伴生种条件下,移栽两种植物,在每根管中,优势种的种植密度分别为4株和2株,伴生种的种植密度为1株;在无伴生种条件下,优势种的种植密度为1株。考虑黄河三角洲地区氮沉降情况,以尿素作为外源氮,设置了0 g/m^2氮、15 g/m^2氮和30 g/m^2氮3种外源氮输入量,开展了碱蓬和盐地碱蓬的生物量变化研究。研究结果表明,在有伴生种条件下,当每根PVC管中优势种的种植密度为4株和2株时,随着氮输入量提高,碱蓬和盐地碱蓬平均单株生物量都显著增高;在无伴生种的条件下,当外源氮输入量为15 g/m^2氮和30 g/m^2氮时,碱蓬生物量[(58.050±2.560) g/株和(58.740±3.170) g/株]显著高于无外源氮输入[(20.850±0.640) g/株],盐地碱蓬生物量[(82.640±1.330) g/株和(111.960±6.400) g/株]显著高于无外源氮输入[(37.500±1.750) g/株]。外源氮输入量提高促进了盐地碱蓬和碱蓬生物量的积累,盐地碱蓬生物量增加幅度更大,对盐地碱蓬生长的促进作用更强。     

互花米草向海洋方向入侵条件下闽江河口盐沼植物——土壤系统中磷的赋存特征北大核心CSCD

向海洋方向入侵的互花米草(Spartina alterniflora)不仅能改变河口生态系统中磷元素的生物地球化学过程,而且能对河口生态系统的稳定和健康产生深刻影响。2019年4月(春季),在闽江河口鳝鱼滩东部的互花米草分布区,采用时空互代法,由陆地向海洋方向,选择互花米草已经入侵5~6 a的盐沼、互花米草已经入侵1~2 a的盐沼和光滩作为研究对象,在互花米草向海洋方向入侵条件下,研究植物—土壤系统中磷的赋存特征及其主要影响因素。研究结果表明,在互花米草向海洋方向入侵条件下,闽江河口鳝鱼滩东部的盐沼土壤中的全磷含量增大;与光滩相比,互花米草入侵5~6 a和1~2 a的盐沼土壤中的全磷含量分别增加了51.6%和27.1%;互花米草向海洋方向入侵不仅改变了盐沼土壤的颗粒组成、电导率、土壤有机质含量和全磷含量,而且改变了互花米草各器官中的全磷含量、磷累积系数和器官之间的磷转运能力;在互花米草已经入侵5~6 a的盐沼中,互花米草主要是通过减小根冠比和提高对磷的吸收和利用,维持其自身的生长;在互花米草已经入侵1~2 a的盐沼中,互花米草则是通过增大根冠比和提高根系向地上器官转运磷的能力,维持其自身的生长。互花米草向海洋方向入侵整体增大了植物—土壤系统的磷储量,提高了土壤有效磷养分的供给能力,这些都有利于加快互花米草向海洋方向入侵的速度。     

东寨港红树林中不同群落区表层土壤有机碳及其活性组分含量北大核心CSCD

2021年5月,在海南东寨港国家级自然保护区红树林中的9种群落区,采集表层(0~20 cm深度)的土壤样品,测定表层土壤样品中的有机碳及其活性组分的含量,分析其与土壤化学指标的关系。研究结果表明,东寨港国家级自然保护区红树林中9种群落区表层土壤中的总有机碳、微生物生物量碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳质量比的平均值分别为34.45 g/kg、615.01 mg/kg、73.97 mg/kg和1.46 g/kg,其变异系数都大于60%;在9种群落区表层土壤的总有机碳含量中,易氧化有机碳含量所占比例(平均值为4.47%)最大,其次是微生物生物量碳含量所占比例(平均值为1.96%),可溶性有机碳含量所占比例(都小于1.00%)最小;表层土壤中的全氮含量、全钾含量和土壤pH是影响有机碳及其活性组分含量的主要因素。     

盐胁迫下荇菜的耐受性和光合特性实验研究北大核心CSCD

以多年生浮水植物荇菜(Nymphoides peltata)为实验植物,人工配制氯化钠浓度为0.00 mol/L、0.05 mol/L、0.10 mol/L、0.15 mol/L和0.20 mol/L的水,用于沉水栽培荇菜幼苗;在实验期间,测定荇菜植株的根茎形态特征参数、叶片的光合气体交换参数和叶绿素荧光参数,分析盐胁迫下荇菜植株的耐受性和光合特性。研究结果表明,在实验的第16天,在氯化钠浓度为0.15 mol/L的水体中的荇菜植株还在生长,但是其地上部损伤较大,地下部长势略差,地下茎仍然可以克隆扩展,因此,荇菜植株对盐胁迫具有一定的耐受性;在氯化钠浓度为0.20 mol/L的水体中的荇菜植株地上部基本死亡,地下根系也受到严重损伤;实验的第1天至第7天,当水体中的氯化钠浓度大于0.10 mol/L时,荇菜叶片的光合作用就会被显著抑制,随着水体中氯化钠浓度的增大,荇菜叶片的胞间CO浓度总体上在增大,荇菜叶片的蒸腾速率和气孔导度无明显变化;实验的第3天至第7天,不同盐度水体中的荇菜叶片的光系统Ⅱ实际光化学量子产量和光合电子传递速率都小于淡水水体中的荇菜叶片,而且随着水体中氯化钠浓度的增大,荇菜叶片的光系统Ⅱ实际光化学量子产量和光合电子传递速率都在不断减小。荇菜具有一定的耐盐性,盐胁迫主要通过影响荇菜叶片光系统Ⅱ的光合活性、光合电子传递速率和CO同化能力,进而影响荇菜的光合作用和生物量积累。     

水库水体中甲烷氧化速率影响因素的实验研究北大核心CSCD

甲烷是一种温室气体,将水体中的甲烷氧化是减少其向大气中排放的重要手段。为了研究水库水体中甲烷氧化作用的影响因素,于2020年12月25日,采集湖北省宜昌市梅子垭水库的水作为实验用水,利用自主研发的新型快速水-气平衡装置(FaRAGE),连接便携式温室气体分析仪,通过室内模拟实验,研究水温、光照强度、水体中的初始甲烷浓度和硝酸根含量对水体中甲烷氧化速率的影响。研究结果表明,当水温为25℃时,水体中甲烷的氧化速率最大,当水温低于25℃时,水温的升高有利于水体中甲烷的氧化,当水温高于25℃时,水温的升高能抑制水体中甲烷的氧化;在无光环境中,甲烷的氧化速率可以达到最大值,光照能抑制水体中甲烷的氧化;水体中的初始溶解甲烷浓度越高,水体中甲烷的氧化速率越大;在有氧水体中,当水体中初始硝酸根质量浓度为1.796~4.361 mg/L时,有利于水体中甲烷的氧化,当初始硝酸根质量浓度为3~4 mg/L时,其对甲烷氧化的促进作用最大。     

闽江河口洲滩表层沉积物中多环芳烃的含量、来源和生态风险北大核心CSCD

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)作为典型的持久性有机污染物,广泛存在于环境中。河口湿地的沉积物能吸收和累积环境中的多环芳烃,研究沉积物中多环芳烃的含量、污染水平和来源,对开展河口海岸区保护、环境管理和污染物控制具有重要意义。在福州市闽江河口的塔礁洲、道庆洲、蝙蝠洲和鳝鱼滩布设了23个采样点,于2020年10月18日至20日,采集了表层(0~5 cm深度)沉积物样品,测定了16种多环芳烃类化合物的含量,分析了表层沉积物中多环芳烃的来源、污染水平和生态风险。研究结果表明,闽江河口塔礁洲、道庆洲、蝙蝠洲和鳝鱼滩表层沉积物中多环芳烃总含量的范围为15.85~381.52 ng/g,塔礁洲和道庆洲表层沉积物中多环芳烃的含量明显大于蝙蝠洲和鳝鱼滩;塔礁洲、道庆洲、蝙蝠洲和鳝鱼滩表层沉积物中的多环芳烃以高环数多环芳烃为主,其主要来源于周围工业废水排放、化石燃料燃烧、交通工具尾气排放、农业生物质燃烧,船舶运输过程中的石油泄漏和燃料不完全燃烧是表层沉积物中少量低环数多环芳烃的主要来源;道庆洲表层沉积物被多环芳烃轻微污染;塔礁洲、道庆洲、蝙蝠洲和鳝鱼滩表层沉积物中5种多环芳烃类化合物的含量对周围环境有中等生态风险。