太湖钩虾种群时空分布特征及与环境因子关系分析

在对太湖湖滨带钩虾种群空间分布前期调查的基础上,于2013年4月、8月和11月对太湖底栖动物钩虾种群的分布和水质情况进行了调研。钩虾种群密度在太湖水域空间上表现出明显的差异性,其高值区域出现在太湖的西北部,且随季节变化较大,其中,冬季钩虾种群密度最高。通过主成分分析(PCA)筛选出影响太湖水质的主要指标为氮和磷(方差解释率为52.2%),相关分析表明钩虾种群密度对数值与第一主成分氮和磷呈正相关,而与第二主成分透明度呈负相关。研究表明钩虾种群空间分布的差异与氮磷水平关系最密切,其次是透明度。     

Cycling of dissolved and particulate nitrogen and carbon in the Framvaren Fjord, Norway: stable isotopic variations

The reaction pathways of nitrogen and carbon in the Framvaren Fjord (Norway) were studied through stable isotope analysis (δ¹⁵N and δ¹³C) of dissolved inorganic and particulate organic matter (POM). The variations in the isotopic compositions of the various C and N pools within the water column were use to evaluate the historical deposition of material to the sediments. The high δ¹⁵N-NH₄⁺ at the O₂/H₂S interface, as a consequence of microbial uptake between 19 and 25 m, results in extremely depleted δ¹⁵N-particulate nitrogen (PN) of approximately 1‰ within the particulate maximum at approximately 19 m. The carbon isotopic distribution of dissolved inorganic carbon (DIC) and particulate organic carbon (POC) within the interface suggests that the distinct microbial flora (Chromatium sp. and Chlorobium sp.) fractionate inorganic carbon to different degrees. The extremely light δ¹³C-POC within the interface (−31‰) appears to be a result of carbon uptake by Chromatium sp. while δ¹³C-POC of −12‰ is more indicative of Chlorobium sp. Nitrogen isotopic mass balance calculations suggested that approximately 75% of the material sinking to the sediments was derived from the dense particulate maximum between 19 and 25 m. The sediment distribution of nitrogen isotopes varied from 2‰ at the surface to approximately 6‰ at 30 cm. The nitrogen isotopic variations with depth may be an indicator of the depth or position of the O₂/H₂S interface in the fjord. Low sediment δ¹⁵N indicated that the interface was within the photic zone of the water column, while more enriched values suggested that the interface was lower in the water column potentially allowing for less fractionation during biological incorporation of dissolved inorganic nitrogen. Results indicate that the dense layers of photo-autotrophic bacteria in the upper water column impart unique carbon and nitrogen isotopic signals that help follow processes within the water column and deposition to the sediments.     

放牧草地生态系统中氮素的损失和管理

对于大多数放牧草地,Ｎ素都是限制生产力的最重要因素之一,而生态系统中Ｎ素的损失量又很大,Ｎ素以ＮＯ－３、ＮＨ３、Ｎ２Ｏ等形态进入水圈和大气圈,不仅造成了生产上的资源浪费,而且对全球环境和人类健康都产生了深远的影响。本文将对草地生态系统中Ｎ素损失的主要过程（如氮挥发、反硝化和ＮＯ－３淋溶等）及影响因素研究的进展情况进行简要地综述,然后对ＩＭＧＡＲＳＳ项目研究中关于Ｎ素损失研究部分提出一些建议。草地生态系统中Ｎ素损失的主要途径包括：土壤、植物、动物排泄物和肥料的氨挥发;生物和化学反硝化;淋溶;动物体和动物产品对Ｎ素的固持;动植物残体和动物排泄物的燃烧;动物以排泄物形式将Ｎ素从生产区转移到非生产区;通过土壤侵蚀而损失等。放牧加速了草地生态系统中Ｎ素的损失速率。从全球角度分析ＮＨ３的来源后认为,生物残体燃烧是最大的ＮＨ３源,其次是自然土地。对欧洲ＮＨ３来源的研究表明,与人类活动有关的ＮＨ３挥发总量的大部分来源于牲畜排泄物的氨挥发。由于方法的限制,对田间条件下的反硝化测定较少,动物排泄物对Ｎ２Ｏ的贡献及对全球变化影响的研究数据较少。但研究表明,草地尿、粪斑处Ｎ２Ｏ释放速率很高,动物排泄物可能是最重要的Ｎ２Ｏ源。在半干     

福建某河流甲藻水华与污染指标的关系

2009年1-2月份,在福建某河流发现大面积水华,河水呈深褐色经对气温、水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷以及藻细胞密度、叶绿素a等因子的监测,发现水中有甲藻、隐藻、硅藻、绿藻、蓝藻、裸藻和其它常见种,其中优势种为佩氏拟多甲藻(Peridiniopsis penardii),细胞密度为0.1×10~5-333×10~5cells/L.水体营养盐丰富,总氮浓度为2.50-8.65mg/L、总磷浓度为0.09-1.15mg/L.另外,pH值、溶解氧异常升高,水华反反复复持续一个多月时间.经相关分析,拟多甲藻细胞密度与气温、pH值和总氮相关系数分别为-0.323(P=0.027)、0.327(P=0.025)和0.316(P=0.030),显著相关,偏相关分析表明,拟多甲藻细胞密度与水温相关系数为-0.4894(P=0.008),非常显著负相关.结果显示,pH值和溶解氧升高是甲藻水华产生的表征现象,总氮可能是本次甲藻水华生长的限制因子,而气温和水温的变化既是甲藻水华产生的重要原因,但超过甲藻适宜的生长温度对其也起到一定的抑制作用.由于调查区干旱、少雨、梯级电站过密等因素所导致的水流速过缓,加上足够的营养盐和合适的温度,促使本次拟多甲藻水华的发生.     

内蒙古乌梁素海不同形态氮的时空分布

为揭示不同形态氮在乌梁索海空间分布特征及变化规律,运用ArcGIS统计模块分析了2006-2007年乌梁素海不同形态氮浓度的时空变异.研究表明:乌梁素海水体中各监测点总氮浓度夏、冬季高,秋季低,季节性差异较为明显;秋、冬季氨氮平均浓度明显高于夏季;不同季节亚硝态氮平均浓度明显高于硝态氮.在空间分布上,乌梁索海不同形态氮浓度分布呈现出由北向南逐渐降低的趋势.总之,乌梁索海氮素污染问题已十分严重,主要污染源为河套灌区农田排水、沿总干渠区域的工业废水和生活污水,随水体的流动氮污染减少,但某些区域因芦苇、水革密集而使不同形态氮有不同程度的增减.     

Impacts of Anthropogenic Land Use Changes on Nutrient Concentrations in Surface Waterbodies: A Review

Increased population leads to land use (LU) changes from natural to urban and agricultural LU. These disturbances not only decrease the natural treatment potential but they also worsen surface water quality (SWQ). The aim of this review is to assess studies about impacts of anthropogenic LU changes on levels of nutrient concentrations in surface waterbodies, highlighting the important parameters needed for an integrated simulation. The results reported in the literature are not always fully consistent. These contradictory results can sometimes be explained by field measurements under different climatic conditions, different features of landscapes, air deposition rates on ground surfaces, and groundwater flow interactions with surface water. Integrated modelling has been suggested to overcome these inconsistencies. Physical‐based and empirical models are the most popular approaches for LU‐SWQ studies. Generally, anthropogenic LU such as agricultural and urban areas usually enhances nutrient concentrations much more than natural lands such as forest and barren. Developing sustainable metropolitan areas instead of rural areas, establishing high‐standard wastewater treatment plants, and practicing efficient fertiliser application would ameliorate the poor nutrient conditions in SWQ. Riparian vegetation, grassed swales, and construction of artificial wetlands as buffer zones are the most promising natural water quality control measures.     

亚热带地区典型水库流域氮、磷湿沉降及入湖贡献率估算

为了探究汤浦水库流域氮、磷湿沉降对水库水体营养的贡献率,本研究对2014 2015年的汤浦水库流域4个采样点的雨水及3条溪流进行样品收集,测定其中磷和不同形态氮的质量浓度,分析汤浦水库流域大气湿沉降中氮、磷营养盐的分布特征,并估算氮、磷营养盐湿沉降对汤浦水库入库负荷的贡献率.结果表明:湿沉降中总氮(TN)平均浓度为1.02±0.58 mg/L,氨氮、硝态氮和有机氮浓度占TN浓度的比例分别为60.65%、34.07%和5.28%;总磷(TP)平均浓度为0.033±0.028 mg/L.4个采样点湿沉降中氮、磷浓度均表现为冬春季(少雨季)高、夏秋季(多雨季)低.空间上,王化点位的各形态氮和总磷浓度显著高于其他3个采样点.TN和TP年均湿沉降通量约为18.15和0.62 kg/(hm~2·a),年均沉降总量为834.94和28.39 t;库区TN和TP水面湿沉降量为24.14和0.82 t,直接贡献率占河流输入的1.77%和3.07%.湿沉降来源的氮、磷营养盐随河流输入的间接贡献率为8.3%和4.6%.综上所述,氮、磷湿沉降是水库外源营养的重要输入部分,深入掌握其时空分布特征及入库贡献率是进一步加强流域管理和减轻水库外源营养输入的重要前提.     

人工湿地研究现状与展望

自1950s开始系统性研究以来,人工湿地研究日趋深入,也得到了广泛的应用.本文基于文献报道,对人工湿地研究的历程特别是我国的研究进行了分析,分为起步探索、迅猛发展和规范应用三个阶段.梳理了人工湿地的研究现状,主要集中在如何提高脱氮除磷效率、对新兴污染物的去除、人工湿地根区微生物结构与功能以及人工湿地模型四个方面.核心还是提高人工湿地对污染物的去除效率并解释其机理.未来需要长期监测数据支撑的理论实践结合的设计规程;进一步揭示人工湿地的生物过程;建立合理简化的模型,对系统进行准确预测.     

苏北溱湖芦苇和芦苇+香蒲群落中植物对湿地土壤N、P的固持效果

湿地土壤是湿地生态系统固持氮(N)、磷(P)的重要库,水生高等植物在湿地土壤固持N、P过程中起到了非常重要的作用.本研究采用室外取样与室内实验结合的方法,对溱湖湿地两种主要湿地类型(芦苇(Phragmites australis)群落和芦苇+香蒲(Typha latifolia)群落)影响湿地土壤N、P固持过程的规律展开研究.分析了芦苇、香蒲各器官生物量和总氮(TN)、总磷(TP)含量及储量对于土壤各土层TN和TP含量的影响.结果显示:(1)溱湖湿地对于水体TN和TP有一定的削减作用,且对TN的削减作用更大;(2)芦苇可以增强湿地土壤(30 cm以下的土层)富集N的效率,并且芦苇+香蒲群落中土壤固N效率更高,芦苇植株内TN和TP储量都是根茎叶穗,而香蒲则是根穗茎叶;(3)芦苇和香蒲茎、叶器官的TN和TP含量在夏季均显著高于其他几个季节,尤其是芦苇茎的TN含量在夏季高出其他几个季节70%~84%,而TP含量甚至高出其他几个季节81%~92%;(4)芦苇、香蒲对于P贫瘠的响应机制不同,导致芦苇会消耗土壤P,而香蒲的介入可以抵消这一消耗过程.因此,芦苇+香蒲的植物配置模式可以提高湿地土壤固持N、P的综合效率.