中国边缘海氮循环过程和源汇格局——以南海为例

边缘海氮循环过程研究是全球海洋氮循环研究的重要组成部分,对全球氮源汇格局有显著影响,进而对全球气候变化产生反馈.人为活动和气候变化又是影响边缘海关键氮循环过程速率的重要因素.南海作为中国和西北太平洋最大的边缘海,是边缘海氮循环研究的理想场所.本文详细总结了南海近岸和海盆区的氮源汇过程及其内循环过程的最新研究进展,结果显...     

Sub-recent nitrogen-isotope trends in sediments from Skagerrak (North Sea) and Kattegat: Changes in N-budgets and N-sources?

We determined ¹⁵N/¹⁴N ratios of total nitrogen in surface sediments and dated sediment cores to reconstruct the history of N-loading of the North Sea. The isotopic N composition in modern surface sediments is equivalent to and reflects the isotopic mixture of oceanic nitrate on the one hand (δ¹⁵N = 5‰) and the imprint of river-borne nitrogen input into the SE North Sea (δ¹⁵N up to 12‰ in estuaries of the SE North Sea) on the other hand. We compare the results with δ¹⁵N records from pre-industrial sediment intervals in cores from the Skagerrak and Kattegat areas, which both constitute significant depositional centres for N in the North Sea and the Baltic Sea/North Sea transition. As expected, isotopically enriched anthropogenic nitrogen was found in the two records from the Kattegat area, which is close to eutrophication sources on land. Enrichment of δ¹⁵N in cores from the Skagerrak – the largest sediment sink for nitrogen in the entire North Sea – was not significant and values were similar to those found in sediment layers representing pre-industrial conditions. We interpret this isotopic uniformity as an indication that most riverine reactive nitrogen with its characteristic isotopic signature is removed by denitrification in shallow shallow-water sediments before reaching the main sedimentary basin of the North Sea.     

丹江口水库水体主要营养盐含量变化特征

根据2000~2001年汉江丹江口水库水质监测资料,对水质整体状况和营养盐变化特征进行研究,结果表明,丹江口水库水质总体状况良好,库周气温和水温变化不大,pH值中性偏碱,白河站、丹江口站、凉水河站和清泉沟站的水质能够达到或优于地表水Ⅱ类水质要求;襄樊站污染较严重,其中主要为唐白河口和小清河口,两断面溶解氧较低,电导率、SS、CODMn、NH3-N、NO3-N、NO2-N、T-P等均出现峰值,说明工业、企业和城镇生活污水的点源和非点源排放较严重。     

氮、磷、铁、硅对简单双眉藻生长的影响

用单因子对比实验和正交实验的方法研究了氮、磷、铁和硅对简单双眉藻生长的影响。结果表明:简单双眉藻对于硝酸钠和尿素均能很好地利用,其相对生长常数无显著差异,对柠檬酸铁和三氯化铁的利用亦无显著差异,FeC6H5O7-Fe的适宜浓度为0.1～0.5mg/L;Na2SiO3-Si的适宜浓度为0.8～1.6mg/L。正交实验表明,简单双眉藻氮、磷、铁、硅的最佳浓度(mg/L)配比为6.6∶0.66∶0.1∶0.4。     

粤东柘林湾柱状沉积物中氮、磷的垂直分布

对柘林湾代表性水区柱状样沉积物中不同形态氮、磷的含量进行了分析,研究了其垂直分布规律及其历史演变趋势。研究结果显示,除湾西北三百门(S2站)和湾中央大规模网箱渔排养殖区中心(S6站)外,其余各测站柱状沉积物中的有机氮(TOM)、凯氏氮(TKN)及各形态磷含量基本呈现"沉降-降解-堆积"三阶段的分布特征,反映了成岩作用的结果。S2、S6测站柱状沉积物中的多项氮磷指标,在表层10 cm以深不降反升与这两测站的高污染压力和弱水体交换能力导致的污染物快速堆积有关。底栖动物对沉积物垂直方向的扰动可能是各氮磷指标在沉降和降解阶段产生波动变化的重要原因之一,但生物扰动对NH4 的垂直变化影响最大。自生磷(Au-P)与有机磷(OP)在表层以下随深度呈一定的镜像关系,与Au-P和OP在成岩过程中的相互转化有关。Au-P随深度的变化幅度比OP的大,表明磷在Au-P和OP之间的转移并不是磷再分配的唯一途径,其它形态的磷也可能参与磷的再分配,而两者在表层不呈镜像关系主要与微生物对两者的降解有关。     

营养盐对球等鞭金藻生长和脂肪酸含量及组分的影响

球等鞭金藻细胞内可富集丰富的二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA),这些多不饱和脂肪酸(Polyunsatured fatty aicd,PUFA)具有重要的生理活性。采用气相色谱法研究了不同浓度的NaNO3和NaH2PO4对球等鞭金藻生长和脂肪酸含量及组成成分的影响。结果表明,NaNO3和NaH2PO4对球等鞭金藻生长和脂肪酸含量(占干重的百分含量)及组成成分均有影响。在初始NaNO3浓度为1~74.8mg/L和初始NaH2PO4浓度为0.47~4.48mg/L范围内,随着NaNO3和NaH2PO4浓度的增加,球等鞭金藻的细胞密度和比生长速率都增大,脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量则都呈现下降趋势;C22∶6(DHA)占干重的百分含量随着NaNO3和NaH2PO4浓度的增加而下降,但在总脂肪酸中的百分含量则增加,当NaNO3浓度为74.8mg/L时可达到9.92%,当NaH2PO4浓度为4.48mg/L时可达到7.81%。     

Porewater-derived dissolved inorganic carbon and nutrient fluxes in a saltmarsh of the Changjiang River Estuary

Saltmarshes are one of the most productive ecosystems, which contribute significantly to coastal nutrient and carbon budgets. However, limited information is available on soil nutrient and carbon losses via porewater exchange in saltmarshes. Here, porewater exchange and associated fluxes of nutrients and dissolved inorganic carbon(DIC) in the largest saltmarsh wetland(Chongming Dongtan) in the Changjiang River Estuary were quantified. Porewater exchange rate was estimated to be(37±35) cm/d during December 2017 using a radon(~(222)Rn) mass balance model. The porewater exchange delivered 67 mmol/(m~2·d), 38 mmol/(m~2·d) and 2 690 mmol/(m~2·d) of dissolved inorganic nitrogen(DIN), dissolved silicon(DSi) and DIC into the coastal waters,respectively. The dominant species of porewater DIN was NH_4~+ (99% of DIN). However, different with those in other ecosystems, the dissolved inorganic phosphorus(DIP) concentration in saltmarsh porewater was significantly lower than that in surface water, indicating that saltmarshes seem to be a DIP sink in Chongming Dongtan. The porewater-derived DIN, DSi and DIC accounted for 12%, 5% and 18% of the riverine inputs, which are important components of coastal nutrient and carbon budgets. Furthermore, porewater-drived nutrients had obviously high N/P ratios(160–3 995), indicating that the porewater exchange process may change the nutrient characteristics of the Changjiang River Estuary and further alter the coastal ecological environment.     

扎龙湿地地表水与浅层地下水的水文化学联系研究

水化学特征是湿地多界面间相互作用在水体中的综合体现,从一个侧面反映了湿地系统水文化学过程的特殊性和复杂性。扎龙湿地是国际重要湿地,不仅在维持生物多样性方面发挥着重要作用,而且对区域水化学特征的形成也具有特殊的影响。为了揭示湿地内水化学特征的形成机制,研究了扎龙湿地仙鹤湖区域地表水和地下水水化学特征,并应用水化学方法和稳定同位素[氘(D)和氧18(18O)]方法深入分析了地表水、地下水水化学特征的形成机制,并重点对两者间的水文化学联系进行了探讨。结果发现,除引嫩干渠水为低矿化度的HCO3·Cl-Ca型水外,湿地湖泊水和河流水均为中等矿化度的HCO3-Na型水,湿地地表水明显受蒸发浓缩作用和苏打土溶滤作用影响;地下水的δD值和δ18O值,都高于大气降水和河水,而低于湖泊水;混合比例计算表明,地下水受大气降水直接补给较弱,湖滨处湖水补给比例超过50%。综合分析认为,湿地浅层地下水具有显著的二元循环模式,同时受区域地下水流和局部地下水流的控制。区域地下水补给占主导的区域,地下水表现出低矿化度、高氘盈余值(d)的特征,地下水化学类型逐渐由HCO3-Ca·Na·Mg型转变为HCO3-Na·Ca型。湿地湖水补给占主导的区域,地下水特征表现出高矿化度、低d值的特征,水化学类型具有较大的变异性。地表水与地下水的氮、磷以有机态形式为主,平均占总氮和总磷比例的89%和90%,主要来自于地表水体的输入,受垂向淋溶作用影响较小。研究结果不仅为湿地水环境保护提供了科学依据,而且为深化湿地区域水文地球化学效应研究指明了方向。     

温室气体源汇及其对气候影响的研究进展

从与人类活动密切相关的温室气体（CO2、CH4、N2O）源汇研究以及温室气体对气候环境的影响等方面论述温室气体研究进展.介绍了国内外有关温室气体源和汇研究,如岩溶系统碳循环、黄土中温室气体组分特征、森林和大陆边缘海二氧化碳、稻田和湿地甲烷排放等方面的研究成果和认识.介绍了冰芯温室气体的部分研究成果和国内外温室气体与气候关系研究中涉及的一些模式及重要结论.结合温室气体源汇及其与气候变化,指出了目前应重视的一些研究内容,如研究陆地和海洋生态系统的碳氮循环问题,温室气体浓度变化与气候变化的相互关系以及气候变化机制.     

银川地区地下水氮污染原因及防治

通过对银川地区1991-2000年的地下水水质动态监测数据分析发现其地下水氮污染严重．其中尤以氨氮污染最为严重，对其氮污染的成因作进一步分析得出：引起潜水氮污染的主要因子是农田大量施用化肥和地面污水下渗，引起承压水氮污染的主要因子是大量开采承压水造成的潜水对其越流补给．最后提出了相应的防治措施。