Quantifying seasonal export and retention of nutrients in West European lowland rivers at catchment scale

To set accurate critical values for the protection of lakes and coastal areas, it is crucial to know the seasonal variation of nutrient exports from rivers. This article presents an improved method for estimating export and in‐stream nutrient retention and its seasonal variation. For 13 lowland river catchments in Western Europe, inputs to surface water and exports were calculated on a monthly basis. The catchments varied in size (21 to 486 km²), while annual in‐stream retention ranged from 23 to 84% for N and 39 to 72% for P. A novel calculation method is presented that quantifies monthly exports from lowland rivers based on an annual load to the river system. Inputs in the calculation are annual emission to the surface waters, average monthly river discharge, average monthly water temperature and fraction of surface water area in the catchment. The method accounts for both seasonal variation of emission to the surface water and seasonal in‐stream retention. The agreement between calculated values and calibration data was high (N: r² = 0·93; p < 0·001 and P: r² = 0·81; p < 0·001). Validation of the model also showed good results with model efficiencies for the separate catchments ranging from 31 to 95% (average 76%). This indicates that exports of nitrogen and phosphorus on a monthly basis can be calculated with few input data for a range of West European lowland rivers. Further analysis showed that retention in summer is higher than that in winter, resulting in lower summer nutrient concentrations than that calculated with an average annual input. This implies that accurate evaluation of critical thresholds for eutrophication effects must account for seasonal variation in hydrology and nutrient loading. Our quantification method thus may improve the modelling of eutrophication effects in standing waters. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

东海四个赤潮监控区水质状况比较的初步研究

根据2002年度赤潮多发期东海岱山、象山港、三都湾和厦门4个赤潮监控区水质监测资料,分析、讨论了各赤潮监控区在赤潮多发期主要水质环境参数、营养盐结构、水质富营养化以及有机污染程度的异同,研究结果表明：在赤潮多发期,4个监控区盐度和pH,DO,COD以及DIP含最差片不大,而NO2-N,NO-N和NH4-N含最差异最显著;营养盐结构分析则表明在赤潮多发期4个监控区NO-N甲均含量占DIN含最的57．4％～94．7％,是监控区无机氮的主要存在形式,也是决定监控区N和P营养盐结构的主要环境因子,各监控区海域浮游植物的限制因子均为P。富营养状态指数和水质指数分析则表明,除三都湾赤潮嗡控区外其他3个监控区水质均呈富营养化状念,目三都湾海域水质属轻度有机污染,而其他三个监控区海域水质均属严重污染。     

福建万木林101种常见木本植物叶片N、P化学计量学特征

通过对福建万木林自然保护区常绿阔叶林群落101种乔木、灌木叶的N、P化学计量学特征分析,结果显示:同一群落内种间的叶N、P含量和N/P存在极大变异,叶N含量变化范围为10.76～34.14 mg.g-1,几何平均值为17.33 mg.g-1;叶P含量变化范围为0.28～2.93mg.g-1,几何平均值为0.94 mg.g-1;N/P变化范围为6.47～34.90,几何平均值为18.49.群落叶N/P平均水平均高于全球、全国和中国东部南北样带的平均水平,说明本区的常绿阔叶林更易受P限制.在不同生长型中,只有落叶木本与常绿木本、落叶乔木和常绿乔木的叶片N、P含量存在显著差异(P<0.001;P<0.05),而不同生长型叶片N/P无显著差异.不同科之间,只有大戟科叶的N含量与其他科之间存在差异(P<0.05),其余科之间的N、P含量和N/P均不存在显著性差异.     

太湖蓝藻水华的年度情势预测方法探讨

在太湖、巢湖、滇池、洱海、三峡水库等我国重要湖泊和水库,蓝藻水华时常发生但年际之间藻情往往有较大差异,给蓝藻水华的防控物资及人员投入、湖库水源地水质安全保障带来较大的挑战,亟待探索周年尺度的蓝藻水华强度预测方法.本文收集了太湖连续15年的蓝藻水华情势观测数据和同步的气象、水文数据用于构建蓝藻水华预测模型,提出了利用遥感反演的蓝藻水华面积(A_BL)及人工观测的水体浮游植物叶绿素α浓度([Chl.a]_LB)共同表征的蓝藻水华强度指标(BI).分析了太湖年尺度的BI值与环境条件的关系,提出了基于年初能够掌握的气象、水文、营养盐等综合环境指标进行年度BI预测的统计模型.结果表明,太湖年度BI值与冬季及初春(12-3月)日均水温(WT_12-3)、冬春季有效积温(AT_12-3)、前一年降雨总量(RF_YB)等环境因子呈显著正相关,与冬季及初春的水体总氮(TN_12-3)、溶解性总氮(DTN_12-3)、总磷(TP_12-3)及溶解性...     

长江流域稻田生态系统的水分和养分转换过程

田间模拟施肥进步和灌溉模式的定位试验在中国科学院桃源农业生态试验站进行。结果表明施肥制度和水分管理模式显著地影响水分和养分的转化过程和生产效益。单施N的产量效应为4.5 kg/kg,而NP或NPK配施养分总的产量效应分别为8.8 kg/kg和8.0 kg/kg;有机物料循环的增产率为56.8%,在有机物料循环的基础上配施NPK化肥最大的增产率可达到80.1%;化肥应用的进步可使水稻产量增长62.5%或通过施肥实现的水稻产量中由于化肥应用所占的贡献份额为38.4%,有机无机肥配合水稻产量增长80.1%,或通过施肥达到的产量中有机无机肥配合所占的份额为44.4%。本区双季稻年灌溉需水量为5838 m³/hm²,年变异C.V = 8.3%。晚稻灌溉占全年的71%,7~9月是灌溉需水高峰期,占全年灌溉量的68%。生产灌溉效率 (灌溉水量与产量之比)：生物量3.67 kg/m³,精谷量1.48 kg/m³。常规管理田间水分分配为：蒸散占1/2,翻耕整地占1/6,植物构成占1/21,田间渗漏占1/14,其它环境耗水 (维持) 占1/5。耕灌雨养管理翻耕整地和田间渗漏比例过高。不同灌溉处理试验表明：双季稻生产的灌溉,以早稻保持水层灌溉,晚稻按需配额灌溉的模式比较适宜。     

基于InVEST模型的陕北黄土高原水源涵养功能时空变化

以陕北黄土高原为研究区,基于InVEST水源涵养功能评价模块,定量评价退耕还林还草工程背景下土地利用/覆被变化对研究区水源涵养的影响,在此基础上开展水源涵养空间分区。结果表明：① 2000-2010年,陕北黄土高原草地、灌丛和林地的面积分别增加了3204 km²、285.3 km²和122.7 km²,城镇面积增加了450.4 km²;农田、荒漠、湿地的面积分别面积减少了3984.5 km²、72.7 km²和5.2 km²。② 2000-2010年,陕北黄土高原水源涵养量整体以减少为主,中部减少最为显著,减少量在25 m³/hm²~40 m³/hm²,局部区域在40 m³/hm²以上;其他大部分区域均有0~25 m³/hm²不等的减少。③ 陕北黄土高原水源涵养功能高度重要区和极重要区的总面积为32255.1 km²,所占比例为40.5%。④ 通过陕北黄土高原水源涵养功能评价和重要性分区为生态系统的科学管理提供参考。     

珠江河口氮和磷循环及溶解氧的数值模拟 Ⅱ.模拟结果

将生态型水质模式应用于珠江口模拟研究,模式结果较好地再现了珠江口丰水期营养物质和溶解氧的水平及垂直分布趋势,说明模式已抓住了珠江河口的动力和生化变化的关键过程.进一步的研究表明,丰水期珠江河口计算区域氮处于富裕状态,磷和光照控制着浮游植物的生长.     

Thickness estimation of the Longbasaba Glacier: methods and application

A total of 71,177 glaciers exist on the Qinghai-Tibet Plateau, according to the Randolph Glacier Inventory (RGI 6.0). Despite their large number, glacier ice thickness data are relatively scarce. This study utilizes digital elevation model data and ground-penetrating radar thickness measurements to estimate the distribution and variation of ice thickness of the Longbasaba Glacier using Glacier bed Topography (GlabTop), a full-width expansion model, and the Huss and Farinotti (HF) model. Results show that the average absolute deviations of GlabTop, the full-width expansion model, and the HF model are 9.8, 15.5, and 10.9 m, respectively, indicating that GlabTop performs the best in simulating glacier thickness distribution. During 1980-2015, the Longbasaba Glacier thinned by an average of 7.9±1.3 m or 0.23±0.04 m/a, and its ice volume shrunk by 0.28±0.04 km³ with an average reduction rate of 0.0081±0.0001 km³/a. In the investigation period, the area and volume of Longbasaba Lake expanded at rates of 0.12±0.01 km²/a and 0.0132±0.0018 km³/a, respectively. This proglacial lake could potentially extend up to 5,000 m from the lake dam.     

不同附着基质对长茎葡萄蕨藻生长及附着效果的影响

【目的】探索不同附着基质对长茎葡萄蕨藻(Caulerpalentillifera)直立枝生长及藻体附着效果的影响。【方法】对长茎葡萄蕨藻直立枝以垂直砂埋、水平砂埋、塑料网网夹、尼龙网网夹及无附着基质(对照组)五种附着方式进行实验,探究长茎葡萄蕨藻直立枝的生长、附着能力、光合特性参数及营养含量的变化。【结果】垂直砂埋处理下,藻体的新生直立枝质量、质量长度比及球状小枝的直径与其他各组相比最优(P <0.05),分别是0.313 3 g、0.086 6 g/mm和1.67 mm,是对照组的7.38、9.62、1.67倍;水平砂埋与对照组相比,藻体附着能力有显著增强(P <0.05),假根数为26,长度为30.77 mm及假根附着砂砾质量为0.566 0 g;除对照组外,各组最大光能转化效率(Fv/Fm)和实际光化学效率Y(II)值呈先下降后上升趋势,24 h后垂直沙埋藻体Fv/Fm和Y(II)最快恢复原始水平,为0.856μmol·m~(-2)·s~(-1)和0.851μmol·m~(-2)·s~(-1),显著高于其余组(P <0.05);垂直砂埋与水平砂埋处理后的藻体,其可溶性糖含量分别比对照组显著降低34.24%和33.93%(P<0.05),而网夹处理后,没有显著差异(P> 0.05)。垂直砂埋处理对藻体总蛋白含量增加有显著促进作用,是对照组的1.26倍(P <0.05)。【结论】长茎葡萄蕨藻直立枝以垂直砂埋附着方式生长最佳,以水平砂埋附着方式附着更牢固。     

污泥和粉煤灰的循环利用及其对石漠化土壤质量的改善

本文通过在石漠化土壤中添加不同配比的城市污泥—粉煤灰混合物,研究其对石漠化区域土壤理化性质、持水性能,及在该石漠化土壤上所种植的高羊茅生长和重金属积累的影响。结果表明:施用粉煤灰能显著降低污泥Cu、Mn、Zn和Cd等重金属的含量并使土壤的pH得到提高,明显改善土壤的理化性质;土壤饱和含水率比对照提高1.95倍,持水时间提高7d左右,能增加土壤的N、P养分,并显著提高高羊茅的生物量,不失为促进石漠化地区生态恢复治理的一种有效方法。但由于重金属在环境中半衰期长、彻底清除难和生态毒害大等特点,不宜长期反复施用富含重金属的城市污泥。