不同水位垂直流人工湿地中植物及微生物特征

利用4个连续进水的垂直流人工湿地,比较分析水位对污染物去除效果的影响,研究湿地中植物对氮磷去除的贡献,阐析湿地中脱氮功能菌数量的演变规律。3个湿地栽种黄花鸢尾,水位分别控制在19、51和84cm,另一个湿地不栽种植物,水位为51cm。结果表明,水位对氮和有机物的去除有显著影响(p<0.05),栽种植物的湿地中,51cm水位时总氮去除率(67.4%～79.2%)最高,19cm水位时氨氮(85.3%～93.0%)和COD(81.8%～92.9%)去除效果最好。试验中黄花鸢尾均生长良好,植物吸收对总氮(Total nitrogen,简称TN)和总磷(Total phosphorus,简称TP)去除的贡献分别为19.2%～27.3%和14.7%～19.2%;植物地上部分发挥更重要作用,其TN和TP含量及对TN和TP的吸收量均高于地下部分。湿地表层基质中3种脱氮功能菌数量均随运行时间的增加而显著提高,亚硝化细菌和硝化细菌数量分别为10~4～10~6和10~5～10~7 MPN/g,随水位升高而减少;反硝化细菌数量为10~3～10~6 MPN/g,随水位升高而增加。     

内蒙古荒漠草原沙生针茅(Stipa glareosa)、碱韭(Allium polyrhizum)和骆驼蓬(Peganum harmala)叶形态性状对土壤水氮耦合的响应

研究降水和氮沉降对荒漠草原植物叶形态性状的影响,对于预测未来全球变化下荒漠草原植物的生态适应具有重要意义.对增减雨(±50％)和氮添加(10 g·m-2.a-1)及其交互作用对乌拉特荒漠草原区优势植物叶形态性状的影响研究结果表明:(1)沙生针茅(Stipa glareosa)、碱韭(Allium polyrhizum)...     

无机盐改性对沸石覆盖技术控制底泥氮磷释放的影响研究

通过试验,考察了无机盐改性对沸石覆盖控制底泥氮磷释放效果的影响,并对沸石覆盖技术控制底泥氮磷释放的机理进行初步探讨,结果表明:①NaCl及CaCl2改性对沸石吸附氨氮的性能影响不大;CaCl2改性可以提高沸石Ca2 的交换量而降低Na 的交换量,NaCl改性则可以明显降低Ca2 的交换量和增加Na 的交换量.②NaCl及CaCl2改性对沸石覆盖技术控制底泥氨氮的释放影响不大,而对控制底泥磷的释放则影响较大,沸石覆盖控制底泥磷释放效率从大到小依次为CaCl2改性沸石＞天然沸石＞NaCl改性沸石.③沸石覆盖技术控制底泥氨氮释放的机理为沸石的物理吸附和阳离子交换作用,控制底泥磷释放的机理包括沸石的机械阻挡作用和沸石与铵所交换出来的Ca2 对磷酸盐的固定作用.     

大气中的有机氮化合物及其向海洋的沉降

近几年的研究表明,有机氮化合物是大气氮沉降的重要组成部分,对全球氮循环的贡献不可忽视。介绍了大气中有机氮化合物的组成、测定方法以及存在的问题,综述了大气有机氮化合物向海洋沉降的研究现状及其对海洋生态系统的影响,并探讨了未来的研究重点。     

南海深海盆表层沉积物氮的地球化学特征与生态学功能

研究了南海深海盆区域(南沙海槽西南部)表层沉积物中氮的形态、分布及其在生物地球化学循环中的功能.研究表明,表层沉积物中不同形态氮的含量不同.其中,氧化还原转化态的氮(SOEF-N)含量最高,平均为68.3μg/g,占总氮(TN)的7.08%;弱酸转化态氮(WAEF-N)含量最小,仅占总氮(TN)的1.09%.离子交换态(IEF-N),WAEF-N,S OEF-N及TN的地球化学分布特征存在一定相似性:均由海槽东西两侧向中央递增,并在槽底呈高含量分布;SAEF-N(强碱转化态)分布则与该趋势相反.IEF-N,SAEF-N和SOEF-N的分布主要受沉积物中有机碳含量(OC)控制;而WAEF-N则与碳酸盐(CaCO₃)存在显著的负相关关系;TN与OC不具有显著意义的相关,间接说明二者来源的不同.同时,各形态氮的分布还与沉积物粒度类型密切联系.此外,研究区域内由沉积物提供的氮源很大程度上补偿了浮游植物对水体中营养盐的消耗,对维持该海域的初级生产力水平起到一定作用.其中,IEF-N和SOEF-N的释放对浮游植物生长及初级生产力的贡献较为显著.     

东海近海水质无机氮类测定中的不确定度探讨

分析探讨了东海近海水质无机氮类测定中不确定度的影响因素。其中,考虑到海洋环境监测的一些特殊性,在建立评定不确定度分量的数学模型时,引入了重复性实验校正因子f,并选取2004年东海区海洋环境监测中不同海域的试样进行原始平行性测定资料,以A类方式评定量化重复性实验校正因子f的不确定度分量;同时,以A类或B类的方式对近海水质无机氮类测定中的其它各个不确定度分量进行了评定。结果表明,NH_4~ 测定的相对合成标准不确定度分量最大,重复性实验校正因子f是近海水质无机氮类测定不确定度的主要来源。在此基础上,计算了东海近海水质无机氮类(NO_2~-、NO_3~-、NH_4~ )测定中的相对合成标准不确定度分别约为0.080,0.034,0.10。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION AND ANALYSIS OF HEC-6 RIVER MORPHOLOGICAL MODEL

Only comparatively few experimental studies have been carried out to investigate the performance of the HEC-6 river morphological model. The model was developed by the Hydrologic Engineering Center of the US Army Corps of Engineers. In this study, experiments were carried out in a 20 m long concrete flume 0.6 m wide with varying rectangular cross-sections. The channel bed is paved with uniform sand of D₅₀ = 0.9 mm and D₉₀ = 1.2 mm within the test reach of 12 m. Two types of experiments were carried out with sediment transport, one under steady uniform flow and another under steady non-uniform flow conditions. Nine steady uniform flow experiments were carried out to compare the measured equilibrium relationship of flow and sediment transport rate with two bedload formulae, namely, Du Boys and Meyer–Peter and Muller, and with three total load formulae, namely, Toffaleti, Laursen and Yang. It was found that even though the sediment transport consists of a certain portion of bedload, the total load formulae give satisfactory results and better agreement than the two bedload formulae. Five steady non-uniform flow experiments were carried out under various conditions of varying bed profile and channel width and also with sediment addition and withdrawal. The measured transient water surface and bed profiles are compared with the computed results from the HEC-6 model. It was found that the Toffaleti and Yang total load formulae used in the HEC-6 model give the most satisfactory prediction of actual bed profiles under various conditions of non-uniform flow and sediment transport. The effects of Manning's n, variations of sediment inflow, various sediment transport formulae, sediment grain size and the model numerical parameters, i.e. distance interval Δx and numerical weighting factor, on the computed water surface and bed profiles were determined. It was found that the selection of the sediment transport formulae has the most significant effect on the computed results. It can be concluded that the HEC-6 model can predict satisfactorily a long-term average pattern of local scour and deposition along a channel with either a small abrupt change in geometry or gradually varying cross-sections. However, the accuracy of the model prediction is reduced in the regions where highly non-uniform flow occurs.     

陆地生态系统氮状态对碳循环的限制作用研究进展

陆地生态系统碳循环和氮循环密切相关, 碳贮量与碳通量在很大程度上受氮循环的影响 和限制。由于氮循环的复杂性, 在以往的大多数碳循环研究中, 更多考虑水分、温度和大气CO2 浓 度等因子的影响, 考虑碳氮相互作用的研究较少。氮素可限制植物光合、有机质分解、同化产物的 分配以及生态系统对大气CO2 浓度升高的响应。根据目前有关碳氮模型的发展状况可将碳氮耦 合循环模型分为三大类: 一是静态模型, 它的土壤养分水平或者叶氮含量不变, 是常数, 这类模型 适合于在站点或氮素浓度变化不大的区域应用; 二是土壤氮限制模型, 能够保持稳定的生态系统 氮收支, 在NPP(Net Primary Productivity, 净初级生产力)的模拟中考虑土壤氮有效性的动态变化 的影响, 使模拟结果更为合理; 三是叶氮限制模型, 在NPP 的模拟中考虑叶片氮浓度的动态变化 的影响。这三类模型虽然都考虑了氮对碳循环的限制作用, 但在氮碳循环机理方面尚有不少欠 缺, 所以在研究中可能会带来很大的不确定性。在以后的研究中, 应通过加强碳氮相互作用的实 验研究, 增进对碳氮过程的深入了解, 进而建立综合动态的碳氮耦合模型, 以减少目前碳循环研 究中的不确定性。     

长江口滨岸湿地无机氮界面交换通量量算

基于3年长江口滨岸湿地沉积物－水界面无机氮季节性交换通量连续实测数据,建立无机氮界面交换通量空间插值模型与量算模型,对无机氮界面交换通量季节性空间分布特征、滨岸湿地不同岸段无机氮季节性界面交换总通量量算等研究。结果表明：修正GIDS插值模型在无机氮界面交换通量空间插值预测过程中精度明显优于IDS方法,而略优于普通Kriging方法;长江口滨岸湿地沉积物－水界面无机氮交换通量空间分布在不同季节表现出复杂的空间分异特征;利用修正GIDS插值模型对长江口滨岸湿地无机氮交换通量进行空间插值过程中,为提高通量量算模型精度,应采用1.2'×1.2'的空间尺度为最佳;长江口滨岸湿地无机氮界面交换总通量量算表明,长江口滨岸湿地在春季向水体释放无机氮,是水体无机氮的释放源,释放量为1.33×10⁴ t,夏季、秋季和冬季表现为净化水体中无机氮,是水体无机氮的吸收汇,分别净化无机氮量为4.36×10⁴ t、6.81×10⁴ t和2.24×10⁴ t,全年总体表现为净化水体中无机氮,净化量为12.1×10⁴ t;长江口多年水体中无机氮通量多项式拟合分析得出,2002~2004年3年长江口水体中无机氮通量平均值为52.6×10⁴ t,滨岸湿地对长江口水体中无机氮的年均净化率达23.0%。     

细菌反硝化法同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成研究

细菌反硝化法是目前同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成的最新方法。该方法包括反硝化菌的选取与培养,利用反硝化菌将硝酸根完全转化成N2O气体以及N2O气体的提取、纯化和同位素测定。该方法采用硝酸盐标准,对测试结果需进行试剂本底、同位素分馏、同位素交换校正。与传统方法相比,细菌反硝化法可同时分析低浓度微量水中硝酸盐的氮、氧同位素组成,且速度更快捷,结果更可靠。