杞麓湖表层沉积物营养盐和粒度空间分布及评价

文章通过对滇中杞麓湖表层沉积物中有机质（OM）、总氮（TN）和总磷（TP）含量及粒度参数的分析,结合克里金插值法与端元模型,研究了杞麓湖表层沉积物营养盐和粒度参数的空间分布特征及其相关性,探讨了可能影响其营养盐空间分布的因素,并对污染程度进行了评价。研究结果表明,杞麓湖表层沉积物OM、TN、TP平均含量已处于较高水平,其空间分布特征受到流域内土地利用和湖泊水动力情况的影响,湖泊沉积物中OM主要以外源输入为主。同时,营养盐污染评价结果表明,OM污染程度相对较低,而TN、TP污染较为严重。此研究结果将为杞麓湖富营养化治理和生态保护提供一定的参考和依据。     

再生水补给下湿地沉积物中营养盐空间分布特征

以北京市近郊汉石桥湿地为研究对象,分析再生水补水对湿地沉积物中营养盐空间分布特征的影响,通过采集湿地25个表层沉积物样品和3个柱状沉积物样品,分析了沉积物中有机质（OM）、总氮（TN）和总磷（TP）含量,揭示了湿地沉积物中OM、TN、TP水平空间分布和垂直分布特征。结果表明:汉石桥湿地沉积物中OM、TN、TP含量整体处于较高水平,三者含量平均值分别为70.65,4.72,,0.96 g/kg;在水平空间分布上,OM和TN表现出一致的分布特征,均为上游含量低、中游和下游含量高,TP含量在不同区域间无显著差异;在垂直空间分布上,表层0~10 cm沉积物中OM、TN、TP含量最高,呈现随剖面深度增加含量先降低后逐渐稳定的趋势;化学计量特征表明,湿地表层沉积物中OM、TN、TP呈现显著正相关性（P<0.01）;综合污染指数表明汉石桥湿地沉积物整体上呈中-重度污染。再生水补给加剧了湿地沉积物中氮、磷元素的富集,湿地沉积物营养盐空间分布受补水中残存污染物浓度、水动力条件和湿地地形结构的影响,在水流速度缓慢、滞水区域,沉积物中营养盐含量明显升高,再生水补给是湿地富营养化的重要推力。     

陕西红碱淖湖底表层沉积物粒度特征

根据不同沉积环境的代表性和空间分布的均匀性原则,对陕西北部红碱淖湖泊表层沉积物进行了较为系统的采样和粒度分析。粒度分析结果显示,红碱淖湖泊表层底泥主要由三种沉积类型组成：湖心稳定的湖泊沉积、受入湖河流影响的河口及三角洲沉积、相对稳定的近岸沉积。粒度分布的多组分特征不仅指示了沉积物来源差异,还指示了其环境和沉积动力。平均粒径的空间分布特征可以指示湖泊底流的流向及动力特征。发现西部湖盆目前仍受入湖径流的影响,而东部湖盆则受入湖径流影响相对较弱。粒度揭示的湖泊底流特征,可以作为研究入湖污染物及其扩散规律的依据之一。     

喀拉库里表层沉积物组成的分布特征及其物质来源

喀拉库里地处帕米尔高原东部,整个湖区被中纬度西风带贯穿,湖水主要由冰川融水和夏季降水补给,对气候变化响应敏感,是重建西风气候和冰川环境演变的理想区域,然而对于喀拉库里沉积物的组成和来源还知之甚少。本文以喀拉库里表层沉积物为研究对象,获得了其组成及空间分布特征,进而探讨了其物源及输入方式。根据沉积物粒度、矿物组成及湖水等深线分布,表层沉积物可分为三种类型:第Ⅰ类以细砂粒为主,以高石英和低粘土为特征,分布在近湖岸;第Ⅲ类以分选良好的细粉砂为主,主要分布在深湖区;第Ⅱ类粗、细颗粒混杂,分选性差,位于Ⅰ、Ⅲ类沉积物过渡区域。喀拉库里沉积物的SiO_2含量同粒径呈正相关关系,粒径越大、含量越高;Al_2O_3、Fe_2O_3和K_2O则相反。结合河流泥沙和慕士塔格冰芯中粉尘颗粒的粒度分布及区域气候特征,初步认为深湖区分选良好的细粉砂可能主要来自西风携带的高空粉尘,而近岸细砂是岩石就地物理风化的产物。这些认识对于钻点的选取及沉积序列气候、环境信息的提取具有重要价值。     

太湖水体及表层沉积物磷空间分布特征及差异性分析

通过对水体不同程度富营养化湖泊——太湖全湖40个位点的高密度采样分析,得到太湖水体及表层沉积物各污染因子在太湖的空间分布特征图,结果表明,太湖水体中SRP、TP、TN及沉积物中TOC、TN、TP及P的各形态等在空间上表现出明显的分异性,水体中污染物主要分布于竺山湾、五里湖、梅梁湾及太湖西部等湖区,TN、TP最低值为0.05、0.88mg·L-1.沉积物中Fe-P的分布与水体中TP类似,含量在29.13～258.31mg·kg-1之间变化.Ca-P除主要分布于南部太湖及东太湖外,西北部湖区也见大量蓄积,最高值达357.68mg·kg-1.OP的高值分布于西北部湖区,最高值达371.91mg·kg-1.沉积物中IP占TP的含量高于OP,最高值高出OP含量约50%.IP中Fe-P的比例虽然低于Ca-P,但与水体中SRP、TP之间的高度相关性(R为0.49、0.64),指示Fe-P的内源释放为太湖水体中磷的重要来源之一.而沉积物中TOC与C/N、TN、TP及P的各形态之间的显著相关性,表明了高有机质含量更利于对营养盐的蓄积埋藏.太湖水体及表层沉积物各指标空间上表现出如此明显的区域性差异,除受不同湖区入湖污染源直接作用外,还和各参数不同的生物地球化学行为有关.     

九龙江口滨海湿地生源要素空间分布特征

为了揭示亚热带典型滨海湿地生源要素的空间分布特征及影响因素,选取九龙江口滨海湿地为研究对象,于2009年夏采集表层沉积物及柱状样,利用元素分析仪和流动注射分析仪对主要生源要素碳、氮、磷、硫(C、N、P、S)进行分析.结果表明,九龙江口滨海湿地生源要素含量较高,总碳、总氮、总磷、总硫(TC、TN、TP、TS)的均值分别为(12.64±2.66)、(1.57±0.29)、(0.48±0.06)、(2.61±1.37)g·kg-1,空间分布差异性显著.红树林植被区表层沉积物的TC、TN、TP含量高于米草植被及光滩,高潮位TC、TN、TP含量>中潮位>低潮位,TS在米草植被及中潮位含量较高.柱状样的TC、TN具有相似的垂直变化趋势,均表现为由表层向下逐渐降低,且不同植被间的柱状样TC、TN含量在同一深度上都表现为:红树区>米草区>光滩区;柱状样TP平均值是光滩最低,TS平均值是光滩最高.冗余分析表明,植被类型、pH及潮位是影响表层沉积物生源要素(C、N、P、S)分布最显著的环境因子,解释量分别为24.0%、19.0%和11.6%.     

长兴岛邻近海域的沉积物粒度参数特征及对底床动力环境反演

采用传统法分析了长兴岛及邻近海域11个表层沉积物样品的粒度参数。基于沉积物粒度参数的分析,反演了区域的水动力环境,结果表明表层沉积物平均粒径和分选系数的变化方向指示的长时间尺度下的沉积物输运格局较为一致,砾石、极粗砂和粗砂含量5%的等值线以及极细砂和粉砂含量20%的等值线分布较好的推测了长兴岛区域近底床优势流速。     

雅江河谷佛掌沙丘表层沉积物粒度特征

造山带河流的河谷深切,滑坡堰塞湖及其溃决洪水频发,洪水滞流沉积物经风力改造,在两岸形成大面积沙丘（以白格堰塞湖溃决洪水为例）。对雅鲁藏布江沿岸沙丘表层沉积物粒度特征的研究,可以为鉴别河谷中的古洪水沉积与风成沉积提供一定的参考意义,并为该区域防风治沙工程提供理论支持。选取雅鲁藏布江中下游河漫滩的爬坡沙丘——佛掌沙丘为研究对象,分析其与其上四个叠置的新月形沙丘表层沉积物的粒度特征和分异规律,揭示其沉积环境。粒度分析结果表明：佛掌沙丘表层沉积物以中砂为优势粒径,分选较差,极正偏,尖窄峰态。叠置新月形沙丘的粒度分布模式为坡顶粒径最粗,分选最好;就整个佛掌沙丘而言,随高度上升,沉积物的粒径变细,分选变好,这是风力分选与重力分异共同作用的结果。利用萨胡判别式判定该沙丘沉积环境为河流沉积,但将粒度数据与其他区域的河岸沙丘粒度特征进行对比发现该沙丘为典型的风成沙丘,可能是由于该区域物源较近,且受地形阻挡风力分选作用不明显,导致萨胡判别式无法很好地区分风力沉积与河流沉积。根据与河漫滩沙样的粒度特征对比发现,佛掌沙丘主要由河流中携带的物质提供沙源。     

小柴旦湖表层沉积物粒度分布特征

柴达木盆地分布着的大量浅水盐湖,是重建过去全球变化的重要载体。盐湖沉积物粒度的测定及其解释对湖水动力学、地貌学和沉积学的研究具有十分重要的意义;粒度作为湖泊沉积物中最直接的物理指标,在不同的湖泊中存在着多解性,因此,系统地研究不同湖泊表层沉积物的粒度空间分布特征十分必要。本文以柴达木盆地的小柴旦湖为研究对象,对湖泊中23个表层沉积物样品进行粒度分析,并结合2个风成砂样品和1个湖泊钻孔样品(XCD3),系统研究其表层沉积物粒度特征,探讨可能影响粒度分布的外力因素。结果表明:(1)在两条采样路线上,样品粒度随水位深度增加逐渐变细,其平均粒径的变化范围自50.2μm至5.3μm,说明小柴旦湖这类小型浅水盐湖的沉积特征符合湖泊中湖滨至湖心沉积物颗粒逐渐变细这一规律;(2)凡是湖泊水深超过200 cm的样品,粒度频率分布曲线具有较高的一致性,表明在小柴旦湖中较细颗粒主要赋存于深水区,指示深水区沉积环境相对稳定;(3)湖滨浅水区沉积物颗粒特征复杂,粒度频率分布曲线呈多峰态,可能受洪积扇、植被和风浪的影响。选取柴旦气象站1956—2013年气象数据中极大风速计算风浪对水体的影响,最大影响深度为0.4 m,说明湖滨深度小于0.4 m的区域受风浪影响。结合湖泊表层沉积物及周围风成砂粒度特征,对小柴旦3(XCD3)钻孔沉积物粒度特征进行分析,发现:钻孔中68—70 cm和77—80 cm层位粒度特征指示水位快速下降,湖泊干涸并沉积风成砂;其余层位均表现为相对稳定的湖相地层,湖泊水位与现代相近。     

辽河口沉积物环境要素时空动态及影响因素分析

以辽河口为研究区域,利用遥感影像数据、现状调查数据和历史监测数据,系统地分析了辽河口沉积物质量历史变化趋势和空间分异规律,并进一步研究不同海域使用类型和不同植被演替阶段对沉积物环境要素分异特征的影响.结果表明,辽河口区域沉积物质量总体良好,各要素平均含量均符合一类沉积物质量要求;沉积物营养元素呈现显著的带状分布规律,重金属元素空间分布具有一定随机性,未呈现显著规律;不同海域使用类型对沉积物污染物富集的影响具有一定差异显著性,说明重金属及污染物的分布受到人类活动的影响,具有一定的随机性;植被不同演替阶段下主控因子具有显著差异,初级阶段主要受盐度控制,随着由盐生植被向陆生植被逐渐过渡,植被分布特征与总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的内在联系逐渐增大,同时重金属等污染物含量与植被群落内在联系并不显著.     

长兴岛邻近海域的沉积物粒度参数特征及物源分析

采用筛分法和吸液法分析长兴岛邻近海域11个表层沉积物样品,获得了1Φ间隔的粒度参数数据。分析结果表明,临港工业区附近海域的沉积物类型主要有G、S、S-T-Y、TS、YS、G-S-T、ST、YT共8种,S和ST是该区的优势和次优势组份。平均粒径在-1~2.623Φ,分选系数在0.221~3.213,偏态在0.311~1.311,峰态在0.828~3.978。基于沉积物各粒级的空间分布规律,对研究区域的物质来源情况,进行了分析讨论。     

城市河流沉积物微生物量分布和群落结构特征

沉积物微生物是河流生态系统物质循环及水体净化的驱动力.为了探讨城市河流不同河段沉积物微生物量分布和群落结构特征及其影响因素,采用PLFAs分析方法和高通量测序技术获得沉积物微生物量和群落结构指标,并利用冗余分析(RDA)和相关性分析等方法探究影响河流沉积物微生物量和群落结构的主要环境因素.结果表明:除上游样点C7外,沉积物细菌优势菌门均为变形菌门,次优势菌门为绿弯菌门,优势菌纲为β-变形菌纲,次优势菌纲为γ-变形菌纲;同一河段内沉积物微生物组成和细菌群落结构相似,而不同河段间沉积物微生物组成和细菌群落结构差异明显;下游沉积物细菌多样性和丰富度(香农指数均值10.20,Chao1指数均值3011.5)显著高于中游(香农指数均值9.50,Chao1指数均值2808.2)和上游(香农指数均值9.38,Chao1指数均值2681.2);沉积物微生物PLFAs总量和各菌群PLFAs含量均表现为中游沉积物中含量较高(PLFAs总量均值412.1 nmol·g~(-1)),而下游(PLFAs总量均值218.6 nmol·g~(-1))和上游(PLFAs总量均值215.1 nmol·g~(-1))沉积物中含量相对较低.分析和讨论结果表明,速效钾、pH、C/P、TC、C/N和铵态氮是影响不同河段沉积物细菌群落结构特征的主要环境因子,TC、TN、C/P和pH是影响沉积物细菌多样性的主要环境因子,而速效钾、C/P、TN、TC和pH是影响不同河段沉积物微生物量分布的主要环境因子.十五里河不同河段的沉积物微生物通过微生物量和群落结构特征反映不同河段环境状况,并发挥着水体净化和河流生态系统健康维持的功能.     

Organic matter and pH affect the analysis efficiency of ~(31)P-NMR

Solution ~(31)P nuclear magnetic resonance spectroscopy( ~(31)P-NMR) is a useful method to analyze organic phosphorus(Po), but a general procedure for the analysis method is lacking.The authors used solution ~(31)P-NMR, which was found to be an effective method for analysis of Po in Haihe River sediment, to analyze the Po in the surface sediment in Eastern China at the regional scale, and found that the Na OH-ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA)extraction rate was affected by environmental factors. At the regional scale, the extraction rate showed a positive relationship with loss on ignition, when the extraction rate was lower than 60%. The extraction rate had no relationship with the loss on ignition when the extraction rate was higher than 60%. The extraction rate showed a negative relationship with p H, which means that the extraction rate was higher in acidic sediment and lower in alkaline sediment. The ratio of TC/TN(the ratio of total carbon to total nitrogen) was considered to represent the origin of organic matter in the sediment. The extraction rate was high when the TC/TN ratio was lower than 20, meanwhile the extraction rate decreased as the TC/TN ratio increased. The results show that the origin of organic matter in sediment significantly affects the Na OH-EDTA extraction rate. This study will give theoretical support for building an effective and general solution ~(31)P-NMR analysis method.     

Organic matter and pH affect the analysis efficiency of P-NMR

Solution ³¹P nuclear magnetic resonance spectroscopy (³¹P-NMR) is a useful method to analyze organic phosphorus (Po), but a general procedure for the analysis method is lacking. The authors used solution ³¹P-NMR, which was found to be an effective method for analysis of Po in Haihe River sediment, to analyze the Po in the surface sediment in Eastern China at the regional scale, and found that the NaOH-ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) extraction rate was affected by environmental factors. At the regional scale, the extraction rate showed a positive relationship with loss on ignition, when the extraction rate was lower than 60%. The extraction rate had no relationship with the loss on ignition when the extraction rate was higher than 60%. The extraction rate showed a negative relationship with pH, which means that the extraction rate was higher in acidic sediment and lower in alkaline sediment. The ratio of TC/TN (the ratio of total carbon to total nitrogen) was considered to represent the origin of organic matter in the sediment. The extraction rate was high when the TC/TN ratio was lower than 20, meanwhile the extraction rate decreased as the TC/TN ratio increased. The results show that the origin of organic matter in sediment significantly affects the NaOH-EDTA extraction rate. This study will give theoretical support for building an effective and general solution ³¹P-NMR analysis method.     

泉州湾海岸湿地沉积物C、N的空间变化

在泉州湾不同类型海岸湿地采集了6根短柱状样,利用激光粒度仪分析了沉积物的粒度并计算了中值粒径,利用元素分析仪分析了沉积物中的总有机碳（TOC）、总无机碳（TIC）和总氮（TN）含量.结果显示,泉州湾海岸湿地的沉积物以粉砂和粘土质粉砂为主,中值粒径介于9.2～18.5 μm之间;水头光滩湿地沉积物TIC含量约为0.137%,高于附近互花米草湿地的含量（0.014%～0.038%）,TIC主要集中在粗颗粒部分.沉积物TOC、TN含量分别介于0.939%～2.057%和0.163%～0.260%之间,互花米草对C、N具有很强的富集能力,红树林对C、N的富集能力很弱;周边的排污活动使水头地区的TOC含量明显高于洛阳江河口地区.沉积物TOC、TN含量与中值粒径之间的相关性很弱,TOC与TN之间具有显著的正相关关系,互花米草湿地TN含量与C/N、互花米草湿地和光滩湿地的TOC与C/N均表现为显著的正相关,这些初步说明泉州湾海岸湿地沉积物的TOC主要来源于周边污染物的排放及植被自身生产.     

三峡大坝建成后长江河流表层沉积物中有机物组成与分布特征

利用气相色谱法对2009年长江河流(干流和主要支流)表层沉积物样品中的正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸(fatty acids)进行测定和分析,结合粒度、OC%、δ13C等参数,研究样品中有机质的组成和分布特征,并对其来源及影响因素,特别是三峡大坝对其的影响进行了初步分析.结果显示,长江表层沉积物粒度组成主要以粉砂(45.8%)和砂(41.4%)为主,OC%值为0.08~1.99%, OC 的δ13C值为-31.9‰~-21.4‰.正构烷烃含量以干重计为0.71~13.69 μg/g,以OC计为0.05~1.99mg/g.脂肪酸含量以干重计为2.77~32.52μg/g,以OC计为0.16~40.58mg/g,其中饱和脂肪酸含量最多,含量最少的是支链脂肪酸.水动力分选、粒径是控制支流沉积有机质含量与分布的重要因素.干流中下游较上游具有丰富的水生植物源贡献,并且降解程度低.三峡大坝对陆源有机质的输送和改造具有重要影响.     

水文地貌分区下鄱阳湖丰水期水质空间差异及影响机制

在2011年7月鄱阳湖丰水期水质参数采样分析的基础上,结合Delft3D水动力模型结果,针对鄱阳湖湖区建立了8个水文地貌分区,分析了丰水期总悬浮泥沙(TSS),总磷(TP)、总氮(TN)与叶绿素a(Chla)浓度的空间分布特征,研究了各分区下的水质因子之间的关系.结果表明,鄱阳湖丰水期平均TSS浓度为33.65mg/L,远高于2003年以前10mg/L的平均浓度水平;平均氮、磷营养盐浓度分别为1.61mg/L及0.075mg/L,已达到并远远高于富营养化发生条件,而平均Chla浓度为5.99μg/L,并未达到富营养化湖泊水体临界值.Chla与其他各水质因子无显著相关性,而高泥沙浓度区域的TP与TSS呈现显著相关性.在不同鄱阳湖水文地貌分区下,高强度湖泊采砂活动的北部高流速水域TSS浓度高于河口三角洲水域3倍;TN,TP营养盐浓度表现为流域面源污染负荷大的赣江,饶河河口三角洲水域≥高强度湖泊采砂活动的北部高流速水域>流域污染负荷较小的修水河口三角洲水域及中部湖心水域.Chla则受营养盐浓度水平与水动力因素共同作用而表现为河流交换速度慢且高营养盐浓度水域>水流交换速度快且高营养盐浓度水域>水流交换速度慢且低营养盐浓度水域,其中饶河信江潼津河河口三角洲水域Chla浓度最高,平均水平达到12.53μg/L,超过了富营养化水体的临界值.     

东、黄海生源要素的埋藏通量及其时空分布特征

通过对东、黄海海域2006年4月、10月航次的调查,结合210Pb数据,测定了4个站位200余年来沉积物中生源要素(总氮、总磷、总有机碳)的埋藏通量。从时间分布特征可以看出, 4个站位中,总氮(TN)的埋藏通量均自底层向表层逐步上升,到上个世纪五、六十年代左右达到较大值后便呈波动下降趋势;总磷(TP)在各站位的埋藏通量的变化比较稳定,几乎没有明显的峰值,均自底层到表层逐渐降低。总有机碳(TOC)的埋藏通量自底层到表层逐步升高,其中10594,10694站位在上世纪六十年代左右均出现了最高值,12694及H1-18站位在上世纪四十年代出现了相对高值,而后便呈下降趋势;从生源要素埋藏通量的空间分布特征可以看出,南黄海各生源要素埋藏通量的平均值分布可能与黑潮流系的影响强弱不同有关,即黑潮流系影响越强初级生产力越弱,生源要素埋藏通量越低,反之则越高;而H1-18站位生源要素的埋藏通量变化特点较为复杂,原因可能与其所处海域水文条件复杂,受陆源影响较大有关。     

太湖西部河网中沉积物氮的空间分布特征

选取太湖主要入湖水系(西苕溪水系和宜溧-洮滆水系)为研究对象,于2014年1月完成水体及表层沉积物各102个样品的采集,分析了沉积物中氮(N)不同形态的空间分布特征及其影响因素.结果表明,西苕溪水系表层沉积物总氮(TN)含量高于宜溧-洮滆水系,均值分别为2164.91 mg·kg~(-1)和983.52 mg·kg~(-1),两个水系间沉积物TN含量存在显著差异.西苕溪和宜溧-洮滆两个水系沉积物中无机氮(IN)以氨氮(NH+4-N)为主,平均含量分别为120.90 mg·kg~(-1)和49.85 mg·kg~(-1),而硝态氮(NO_3~--N)平均含量仅为9.60 mg·kg~(-1)和13.95 mg·kg~(-1).沉积物中有机氮(ON)含量及分布与TN相似,西苕溪和宜溧-洮滆水系ON均值分别为2034.41 mg·kg~(-1)和917.77 mg·kg~(-1),占各自TN的百分比分别为93.90%和92.99%.表层沉积物各形态N之间及与上覆水体之间均具有显著的相关性,表明沉积物与上覆水之间的浓度梯度可能会驱动IN向上覆水体进行释放.