香港石岗──小溪磷、氮浓度的变化及影响因素

研究香港石岗一条小溪在１９９１年夏雨季溪流中氮和磷的浓度及其在暴雨过程中的变化。结果表明：在基本径流中的氮、磷浓度很低，而在暴雨期间，溪流的氮、磷浓度随水文过程线的上升而增加，但随着暴雨时间的延长，氮、磷浓度随水文过程线增加的趋势会逐渐减弱。与小溪下游汇入的河流比较来看，人为活动对河流的氮、磷浓度影响较大，如不加以控制，将会引起水质恶化。     

降雨季节岷江上游高山森林溪流非木质残体氮和磷贮量特征

高山森林生态系统氮和磷可随溪流非木质残体的输出和降解而流失,进而影响下游水体环境,但目前缺乏必要关注.因此,本文以岷江上游高山森林为研究对象,于2013年8月(雨量最大季节)调查了18条溪流中的非木质残体(树皮、树叶和1 cm树枝)氮和磷贮量特征.结果表明,该区域溪流中非木质残体氮在单位面积集水区的贮量为2684 mg·hm-2,在单位面积溪流的氮贮量为774 mg·m-2,其中,树皮、树叶和1 cm树枝在单位面积溪流的贮量分别为112、154和508 mg·m-2,分别占总氮贮量的14%、20%和66%;溪流中非木质残体磷在单位面积集水区的贮量为468 mg·hm-2,在单位面积溪流的磷贮量为135 mg·m-2,其中,树皮、树叶和1 cm树枝在单位面积溪流的贮量分别为15、31和89mg·m-2,分别占总磷贮量的11%、23%和66%.回归分析结果表明,非木质残体氮和磷贮量均随溪流长度和面积的增加而显著增加,但随溪流流量的增加表现为先增加再降低的趋势.这些结果为深入认识岷江上游高山森林氮和磷流失途径及其对下游生态系统的潜在影响提供了新的思路.     

城市小型人工湖围隔中生源要素和藻类的时空分布

利用浅水湖泊围隔研究了水华形成过程中生源要素和藻类的分布．结果显示,在围隔内添加磷能促进藻类快速增殖并形成水华．随时间推移,围隔内藻的生物量先升高然后逐渐降低;表层水氮和磷的浓度逐渐下降,其中磷的下降趋势较为明显．在垂直分布上,叶绿素a、总磷、总氮、硝态氮浓度随深度增加而降低;溶解性总磷、氨氮浓度随深度增加而升高．水华期藻类多样性指数下降,优势种主要为蓝藻、绿藻和甲藻,外源磷的添加会使藻类多样性指数提高,但二者并非线性关系．水华期并不是1种藻占绝对优势,有时是2种以上的藻同时爆发．     

环境及营养条件对稀脉浮萍和紫背浮萍氮磷含量的影响

以稀脉浮萍和紫背浮萍为对象,对在不同光照、温度和培养液氮磷浓度等条件下生长的生物量氮和磷含量的系统分析,研究了环境营养条件对氮和磷含量的影响.结果表明紫背浮萍和稀脉浮萍氮含量主要受培养液中氮浓度和温度的影响,低氮浓度和低温均可导致氮含量降低,氮浓度超过3mg·L^-1,温度高于25℃时氮含量基本保持稳定;光照强度变化对这2种浮萍的氮含量基本没有影响.紫背浮萍和稀脉浮萍磷含量会受培养液中磷浓度、温度和光照的影响.低温和低光照可导致磷含量降低,温度超过25℃,光照高于8000lx时2种浮萍磷含量则基本保持稳定;这2种浮萍的磷含量均随培养液中磷浓度增加而增加直至达到饱和,它们之间的关系可以用Monod方程来描述,其中紫背浮萍饱和磷含量高于稀脉浮萍.     

三峡库区典型小流域氮磷流失特征

为揭示三峡库区农业非点源物氮、磷流失的一般规律,以三峡库区秭归县的张家冲小流域为研究对象,自2005年1月至2006年4月,在自然降雨条件下,同步观测降雨、地表径流量,并对2次降雨径流的全过程进行了氮、磷浓度的测定,对降雨过程中径流量及污染物浓度随降雨-径流变化过程进行了监测研究.结果表明,长期干旱后的初期降雨径流中的氮、磷浓度明显高于雨季径流中的浓度,且氮、磷浓度变化与流量变化呈现出大致相同的趋势.降雨初期,氮、磷浓度随径流量的增大而升高;随着流量的继续增大,浓度呈现出下降趋势.对浓度随流量变化过程的监测表明,与基流中的浓度相比,总氮和硝态氮的浓度变化幅度较小,而氨氮和总磷浓度变化的幅度较大,其最大值分别是其最小值的10和67.5倍.溶解性的氨氮排放主要受降雨条件的制约,而径流中的磷主要是以颗粒态存在通过对径流量和氮、磷排放负荷的多项式回归分析表明,TN、TP、NH4 -N和NO3--N的排放负荷和径流量之间存在着多项式关系,R2分别为0.9545、0.9740、0.9677和0.9504.     

基于“径流-地类”参数的非点源氮磷负荷估算方法

东江作为广东省重要的饮用水源,其上游农业集水区非点源氮磷流失量备受关注.因此,本文以东江上游上莞河小流域为研究区,利用2011年的集水区水质监测数据,在平均浓度法及输出系数法的基础上,构建基于"径流-地类"参数的非点源氮磷负荷计算式,其径流、地类参数分别通过校正后的SCS模型和土地利用现状图获取,并分别对上莞河流域及流域各地类的非点源氮磷流失量进行估算.研究结果表明,汛期上莞河流域氮磷流失量主要来源于非点源污染,其非点源氮、磷流失量分别占氮、磷流失总量的97.32%、98.05%.坡度对流域非点源氮磷流失影响较小,地类是影响非点源氮磷输出的重要因素.构建的计算式能较好地估算非点源氮、磷负荷量,在次暴雨尺度非点源氮、磷输出量模拟精度分别为84.78%、81.06%.2011年度上莞河流域非点源氮、磷输出量分别为48923.4、7189.3 kg,耕地、居民地分别是非点源氮、磷输出的关键源区,其非点源氮、磷输出量分别占流域非点源氮、磷输出总量的84.20%、58.54%.     

滇池湖周土壤氮、磷流失量的初步测试

河水中的污染物尤其是氮、磷元素与河水中的冲泻质悬浮物及推移质淤积物的关系甚为密切。随着滇池湖区工农业生产的发展,磷化工的开发利用和城市用水量的增加,进入水土环境中的氮、磷物质也日益增多,在大气降水的冲刷作用下,可把部分氮、磷成分带入溪流和湖沼,并与水体中的悬沙物质结合,被输送至下游或被沉降下来。为查明滇池湖周土壤氮、磷的流失量,本研究工作专门对区域土壤和水系泥沙作了调查分析和采样测试。     

不同雨强下黄棕壤坡耕地径流养分输出机制研究

为揭示三峡库区坡耕地在不同雨强下氮、磷养分随地表径流和壤中流的输出规律,在香溪河流域选择具有代表性的黄棕壤坡耕地进行原位人工模拟降雨试验.结果表明,在降雨总量一定的情况下,随雨强的增大,地表径流量、径流总量、泥沙侵蚀量均呈明显的增加趋势,而壤中流流量减少.不同雨强下地表径流中TN、DN、DP均存在明显的初期径流冲刷效应,TP在整个降雨过程中波动较大,呈微弱降低的变化趋势;壤中流中TN、DN、DP随降雨持续输出浓度无明显变化,TP在径流初期出现浓度峰值,之后减少并趋于稳定.雨强对磷素的影响更直接,雨强越大,磷素径流浓度也越大,氮、磷养分的平均浓度均远超出水体富营养化阈值.随雨强的增大,TN径流流失量减小,TP流失量增大,TN随地表径流流失贡献率随雨强的增大由36.5%增加至57.6%,磷素以地表径流为主,贡献率达90.0%以上,因此,控氮关键是减少壤中流的产生,控磷则需防止土壤侵蚀.随雨强的减小,地表径流中以溶解态流失的氮素比例升高,壤中流中均以溶解态为主,磷素的流失在不同雨强和径流形式下均以颗粒态为主.     

污泥基吸附剂除磷及其吸附效能研究

试验通过制备的污泥基吸附剂A、B、C和市售果壳活性炭分别对磷酸二氢钾、三聚磷酸钠、甘油磷酸钠不同的磷溶液进行吸附除磷,研究吸附时间、吸附剂投加量、吸附溶液pH值以及磷溶液初始浓度对除磷效果的影响。试验结果表明:污泥基吸附剂对磷的去除率随吸附时间的增加而提高,在2h时基本达到吸附平衡;磷去除率随吸附剂投加量的增加而提高,但单位吸附剂的吸附量会降低;磷去除率随着磷溶液浓度的增加而降低,而吸附量随磷溶液浓度的增加而提高;随着污泥基吸附剂含铁量的增加,磷溶液解析pH值也越小;同时在对生活污水吸附除磷试验中发现,污泥基吸附剂A、B、C磷去除率均好于市售果壳活性炭,分别为73.4%、85.2%、93.6%、73.3%。     

莱州湾沿岸河流对邻近海域表层水体中Chl a浓度的影响

根据2012年9月底对莱州湾沿岸河流和邻近海域表层水体中Chl a和相关环境参数的调查,分析了Chl a在该区域的分布、影响因素、富营养化状况以及变化趋势。莱州湾沿岸河流Chl a浓度平均值为51.9 g/L,邻近海域为3.9 g/L。在沿岸河流,与Chl a呈显著正相关的仅有悬浮颗粒物(SPM),而在邻近海域,与Chl a呈显著正相关的有SPM、PO4-P、NH4-N、NO3-N。氮和磷都是莱州湾近岸海域Chl a的限制因子,其中氮的限制作用较大。莱州湾沿岸河流水体的富营养化程度主要表现为过度和高度富营养化,近岸海域水体的富营养化程度则主要表现为低度富营养化。沿岸河流高浓度的氮磷汇入,将会促进莱州湾近岸海域浮游植物生长,进而导致莱州湾近岸海域Chl a浓度增加并有可能使该区域的富营养化程度增加。     

Linkages between land management activities and stream water quality in a border dyke-irrigated pastoral catchment

This paper describes key linkages between land management activities and stream water quality for a 5230 ha catchment used for intensive pastoral agriculture in southern New Zealand. Due to low annual rainfall and the wide coverage of soils with low available water-holding capacities, flood irrigation of the 2400 ha of flat land within the catchment is an important feature impacting on farm business profitability and stream health. Water quality variables and nutrient and sediment yield estimates are reported for a four-year period. This monitoring shows that some improvement in farm environmental performances would generally be desirable, with stream concentrations of nutrients (N and P), sediment and faecal bacteria regularly exceeding guidelines recommended for surface waters. Field measurements, farm management surveys and farm systems modelling have identified some land management practices that appear to be key sources of many of these pollutants. Border dyke irrigation runoff has a potentially large effect on a range of water quality parameters, due to both the excessive stream flows generated by over-watering and the entrainment of P, N and faecal bacteria in this flow as it passes from land to stream. Stock access to some of the remaining un-fenced lengths of the stream was also recognised as an important land management practice that needed to be addressed if some of the key catchment values identified by stakeholders, such as maintaining a healthy trout fishery and a stream suitable for recreational use, were to be protected. Assessments of the effectiveness and cost-effectiveness of a number of potential mitigation practices identified that managements which targeted reducing irrigation runoff (e.g. by installing bunds or using appropriate watering times) and fencing and planting riparian margins showed the greatest potential to meet these key values with least cost to farm businesses. Other farm practices were also identified that incurred nil or minimal cost while also delivering small or moderate benefits to stream water quality.     

中亚热带典型农业小流域氮素输出特征及监测采样频率研究

以湖南省长沙县的脱甲小流域为例,研究了中亚热带典型农业小流域中氮素输出的规律,并采用统计学方法确定合理的氮素输出监测频率.研究结果表明,该地区农业小流域氮素输出过程受降雨-径流过程和农业管理活动的影响明显,除颗粒态氮(PN)外,流域出口水体中铵态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)、可溶性氮(DN)和全氮(TN)的浓度均与沟渠径流量显著相关(p0.01).降雨-径流过程和农业管理活动也会影响河道水体中氮素化学形态,但其对氮素化学形态的影响往往是短期的,因为在整个观测期间内,仅NH+4-N/TN比例与径流量有显著相关关系(p0.01).对于不同形态氮素采样频率计算结果表明,水体中氮素浓度变异系数越大,在允许的误差范围内需要的监测频率越高.按照平均值误差的20%控制,NH+4-N和PN的采样频率要达到每天2次才能满足要求,采样频率显著高于NO-3-N、DN和TN(1天1次).如果将典型小流域中的氮素输出监测频率定为每天1次,NH+4-N和PN的相对误差将达到30%.该研究为阐明中亚热带农业小流域氮素输出规律和制定氮素监测策略和规范提供了样本.     

秦岭火地塘森林水质的季节性变化特征

在秦岭火地塘林区选择2个闭合小流域及2个支沟集水区,对流域出口径流及支沟集水区溪流水pH值及水化学成分进行了8 a的测试,采用机理分析方法,就森林水质的季节性变化特征进行了研究.结果表明,林区径流pH值在7.1～8.4之间,冬、春季较高,夏、秋季较低,总体上水呈弱碱性;NO-3浓度春季和初夏较高,NH 4冬季和初春较高,PO3-4冬季与夏季较高;K 浓度春、秋季较高,Na 浓度则9月最大,8月最小;Ca2 浓度以6月和10月较高,年内变化范围19.4～44.3 mg·L-1,Mg2 则3月较高,年内变化范围2.18～5.25 mg·L-1;Cd浓度随季节的变化以1～4月较高,Pb浓度12、1月较高,但Cd、Pb均以秋季较低,年内变化范围分别为0.019～0.326 5 μg稬-1和0.217～3.886 μh稬-1;Mn浓度5、12月较高,Fe浓度春季较高,Zn则以3、8月较高.林区径流水质属Ⅰ类,相对而言,水质随季节的变化以秋季较好,冬、春季较差.     

夏、秋季北黄海营养盐的时空分布特征及其影响机制

基于2011年7月(夏季)和2011年10月(秋季)北黄海海域2个航次的调查资料,对北黄海夏、秋季营养盐的时空分布特征及其影响机制进行了探讨.结果表明,夏、秋季北黄海营养盐的平均浓度分别为:NO3- (1.57±1.71), (5.93±3.84) μmol/L,NO2- (0.22±0.18), (0.88±0.93) μmol/L,PO43- (0.22±0.13), (0.40±0.23) μmol/L,Si(OH)4 (4.98±2.23), (6.71±3.24) μmol/L,NH4+ (1.35±0.90), (1.23±0.69) μmol/L,夏、秋季北黄海NO3-分别占溶解无机氮的49%和74%.2个季节近岸海域表层营养盐浓度均高于中部海域,底层浓度高于表层,高值区是冷水团区.各断面营养盐的垂直分布层化现象明显,受冷水团以及水体交换混合的共同影响,浓度由表至底逐渐升高.夏、秋季表底层N/P、Si/N和Si/P比值的水平分布为近岸海域高于中部海域,且夏季北黄海浮游植物的生长繁殖受磷限制.     

初夏渤海湾营养盐结构特征及其限制状况分析

根据2016年初夏渤海湾营养盐、叶绿素a和相关水文参数等数据,利用浮游植物吸收营养盐最低阈值和化学计量关系作为判断依据对渤海湾营养盐限制状况进行分析.结果表明：受陆地径流和渤海中部冷水输入的影响,初夏渤海湾在近岸、中部和湾口呈现三个明显的温盐特征海区.溶解无机氮（DIN）和活性硅酸盐（SiO₃^2--Si）受陆源输入影响,呈现近岸高湾口低的特征;DIN平均浓度为（7.67±6.48）μmol/L,SiO₃^2--Si平均浓度为（5.44±3.01）μmol/L,在湾口表层,DIN含量较低仅为（2.21±2.94）μmol/L,其中50%站点含量低于阈值（1μmol/L）,58.3%的站点存在DIN限制.而活性磷酸盐（PO₄^3--P）受陆源输入和浮游植物吸收储存作用等因素影响,呈现西部和曹妃甸外近海高中部较低的分布特征,平均浓度为（0.07±0.07）μmol/L,近岸受陆源氮磷输入总量差异影响,表层存在磷潜在限制比例达100%,而中部表层受浮游植物消耗吸收的影响,PO₄^3--P含量较低,仅为（0.02±0.02）μmol/L （未检出设为0）,其中近74.3%的水样含量低于阈值（0.03μmol/L）,磷限制状况严重.随着渤海湾氮磷营养盐陆源输入总量差距不断扩大,磷限制状况必将会进一步发展.     

State and potential management to improve water quality in an agricultural catchment relative to a natural baseline

Land use change and the expansion of dairying are perceived as the cause of poor water quality in the 1881 km² Pomahaka catchment in Otago, New Zealand. A study was conducted to determine the long-term trend at four sites, and current state in 13 sub-catchments, of water quality. Drains in 2 dairy-farmed sub-catchments were also sampled to determine their potential as a point source of stream contamination. Data highlighted an overall increase in the concentration of phosphorus (P) fractions at long-term sites. Loads of contaminants (nitrogen (N) and P fractions, sediment and Escherichia coli) were greatest in those sub-catchments with the most dairying. Baseline (without human influence) contaminant concentrations suggested that there was considerable scope for decreasing losses. At most sites, baseline concentrations were <20% of current median concentrations. Contaminant losses via drainage were recorded despite there being no rainfall that day and attributed to applying too much effluent onto wet soil. Modelling of P concentrations in one dairy-farmed sub-catchment suggested that up to 58% of P losses came from point sources, like bad effluent practice and stock access to streams. A statistical test to detect “contaminated” drainage was developed from historical data. If this test had been applied to remove contaminated drainage from samples of the two dairy-farmed sub-catchments, median contaminant concentrations and loads would have decreased by up to 58% (greater decreases were found for E. coli, ammoniacal-N and total P than other contaminants). This suggests that better uptake of strategies to mitigate contamination, such as deferred effluent irrigation (and low rate application), could decrease drainage losses from dairy-farmed land and thereby improve water quality in the Pomahaka catchment.     

2018年莱州湾无机氮、磷平面分布及其结构特征

本文利用2018年5月和8月现场调查数据,对莱州湾DIN和PO₄-P的浓度频率分布、平面分布及结构特征进行了分析。结果显示,2018年莱州湾海水中DIN浓度变化范围为0.0203～1.49 mg/L,平均值为0.339 mg/L,5月浓度明显高于8月,DIN浓度为0.1～0.4 mg/L的站位比例为64.5%,超过四类海水水质标准的站位比例为17.8%。海水中PO₄-P浓度变化范围为未检出～62.3×10?3 mg/L,平均值为5.63×10?3 mg/L,8月浓度明显高于5月,PO₄-P浓度低于一类海水水质标准的站位比例为95.3%;N/P大于16的站位比例为96.3%,海水呈富营养化状态的站位比例为13.1%。DIN浓度、PO₄-P浓度、N/P及富营养化指数高值区主要位于小清河口和黄河口附近海域。DIN形态结构中,NO₃-N、NO₂-N、NH₄-N占比分别为66.6%、9.1%、24.3%,夏季NH₄-N占比较高;PO₄-P浓度过低是导致该海域N/P增高的主要因素。     

北京市沙尘暴天气大气气溶胶酸度和酸化缓冲能力

2000年春季,北京市先后出现12次沙尘暴天气.本研究捕捉到2次沙尘暴天气,分析了沙尘暴天气和非沙尘暴天气TSP、PM₁₀的质量浓度、酸度和酸化缓冲能力.研究结果表明发生沙尘暴时大气气溶胶的污染水平极高,同时其酸度相对较低,对酸化有非常强的缓冲能力,因此沙尘暴天气时产生的大气气溶胶可以在一定程度上避免酸性降水的发生.     

中国西部及周边区域电离层暴的统计特性

利用中国西部及周边9个电离层观测台站的历史数据,修正了统计研究中电离层暴事件的提取方式,在此基础上分析了区域内电离层暴的统计规律.研究表明,区域内以正暴为主,大暴主要发生在喷泉效应起作用的区域;多数台站冬季多正暴,夏季多负暴,春秋季二者相当,但在个别台站有较大差异;暴的起始时间主要分布于日落后,且在不同纬度略有差别.