高原深水湖泊程海氮磷形态分布特征及其与叶绿素a的相关性

湖泊水体氮、磷形态分布特征及其与藻类生长的关系是湖泊富营养化研究的重要方面。采用GPS定位,在程海湖设置了3个断面9个采样点,研究了氮、磷形态分布特征,并分析了各形态氮磷与叶绿素a的相关性。结果表明：总氮（TN）质量浓度为0.773 mg.L-1,总磷（TP）质量浓度为0.046 mg.L-1,叶绿素a质量浓度为0.024 mg.L-1。氮素的赋存形态特征是以溶解态总氮（DTN）占大部分,DTN中又以溶解态有机氮（DON）占绝大部分;磷素的存在特点是溶解态无机磷（DIP）含量比重较大。各形态氮、磷都有明显的季节性波动但区域性差异不明显,叶绿素a则有明显的季节节律和时空差异。叶绿素a很好地响应了总氮（TN）、总磷（TP）、溶解态总氮（DTN）、溶解态总磷（DTP）、颗粒态总氮（PTN）、颗粒态总磷（PTP）的变化。程海富营养化受氮和磷共同限制,控制富营养化必须同时削减氮和磷。     

程海冬季水华暴发期间氮、磷营养元素的形态与分布

氮、磷营养元素是湖泊生态系统中极其重要的生态因子,它们以不同形态存在于湖泊水体中,表现出不同的地球化学行为和生态效应,从而支配着湖泊生态系统的生产力水平和湖泊富营养化进程。通过设置3个断面9个采样站14个采样点,研究了程海湖水体中氮、磷营养元素的形态与分布,结果表明：2009年11月23日—2010年2月20日,以铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa Kutz.）为主的程海冬季水华暴发期间,总氮质量浓度0.540~3.906 mg.L-1,平均0.836 mg.L-1;总磷质量浓度0.036~0.166 mg.L-1,平均0.061 mg.L-1。其中,溶解态氮、溶解态磷分别为61.7%和50.8%。溶解态氮以有机氮为主,溶解态磷则以无机磷为主。水华期间生物可直接利用氮质量浓度0.118 mg.L-1;生物可直接利用磷质量浓度0.021 mg.L-1,分别占总氮、总磷质量浓度的14.1%和34.4%,显示出此特定时期,氮的消耗速度较磷快。氮素、磷素及其赋存形态在程海的时间分布上有不同的节奏;水平分布差异不明显;垂直分布在水表层至亚底层的水柱中差异也不明显,而在湖底层最高。     

近25年广西北部湾海域营养盐时空分布特征

营养盐含量和结构的变化可反映海域潜在的生态安全。为广西北部湾经济区实施差别化的分区可持续发展战略提供数据基础,找出广西不同海湾营养盐的时空变化差异特征及影响因素,在全面梳理1990─2014年广西北部湾近岸海域水质监测数据的基础上,采用富营养化指数法对该水域主要海湾的湾内、湾口、湾外的富营养化状态、营养盐及无机氮组成的时空变化特征进行研究。结果表明,广西北部湾近岸海域富营养化状态总体良好,时空分布受入海径流及海域水团的影响,年际随入海径流量波动,营养盐质量浓度呈湾内-湾口-湾外递减趋势,位于沿岸水团的湾内采样点,出现中度/重/严重富营养,富营养化指数范围4.5~17.2,位于混合水团的湾口、湾外采样点,处于贫营养,富营养化指数低于0.5。溶解态无机氮与溶解态无机磷高值区的空间分布与富营养化指数基本一致,以硝态氮为主的无机氮污染比无机磷污染严重。多数点位氮磷比常年大于Redfield比值,处于磷限制状态。钦州湾内、廉州湾内、廉州湾口和大风江口是富营养化最为严重的水域,无机氮磷质量浓度长期劣于四类海水标准限值,而呈磷限制状态,氮磷比分别高达202、132、142、224,容易在磷污染增高时,爆发富营养化,应特别加以监测与控制。     

洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a浓度的时空分布特征

洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而有关洞庭湖营养盐赋存形态与叶绿素a的关系鲜有报道。为研究洞庭湖氮与磷的时空分布特征及其对叶绿素a(Chl-a)的影响,2017年在洞庭湖湖体、出湖口及8条入湖河流共20个断面采集了水样,分析了水体中不同形态氮、磷和Chl-a的质量浓度。结果表明,洞庭湖水体中总氮(TN)、溶解态总氮(DTN)、氨氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)质量浓度年均值分别为1.83、1.69、0.26、1.27 mg·L~(-1),总磷(TP)、溶解态总磷(DTP)、磷酸盐(DPO)、颗粒态磷(PP)质量浓度年均值分别为0.081、0.059、0.049、0.022 mg·L~(-1),Chl-a质量浓度平均值为4.84μg·L~(-1)。空间分布上,各形态氮和磷的质量浓度总体表现为:入湖口出湖口湖体,其中,区间入湖口水体中ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(TP)、ρ(PP)最高,而ρ(NO_3~--N)、ρ(DTP)、ρ(DPO)在松滋口最高。ρ(Chl-a)表现为区间湖体出湖口松滋口四水。时间分布上,各形态氮与磷的质量浓度具有明显的季节变化特征,均表现为枯水期平水期丰水期;ρ(Chl-a)总体上呈现丰水期平水期枯水期的趋势。可见入湖河流对洞庭湖氮与磷的时空分布起了至关重要的作用,入湖污染负荷和人类活动(包括采沙和生产生活)是洞庭湖氮与磷空间分布的重要影响因素,而入湖水量可在一定程度上解释洞庭湖氮与磷的时间分布。总体而言,洞庭湖未出现明显的富营养化现象,这可能得益于其独特的水文条件(水循环周期短,流速较快),但流速较低的六门闸和大小西湖断面ρ(Chl-a)较高,夏季水华频发,应引起高度重视。     

洞庭湖浮游植物增长的限制性营养元素研究

近20年水质监测资料表明,洞庭湖水体富营养化日趋严重。洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而营养盐赋存形态及其含量对浮游植物生长的影响在洞庭湖尚未见报道。2011年9月至2012年8月对洞庭湖浮游植物生物量及主要营养盐赋存形态与含量进行监测,同时利用藻类增长的生物学（NEB）评价方法对限制浮游植物增长的营养盐进行了研究,并分析了浮游植物生物量与各营养元素之间的相关性。结果表明：洞庭湖主要污染物总氮（TN）和总磷（TP）的年平均值分别为1.90 mg·L-1和0.093 mg·L-1,溶解态无机氮（DIN）平均占ρ（TN）比例为87%,溶解态总磷（DTP）平均占ρ（TP）比例为70%。洞庭湖水体中,DIN是TN的主要贡献者,且不同形态DIN的贡献大小依次为ρ（NO3--N）〉ρ（NH4＋-N）〉ρ（NO2--N）;磷形态组成中,TP主要以溶解反应性磷（SRP）存在。春季洞庭湖水体中ρ（TN）、ρ（TP）较高,这一结果可能源于春季面源污染。洞庭湖水体中ρ（Chla）与氮显著正相关,与磷显著负相关。NEB 实验结果表明氮对洞庭湖浮游植物生长有明显的促进作用,其幅度随氮浓度的增加而加强,而磷对浮游植物的生长影响不大,有时出现抑制作用,硝态氮与磷之间不存在交互作用。因此,氮可能是洞庭湖浮游植物增长的主要限制性营养因子,这一研究暗示在洞庭湖富营养化控制过程中应特别注重氮的控制。     

大鹏湾中叶绿素-a的多年调查结果及其与环境因子的灰关联分析

依据1998-2009年145个航次的调查资料,简要描述和分析大鹏湾海水中叶绿素-a含量的空间分布和时间变化,并对其与各环境因子之间的灰关联进行分析。结果表明大鹏湾海水中的叶绿素-a含量夏、秋季较高,而冬、春季较低,且表层高于底层,平均为4．6μg-L^-1;由于受到香港和深圳陆源排放的影响,终年吐露港和沙头附近海域的叶绿素-a含量明显高于其他区域。lla（1999-2009）调查期间,香港海区叶绿素-a含量各航次均值的年际变化略呈下降趋势,表明大鹏湾海水的生态环境质量有所改善。灰关联分析结果表明各因子对叶绿素-a含量影响大小的排序为：亚硝酸盐≥硝酸盐≥5d生化需氧量≥磷酸盐≥酸碱度≥氨≥可溶性总氮≥盐度兰可溶性总磷≥溶解氧≥可溶性硅兰温度。     

桑沟湾海域叶绿素a的时空分布特征及其影响因素研究

2009年4月-2010年2月对山东荣成典型养殖海湾—桑沟湾海域水体中的叶绿素a（Chl-a）进行了6个航次的监测,分析该海区表底层海水中Chl-a的质量现状,探讨Chl-a在桑沟湾海区的时空分布特征,以及与水温和营养盐等主要环境因子的相关性。结果表明,桑沟湾海域表层海水Chl-a质量浓度范围为0.36～9.77μg L-1,平均值为2.17μg L-1;底层海水Chl-a质量浓度范围为0.40～7.46μg L-1,平均值为2.14μg L-1。Chl-a质量浓度的季节性变化呈现一定的模式,夏季〉秋季〉春季〉冬季。Chl-a的质量浓度在春季和冬季呈现由湾内向湾外递减的分布特征,而夏季和秋季则没有明显的分布规律。垂直分布上,夏季表层Chl-a质量浓度高于底层,冬季则是底层高于表层,春秋2季表底层垂直分布比较均匀。相关分析显示桑沟湾Chl-a与水温呈较显著正相关,但与营养盐溶解无机氮（DIN）不具显著意义的相关关系。总体看来,桑沟湾海域Chl-a的时空分布受养殖环境状况、水文环境及陆地径流和外源输入的共同影响,贝藻养殖活动及营养盐的陆源输入是影响Chl-a分布格局的重要因素。     

苦草光合作用日变化对水体环境因子及磷质量浓度的影响

在静态实验系统中通过水下饱和脉冲荧光仪（Diving-PAM）和多参数水质监测仪（YSI）监测沉水植物苦草（Vallisneria natans）叶绿素荧光参数与水质物理指标的日变化,并同时跟踪测定水体中各形态磷的质量浓度,以研究苦草光合作用日变化对水体物理因子和磷质量浓度的影响。结果表明,苦草叶片光合作用的相对电子传递速率（rETR）,非光化学淬灭系数（qN）及快速光响应曲线的变化趋势和叶片表明的光照强度日变化同步,呈单峰曲线变化;光系统Ⅱ（PSⅡ）实际量子产量（Yield）和光化学淬灭系数（qP）与叶片表明的光照强度日变化相反,呈单槽型曲线变化。水体中溶解氧（DO）、pH和氧化还原电位（Eh）的日变化趋势和与苦草光合作用趋势一致,也呈单峰曲线,均在12：00—13：00时达到最高值。水体总磷（TP）与溶解性总磷（DTP）质量浓度在14：00达到最低值（TP 0.015 mg.L-1,DTP 0.010 mg.L-1）,在24：00达到最大值（TP 0.031 mg.L-1,DTP 0.025 mg.L-1）,溶解性活性磷（SRP）质量浓度在6：00—18：00保持在较低的水平,且无明显波动（0.38~2.46μg.L-1）,在24：00达到最大值（9.62μg.L-1）。水体各形态磷的质量浓度变化呈白天降低、夜间升高趋势,水体中各形态磷的质量浓度变化与苦草光合作用日变化趋势相反。实验结果表明,苦草光合作用引起的水体中环境因子的日变化影响了沉积物磷释放的动态平衡过程,从而引起水体磷质量浓度的日变化。     

常熟农村不同水体氮磷污染状况

于2007年11月至2008年10月,对常熟市辛庄镇不同水体氮磷污染状况进行定点观测,初步探讨了河道和鱼塘水体氮磷浓度的变化特征及其污染来源.结果表明:辛庄镇河道水样无机氮、总氮、正磷酸盐和总磷的平均质量浓度分别为2.07、2.31、0.30和0.53 mg·L-1,表明辛庄镇河水氮磷污染已十分严重.河道和鱼塘水体氮形态都以无机氮为主,分别占总氮的89.6%、72.7%;磷形态以可溶态为主,分别占总磷的73.6%、71.1%.河水硝态氮、铵态氮、总氮、无机氮、正磷酸盐、可溶性磷和总磷平均质量浓度分别比鱼塘水高0.30、0.17、0.11、0.47、0.12、0.15和0.12 mg·L-1.河道和鱼塘水体硝态氮、无机氮和总氮浓度随时间的变化趋势较一致,正磷酸盐、可溶性磷和总磷浓度随时间的变化趋势则显著不同.河水氮磷污染源主要来自生活污水及养猪场废水,鱼塘水体的氮磷污染则与饵料和肥料的投入有很大关系,大气氮沉降也是导致水体氮浓度升高的重要原因.     

环太湖丘陵地区农田氮素随地表径流输出特征

对环太湖丘陵地区农田氮素随地表径流的输出特征进行了研究,结果表明,地表径流中TN浓度随径流量而变化,浓度峰值出现时间滞后于径流量峰值;径流发生前期,NH3 N和NO-3 N浓度水平相当,后期NO-3 N浓度缓慢抬升,而NH3 N含量缓慢下降;NO-2 N浓度相对较低,随时间快速下降;对于TN和NO-3 N而言,溶解态含量高于悬浮态,而溶解态和悬浮态NH3 N的浓度相当;无机氮平均浓度高于有机氮,有机氮尤其是悬浮态有机氮浓度表现出随径流量而变化的特点。     

大气氮湿沉降对青山湖富营养化的影响

针对大气湿沉降氮的区域通量问题,通过2008年春、夏季对临安青山湖区湿沉降中氮素化学形态的分析,揭示了大气氮湿沉降的时间分布特征,通过估算大气氮湿沉降的输入通量,研究湿沉降对湖区水体富营养化的贡献.结果表明,春季青山湖降水总氮浓度范围为(1.30±0.02)—(9.80±0.85)mg.L-1,其中铵态氮占总氮比例最高,为40.7%,硝态氮和有机氮的比例分别为33.5%和25.8%;雨水氮浓度随着降雨强度的增大呈显著下降趋势,铵态氮和硝态氮所占的比例随着降雨的进行会逐渐升高,而有机氮的比例却有不断降低的趋势;青山湖春季大气氮沉降负荷为6.64 kg.hm-2,雨水中平均的氮浓度为(4.86±0.65)mg.L-1,严重超过了水体富营养化0.2 mg.L-1的阈值,对青山湖水生生态系统造成潜在的威胁.     

渤海湾海岸带表层沉积物中黑碳的分布特征

在渤海湾西海岸潮间带、近海和主要河流采集了85个表层沉积物样品,对黑碳（BC）的质量分数及其分布规律进行了研究,并探讨了BC与沉积物粒度的关系。结果表明：（1）渤海湾海岸带表层沉积物中BC的平均质量分数为（0.65±0.42）mg·g^-1,占总有机碳的比例为16.8%±7.5%,均高于我国其它海岸带;（2）潮间带沉积物中BC的质量分数存在明显的南北分区差异（以天津港码头为界）,北区（0.92mg·g^-1）比南区（0.22mg·g^-1）平均高4倍以上;近海和河流样品BC的质量分数也有一定程度的＂北高南低＂趋势,表明BC在海岸带运移扩散的继承性,河流输入可能是主要途径;（3）潮间带沉积物粒度表现为＂北区细＂（以粘土质粉砂主）而＂南区粗＂（以砂为主）,反映两个区域的水动力条件和沉积环境不同,是造成BC质量分数区域差异的主要原因。     

祁连山北坡亚高山草地退耕还林草混合植被对土壤碳氮磷的影响

土壤有机碳、氮素和磷素是生态系统中极其重要的生态因子,土地利用变化将会引起土壤中碳、氮、磷等元素含量的变化。以祁连山北坡亚高山草地区域内三种利用方式（自由放牧天然草地、开垦20年的燕麦（Avena nuda）耕地、退耕8年的还林草混合植被）的土壤为研究对象,通过采集0~30 cm的土壤,分析土壤的理化性质得到土壤碳、氮、磷的含量,再将其转换为土壤碳、氮、磷储量,分析三种利用方式下土壤碳、氮、磷储量的差异以及影响土壤碳、氮、磷生态化学计量比的因子,旨在探讨退耕还林草工程对该地区土壤养分的影响。结果表明,3个样地的土壤碳、氮、磷储量差异显著（P〈0.05）,天然草地的有机碳、全氮储量（72.17、6.80 t·hm-2）显著高于退耕还林草地的（66.75、4.96 t·hm-2）和燕麦耕地的（36.61、3.61 t·hm-2）。这是因为,其一,比较而言天然草地受干扰小。其二,对于退耕还林草地和燕麦耕地来说,由于刈割获取地上部分,可能使得从土壤中获取的有机碳和氮素大于归还的。全磷储量则表现为燕麦耕地的（2.51 t·hm-2）显著高于天然草地的（2.17 t·hm-2）和退耕还林草地的（1.96 t·hm-2）。这是因为燕麦耕地中化肥的施用使得磷元素富集起来,所以其储量较高。与天然草地相比,耕种20年的燕麦地0-30 cm的有机碳和全氮储量分别低了35.56、3.19 t·hm-2,年平均减少速率分别为1.78、0.16 t·hm-2·a-1。与燕麦耕地相比,退耕8年的还林草地土壤有机碳和全氮储量显著升高了30.14、1.35 t·hm-2,年平均增加速率分别为3.77、0.17 t·hm-2·a-1。退耕8年的还林草地轻组有机碳比例（10.93%）显著高于天然草地（9.72%）和燕麦耕地（8.61%）。土壤含水量、容重和微生物量碳氮是影响土壤碳、氮、磷生态化学计量的重要因子。总结认为,退耕还林草混合植被对土壤碳、氮、磷库具有重要?     

广东省不同水库底泥理化性质对内源氮磷释放影响

采用分级浸取分离方法,分析了广东省10个典型水库底泥的氮磷营养形态分布和污染状况;并通过模拟覆水试验,研究了不同水库底泥氮磷形态及理化性质对内源氮磷释放的影响。结果表明：广东省10个水库底泥氮磷污染较为严重,全氮含量为0.33~3.31 g.kg^-1,平均值为1.70 g.kg^-1;全磷含量为0.14~2.63 g.kg^-1,平均值为1.31 g.kg^-1。底泥氮磷主要以可转化态形式存在,可转化态氮磷含量占总氮磷含量百分比分别为41.2%~71.4%和53.6%~93.2%。底泥内源氮磷的释放主要受氮磷的赋存形态和含量的影响,水库底泥总氮的释放量与离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（WAEF-N）、铁锰氧化物结合态氮（SAEF-N）呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.931、0.814、0.807;总磷的释放量与碳酸盐结合态磷（WAEF-P）、铁锰氧化物结合态磷（SAEF-P）呈极显著正相关,相关系数分别为0.960、0.957;这几种氮磷形态是上覆水体中氮磷的重要来源。同时底泥内源氮磷释放还与底泥机械组成有关,其中总氮和总磷释放量与底泥黏粒质量分数呈显著正相关,相关系数分别为0.738、0.638;而总氮的释放量与底泥砂粒质量分数呈显著负相关,相关系数为-0.685。这可能与可转化态氮磷更多的分布在细粒级底泥中有关,细颗粒底泥氮磷释放是上覆水体氮磷的主要来源。     

污水灌溉区土壤肥力及酶活性特征研究

通过野外调查和采样分析,研究了石家庄栾城县不同污水灌溉时间（0-52a）和不同层位（0-100cm）耕地土壤肥力及酶活性的分布特征。研究结果表明：与清灌对照点相比,污水灌溉区表层（0-20cm）土壤有机质含量、全氮含量、全磷含量、蔗糖酶活性、脲酶活性和磷酸酶活性、亚表层（20-40cm）蔗糖酶活性、磷酸酶活性和下层（40-60cm）蔗糖酶活性均相对较高,而下层有机质含量、全氮含量和底层（60-100cm）全氮含量均相对较低。4层土壤阳离子交换量和过氧化氢酶活性较对照点均无明显的变化规律。表层土壤全氮含量、蔗糖酶活性和磷酸酶活性、亚表层有机质含量、蔗糖酶活性和磷酸酶活性、下层蔗糖酶活性与污灌时间之间均存在显著相关性沪〈0．05）。上述特征反映了土壤肥力及酶活性对污灌的响应具有明显的层位效应和非同步性,而这些响应是由于污水中的营养物质输入土壤后引发微生物活性提高的“激发效应”所致。