长江中下游滨岸带水体温室气体释放的时空分布特征

内陆河流生态系统作为大气中温室气体通量交换的热点区域,对全球的碳循环有重要影响。分别于平水期(2017年5月)和丰水期(2018年7月)对长江中下游滨岸带水体两种温室气体(CH_4和CO_2)释放通量进行了调查研究。结果表明:平水期时,CH_4和CO_2的释放通量分别为0.39～9 668.83 nmol·m~(-2)·h~(-1)和0.25～3 229.41μmol·m~(-2)·h~(-1),平均值为298.24±1 308.65 nmol·m~(-2)·h~(-1)和290.75±645.99μmol·m~(-2)·h~(-1);丰水期时,二者的释放通量为-22.80～329.76 nmol·m~(-2)·h~(-1)和-110.21～16.39μmol·m~(-2)·h~(-1),平均值为21.51±49.56 nmol·m~(-2)·h~(-1)和-3.63±13.25μmol·m~(-2)·h~(-1)。水体温度、pH、溶解性总磷浓度、溶解性有机碳和溶解性有机氮比值是影响CH_4和CO_2通量的重要因素。CH_4和CO_2释放通量还受到通江湖泊的缓冲和入江河流输入的影响,表现为河口水系高,湖口水系低的特点。由于外源污染和滨岸带土地利用的差异,城市岸带的CH_4和CO_2排放量最高,其次为自然岸带,湿地岸带和河口较低,通量最低的为化工园岸带。估算表明,长江全年碳排放以CO_2为主,年释放量约为1.93×10~7 t(C),CH_4年释放量约为2.28×10~(4 )t(C),低于世界上一些其他大型河流。     

鄱阳湖滨岸土壤磷素吸附特征研究

分层采集鄱阳湖近水滨岸土壤进行磷的吸附动力学及等温吸附试验,探讨不同位置滨岸土壤的总磷(TP)含量及其对磷吸附解吸特性的差异。结果表明:不同滨岸带土壤TP差异极显著(F=7. 103,p 0. 01),赣江入湖口滨岸土壤总磷含量显著高于其他滨岸土壤,且0～20 cm土层TP含量(635 mg·kg~(-1))20～40 cm土层(393 mg·kg~(-1))。各滨岸土壤的磷素动力学过程相似:即分为"快速吸附(0～2 h)"、"缓慢吸附(2～24 h)"与"吸附平台( 24 h)"3个阶段,平衡吸附量(Q_e)最大值为216. 0 mg·kg~(-1); Langmuir模型对磷的等温吸附拟合度为0. 951～0. 995,表层土壤最大吸附量(Q_(max))高于下层土壤,饶河(629. 12 mg·kg~(-1))吸附量最大,康山大堤(340. 72 mg·kg~(-1))最小。滨岸表层土壤吸附解吸平衡浓度(EPC0)小于0. 1 mg·L~(-1),磷流失风险较小,东部滨岸土壤对外源磷的缓冲能力优于西南滨岸土壤,最大吸附量与TP呈现极显著正相关。     

赤水河流域土地利用结构对氮素输出的影响

以赤水河流域为研究对象,根据Landsat8 OLI卫星影像获取流域土地利用现状,利用ArcGIS的水文、空间分析模块提取22个子流域,分析子流域不同形态氮(TN、NO_3~--N、NH_4~+-N)的输出特征及其与土地利用结构之间的关系。结果表明:赤水河各子流域TN、NO_3~--N、NH_4~+-N浓度范围分别为1. 27～4. 13、1. 14～3. 97、0. 01～0. 35 mg/L。TN和NO_3~--N与流域内耕地、灌草的相关系数分别为0. 663 (p 0. 01)、0. 538 (p 0. 05)和0. 631(p0. 01)、0. 530(p0. 05),TN、NO_3~--N、NH_4~+-N与流域内耕地、灌草浓度表现为显著正相关,流域内耕地、灌草对TN、NO_3~--N输出均表现为显著的"氮源"作用。NH_4~+-N的相关系数为-0. 558(p 0. 01),耕地对NH_4~+-N输出起显著"氮汇"作用。TN、 NO_3~--N与林地的相关系数为-0. 673 (p 0. 01)、-0. 652(p0. 01),林地对TN、NO_3~--N输出起到了显著的"氮汇"作用。NH_4~+-N与林地的相关系数为0. 435(p0. 05),林地对NH_4~+-N的输出起"氮源"作用。各子流域的分析结果表明,流域受土地利用结构带来的面源污染影响显著。     

长江中下游湖区浮游植物初级生产力估算

长江中下游是我国淡水湖泊最集中的区域，也是富营养化较为严重的地区。作为湖泊系统初级生产力的主要影响因子氮、磷等营养元素增加，会显著影响湖泊系统的初级生产力。近几十年来越来越多的学者运用模型来模拟湖泊等水体的初级生产力。而VGPM模型和Talling模型综合考虑了水温、光合有效辐射、湖泊叶绿素浓度和真光层深度等因素，能较准确地模拟水柱初级生产力。1987~1991年、2001～2005年长江中下游湖区湖水中TP浓度分别为0059～0105和0070~0167 mg/L，湖泊TP浓度升高，导致湖泊藻类初级生产力增大。15 a间湖区的初级生产力由0139～0381 gC/(m2〖DK〗·d)上升到0128～0504 gC/(m2〖DK〗·d)。在VGPM模型1987～1991年、2001～2005年湖区固碳量由3 32125 tC/d上升到3 76502 tC/d，增加1336%；在Talling模型中湖区固碳量由2 39964 tC/d上升到3 27242 tC/d，增加3637%     

三峡库区水体有机氯农药污染特征

在长江三峡库区采集了111件水体样品，并用气相色谱(GC ECD)内标法分析其有机氯农药(OCPs)的含量，探讨了研究区水体中OCPs的残留水平、分布及来源。结果表明：水体中OCPs指标，检出率为100%。HCH四种同分异构体含量范围分别为α HCH 010~608 ng/L，β HCH 048~1020 ng/L，γ HCH 009~843 ng/L，δ HCH 007~1053 ng/L；DDT类化合物检出率普遍较低，含量范围是：p,p' DDE 001~1914 ng/L，p,p' DDD 0.04~213 ng/L，p,p' DDT 007~164 ng/L。两类农药中HCHs在多数采样点上都能被检测到，在总体含量上干流断面HCHs普遍高于DDTs。长江干流重点位置与库区断面含量相比，HCHs高于断面，DDTs低于断面。HCHs在水库水体干流中的分布呈跳跃式波动，且每次含量波动幅度都要比前一次高。库区干流重点位置水体以β HCH为主，但δ HCH普遍存在。库区重点位置水体未能检测到DDT，表明其对库区水体DDTs的贡献较小。通过比值分析得出大气输入是库区水体DDT类物质的主要来源     

三峡库区消落带土壤N_2O排放及反硝化研究

应用C2H2抑制-原状土柱培养法研究了三峡库区腹地忠县境内两种不同土地利用方式和不同高程消落带土壤N2O排放及反硝化速率的变化及特征。结果表明:研究区域消落带土壤N2O排放速率和反硝化速率具有明显的时空差异,农耕区消落带土壤N2O排放速率均值为23.71±31.61g N/hm2·d,为人工植被恢复区土壤N2O排放速率均值的3.48倍,农耕区反硝化速率均值为105.51±126.60g N/hm2·d,为人工植被恢复区反硝化速率均值的5.39倍,二者反硝化速率差异显著(p0.05)。不同高程消落带土壤N2O排放速率和反硝化速率差异不显著(p0.05),但低高程消落带土壤反硝化作用相对较强。相关性分析表明,农耕区消落带N2O排放速率与土壤温度和Eh存在显著正相关(p0.05),其反硝化速率与土壤温度存在正相关关系,表明消落带土壤N2O排放和反硝化作用受土壤温度影响明显。研究区域N2O/(N2O+N2)介于0.09~0.52,表明N2为消落带土壤反硝化作用的主要产物,但N2O的排放量也不容忽视。三峡库区消落带的土地利用方式对消落带土壤N2O排放和反硝化作用有重要影响,而耕种等人类活动可显著提高消落带N2O排放量和反硝化损失量。     

洱海罗时江河口湿地沉积物净氮矿化与硝化速率

为探究高原湖泊河口湿地氮循环过程,以洱海罗时江河口湿地沉积物为研究对象,布设8个监测点按季度开展现场调查,分析沉积物无机氮的时空分异特征,采用PVC顶盖原位培育法分别在夏、秋季开展沉积物净氮矿化与硝化速率实验研究.结果 表明:(1)湿地沉积物氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3-N)和总氮(TN)含量分别为5.92±6.31、14.49±20.89和1408.98±625.29 mg·kg-1,NH4+-N含量沿进水口到出水口方向呈递减趋势,且冬季显著高于其他季(P＜0.05).湿地西侧沉积物NO3-N含量高于东侧,NO3-N含量存在极显著的季节性差异,春季显著高于夏秋冬季(P＜0.01).(2)沉积物净氮矿化和硝化速率的变化范围分别为-0.244～0.256和-0.085～0.084 mg·kg-1·d-1,湿地进水口两个培养期的净氮矿化速率和培养期Ⅱ的硝化速率显著低于其他监测点(P＜0.05),而培养期Ⅰ的硝化速率在湿地中部较高.净氮矿化速率大于硝化速率并形成NH4+-N累积.河口湿地沉积物培养后的无机氮主要以NH4+-N形式存在(占NH4+-N和NO3-N总量的55.37％).(3) Pearson相关分析表明,净氮矿化速率与含水率显著负相关(P＜0.05),硝化速率与培养前的NO3-N含量呈极显著的正相关关系(P＜0.01),而与培养前的NH4+-N含量显著负相关(P＜0.05).     

湿沉降对湖泊水质及初级生产力的影响

研究大气湿沉降对湖泊水质及初级生产力的影响对于探讨湖泊富营养化形成机理及其治理和修复具有重要意义。通过控制其是否接受湿沉降来探讨其对湖泊水质及初级生产力的影响，结果表明：(1)湿沉降以N沉降为主，两次湿沉降中N沉降分别占9912%和9893%，其中N沉降中NH4+ N含量较高，分别为190和269 mg/L，P沉降以及Si沉降相对较少；(2)湿沉降所携带的高浓度NH4+ N使得接受湿沉降围隔水体中NH4+ N浓度在降雨前后变化十分显著，在两次湿沉降中分别增长了231倍和187倍，而风浪促使沉积物DSi释放使得未接受湿沉降围隔水体中DSi浓度在降雨前后变化显著，在两次湿沉降中分别增长了158倍和162倍；(3)正常接受湿沉降围隔组在降雨前后其初级生产力有显著差异，初级生产力增长明显：第一次湿沉降实验中，3个时间段分别增长了19130%、5208%和10000%，第二次湿沉降中，3个时间段的初级生产力分别增加了10542%、7396%和6162%；而未接受湿沉降的围隔组其初级生产力变化无显著性差异。分析结果表明大气湿沉降对湖泊水体水质、初级生产力及其日变化影响显著     

南水北调东线工程徐州段河流生境质量评价

河流生境质量评价是河流生态系统健康评价的关键之一。本文评价自然和人为作用下的河流生境质量,以南水北调东线工程徐州段丰县、邳州两市输水通道上的河流为研究对象,结合环境特点,选择了反映河道生境、河岸生境和滨岸带生境的10个指标,给出了每个指标的评价方法和5级标准特征值,建立河流生境质量评价体系,确定评价指标的等级标准,对研究区内16个河段的生境质量状况进行综合评价。结果表明:(1)河流生境质量指数(IRHQ)综合得分介于33~91。根据评价等级划分标准,其中有50%的河段生境质量达到"优"等,其余介于"良"等到"劣"等,河流生境质量整体状况良好。(2)河流生境质量指数与NH_4~+-N、COD、TN呈负相关,与DO呈正相关,多项生境指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量与水质的相互影响。     

鄱阳湖流域乐安河水化学特征及影响因素

通过在2016年12月和2017年7月采集乐安河水样30个,检测了水化学离子、营养盐和溶解态重金属浓度等22项水化学指标,运用多元统计分析方法对河流水化学特征及影响因素进行分析。结果表明:乐安河水化学类型空间差异明显,上游为HCO_3-Ca型水,中游为SO_4-Mg-Ca型水,下游转为SO_4-Ca-Na型水;上游水化学离子主要受岩石风化控制,中、下游受人类活动控制。营养盐浓度中、下游高于上游,中、下游之间差异不明显;枯水期平均浓度高于丰水期;NH_4~+-N、TP在部分采样点超出中国地表水Ⅲ类水质标准。重金属浓度在中、下游之间差异不显著。乐安河水化学特征的主要影响因素为:NH_4~+-N、Cl~-受城市污水影响;Cr、Cu、Zn、Fe、Pb、SO_4~(2-)主要受工矿活动影响;NO_3~--N受城市污水、农业施肥和矿山活动共同影响;TP丰水期影响因素复杂,可能是受土壤可溶性有机物与农业施肥影响,枯水期受城市污水影响。以上研究结果可为流域水环境保护提供参考依据。     

长江入海口徐六泾断面2005～2012年水环境因子及入海通量变化特征

分别于2005～2012年的4个季节对长江入海口徐六泾断面水质实施了29个航次的监测。2005、2010和2012年为丰水年,2006、2011年为枯水年,其余3 a为平水年。2005～2012年化学耗氧量（CODCr）的年度平均浓度范围为52～1469 mg/L,氨-氮（NH4 N）为0051～0358 mg/L,总磷（TP）为0069～0255 mg/L,活性磷酸盐（PO4 P）为0044～0098 mg/L,石油类（Oil）为2367～7939 μg/L,铜（Cu）为171～277 μg/L,镉（Cd）为0057～0116 μg/L,砷（As）为234～294 μg/L。引入计算Spearman秩相关系数的方法分析评价指标与时间序列间的相关性,并检验相关系数的显著性意义。评价结果显示,长江入海径流量呈现上升的趋势,但趋势不显著。年平均浓度呈上升趋势的污染因子水质要素从强到弱到小依次为TP、PO4 P、NH4 N、Oil和CODCr,TP上升趋势显著,呈下降趋势的水质要素从强到弱依次为Cu、As和Cd,Cu下降趋势显著;长江入海口的水质综合标准指数呈显著上升趋势,监测断面水质等级持续下降,污染状况持续恶化;长江污染物入海通量总体呈显著增加趋势,特别是氮的输出通量有较大增加。研究表明,长江入海口水质恶化速度加剧,应引起政府和社会的足够重视,保护长江水质刻不容缓     

长江上游曲麻莱至玉树段春秋季浮游植物群落结构及多样性评价

于2012年春季（4月）和秋季（10月）对长江上游曲麻莱至玉树段的浮游植物进行初步研究。结果显示：浮游植物共3门62种（属），以硅藻门最多，42种（属），占678%，其次是绿藻门11种（属），占177%，蓝藻门9种（属），占145%。浮游植物优势种为普通等片藻（Diatoma vulgare）、长等片藻（Diatoma elongatum）、尖针杆藻（Synedra acus）、曲壳藻（Achnanthes sp）、舟形藻（Navicula sp）、桥弯藻（Cymbella sp）、脆杆藻（Fragilaria sp）、直链藻（Melosira sp）、异极藻（Gomphonem sp）、菱形藻（Hantzchia sp）、小环藻（Cyclotella sp）、小颤藻（Oscillatoria tenuis）、席藻（Phormidium sp）和小球藻（Chlorella sp）14种，其中硅藻门12种（属），占优势种类的786%。浮游植物种类组成的季节变化不明显，春季（4月）和秋季（10月）均以硅藻为优势种群。浮游植物平均数量3487×104 cells/L，平均生物量0138 8 mg/L，硅藻数量和生物量分别占8786%和9668%,为优势种群。浮游植物现存量表现为春季高于秋季，支流高于干流。Shannon Wiener指数平均值251，Pielou指数平均值070，Marggalef指数平均值089，Shannon Wiener指数、Pielou指数和Marggalef指数是秋季高于春季。结合浮游植物各项评价指标，得出长江上游曲麻莱至玉树段浮游植物群落结构比较稳定，种类分布较为均匀，水体属贫营养型，水域生态环境良好     

富氧生物膜法修复微污染水源的机理研究

采用弹性立体填料、微孔曝气富氧生物接触氧化法修复上海市受污染的川杨河水,生物填料在进水氨氮浓度2.6～3.1 mg/L和水温20℃～22℃下,7 d自然挂膜培养成功, 氨氮去除率达90%以上。 生化池运行一段时间后,必须根据生物膜厚度和其除污染效率,适时适度冲洗填料和排除池底积泥,以防止好氧生物膜出现厌氧运行状况和影响除污染效果。在川杨河水源水质浊度90～300 NTU、 NH+4-N 0.5～10.0 mg/L、CODMn4.0～10.8 mg/L、污染指数为2～8及生物修复工艺HRT为1.3 h、DO为7.5～10.2 mg/L、g/w为0.5/1的正常运行条件下,观察到膜上的生物相丰富, 微生物种类繁多, 主要是好氧的异养菌和自养菌。生物膜较薄,一般厚度为0.09～0.13 mm,在原水污染物氨氮浓度较低,曝气充足,水中溶解氧浓度高,好氧生物膜传质阻力小、速度快,污染物氨氮的生物降解速率很快,只需较短的水力停留时间,就能达到很高的氨氮去除率。微孔曝气气液传质充分,水中溶解氧充足,膜内无厌氧层存在。好氧生物膜内处于完全的好氧状态,硝化反应比较完全。污染的去除主要是填料上的好氧生物膜在起作用。     

上海市典型城市河岸带不同植被类型下土壤反硝化作用研究

为了解城市河岸带不同植被类型下土壤的反硝化速率及其影响因子，在上海市城市河岸带的长风绿地选择了熊掌木、硕苞蔷薇和矮生百慕大草3种植被类型，于2012年3月（春初）、5月（春季）、7月（夏季）、11月（秋季）测定了其下不同深度（2～5 cm、12～15 cm、22～25 cm和32～35 cm）土壤的反硝化速率和土壤的粒度、含水率、SOC、NH4+和NO3-含量等基本理化性质。结果表明:长风绿地3种植被类型下土壤理化性质和反硝化速率具有一定的差异性，但均表现为2～5 cm深度土壤反硝化速率显著高于其他深度；熊掌木和硕苞蔷薇2~5 cm深度土壤反硝化速率均为春初显著高于其他季节，而草地2~5 cm深度反硝化速率在春夏季显著高于春初和秋季；其他深度土壤均不存在显著的季节性差异；植被类型、深度和季节对反硝化速率的单一和综合影响效应（除植被类型*深度外）均显著；反硝化速率与土壤的SOC、NH4+和NO3-含量呈极显著正相关（p<001），而与土壤含水率和气温没有显著相关关系     

长江下游江段秋季浮游植物生态指标与理化指标评价

采用种类相似性指数、多样性指数等多项生物学指标分析2009年秋季长江下游段的浮游植物群落特征，并结合理化指标评价其水质营养状态。结果表明：2009年秋季，长江下游段共检出绿藻(Chlorophyta)、硅藻(Bacillariophyta)、蓝藻(Cyanophyta)、裸藻(Euglenophyta)、隐藻(Cryptophyta)5门27种，浮游植物细胞丰度变化在5.68×104～7.08×104 cells/L，平均为6.01×104 cells/L，浮游植物生物量变化在30.43～34.73 μg/L，平均为32.46 μg/L；各采样站位之间的浮游植物相似性指数变化在0.30～0.63，介于轻度相似至中度相似之间；多样性指数变化在2.38～2.73，多样性较好或丰富，显示出长江下游段的浮游植物群落处于较稳定的状态；水质CODMn、TN、TP和TLI（∑）分别变化在2.71～3.23 mg/L、1.24～1.35 mg/L、0.058～0.072 mg/L和44.87～45.96；综合水质生物学和化学评价结果可知2009年秋季长江下游段的水质较好；但从水质评定级别来看，化学评价得出的水质等级与生物学评价得出的水质等级有所不同，显示出两种方法的差异性，因此，生物监测应与理化监测相结合，以提高监测结果的准确性和可靠性。〖     

长江上游和中下游地区空中水汽资源气候特征对比分析

利用ERA 40再分析资料通过多种统计诊断方法对比分析了长江流域上、中下游空中水汽资源的气候变化特征。研究表明：1958～2001年以来长江流域上游以及中下游地区年平均大气可降水量均呈显著减少趋势，减少率分别为025和026 kg/(m2·10 a)；年平均状态下，长江流域上中下游地区均为水汽汇，上游地区年平均收入水汽226×105 kg/s，中下游地区收入124×105 kg/s；1958～2001年长江上游地区的年平均总水汽收入呈显著减少趋势，每10 a减少98×105 kg/s；中下游地区则呈显著增加趋势，每10 a增加115×105 kg/s。夏季水汽收入变化是影响长江流域水汽收支的重要因素，44 a来，长江上游地区水汽总收入减少和该区域夏季南边界上输入的水汽减少密切相关；而中下游地区水汽总收入的增加则主要是由夏季北边界上输出的水汽显著减少所导致；1958～2001年长江流域上、中下游地区水汽收支的变化和该时期夏季风北扩强度的变化有密切关系，其携带的南来水汽扩展变化则是最直接的影响因子。     

近十年长三角地区陆地净第一性生产力时空变化

陆地净第一性生产力（NPP）是陆地生态系统的一项重要指示性指标，与碳循环过程和全球气候变化密切相关，不仅已成为地学研究的热点问题，更受到各国政府的高度重视。长三角地区是我国经济最发达、最具综合竞争力的地区之一，该地区的陆地生态系统同时承受着自然因素及高强度人为活动的双重影响。因此，利用CASA模型，在RS和GIS技术支撑下，探讨近十年来长三角地区陆地NPP的时空演变规律及控制因子，以期为进一步开展高强度人为活动对陆地系统碳循环过程的影响研究提供基础参数。主要结论如下：（1）在时间上呈下降趋势：近十年长三角地区陆地NPP呈现3 a周期式波动下降；（2）在空间上分异规律明显：陆地NPP分布为浙江＞江苏＞上海，呈现南北高中间低的凹槽状；（3）控制NPP的自然要素是NDVI和太阳辐射，而城市化是NPP变化的主要社会经济要素     

四湖地区地下水“三氮”含量及时空分布特征分析

在4次地下水水质监测的基础上，对潜水和浅层承压水的“三氮”含量进行了季节变化和空间差异分析，同时探讨了时空变化的影响因素。分析结果表明：（1）地下水氨氮浓度超标率较高，承压水中浓度明显高于潜水，4次采样结果承压水氨氮浓度超标率均在50% 以上；（2）硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量在承压水中能达到良好的标准，在潜水中超标率高；（3）氨氮浓度季节变化明显，9月份浓度显著高于4、6和11月。硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在潜水中6月份浓度最高，在承压水中季节变化不明显；（4）地下水氨氮含量空间变异性强，浓度较高的多集中在流经洪湖的内荆河两侧区域。研究区地下水水质受气象因素、农业活动、农村生活污染以及氧化还原环境的综合影响