Natural and Anthropogenic Effects On Phytoplankton Primary Productivity in Mangroves

Abstract

Spatial and temporal variations and the factors influencing primary production have been studied in three different mangrove waters (Pichavaram, Ennore Creek and Adyar Estuary) of South India characterised by different anthropogenic impacts. the gross primary productivity in the unpolluted Pichavaram mangrove was 113 g Cm^?2yr^?1 exhibiting natural variability with the environmental forcing factors. Human activities have elevated primary productivity in the Ennore Creek mangrove (157g Cm^?2yr^?1) primarily through the direct discharge of fertilizer effluents. By contrast, a combination of domestic and industrial effluent discharges into the Adyar Estuary mangrove has considerably reduced phytoplankton primary productivity 83g Cm^?2yr^?1 the Redfield N: P ratio varies from 0.96 N: 1P at Ennore Creek, 1.75N: 1P at Adyar Estuary to 15.2 N: 1P at Pichavaram mangroves. This suggests that the Pichavaram mangroves represent a well equilibrated ecosystem with N: P ratio close to steady-state values in contrast to the anthropogenically altered mangrove ecosystems studied. Results show a significant temporal variability in nutrient concentration in the three mangrove areas. Distinct differences in nutrient concentrations between the dry and the wet seasons have been observed.     

秸秆与氮肥配施对辽西旱区土壤酶活性与土壤养分的影响

通过田间试验研究了玉米（Zea mays L.）秸秆与氮肥配施对耕层土壤酶活性及土壤养分的影响。试验设4个秸秆还田量水平,2个施氮量水平。结果表明：在秸秆配施氮肥条件下,耕层土壤中性磷酸酶、脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性以及有机质和全氮质量分数均表现为随着玉米秸秆还田量的增加而提高,而硝态氮（3NO-N）和铵态氮（＋4NH-N）质量分数则表现为随着玉米秸秆还田量的增加而减少,4种土壤酶活性与土壤有机质和全氮质量分数均呈显著正相关,与土壤硝态氮和铵态氮质量分数则呈显著负相关。玉米秸秆还田量9 000 kg.hm-2配施氮肥量420 kg.hm-2是辽西风沙半干旱区效果较好的技术措施。     

沉水植物对沉积物-水界面环境特征的影响

为明确沉水植物对沉积物-水界面环境特征的影响机制,在采自于太湖草、藻型湖区的沉积物柱状样中种植沉水植物后进行破坏性采样,测定沉积物-水界面以上5 cm上覆水的营养盐含量和沉积物的含水量、中值粒径、w(TOC)、w(TON)、w(TP)、金属元素含量等的垂直分布和氧气侵蚀深度. 结果表明,种植沉水植物对沉积物-水界面环境特征的影响主要为:①显著降低了上覆水中ρ(PO₄3--P)〔草型湖区上覆水由(7.98±1.85)μg/L降至(4.65±1.16)μg/L,藻型湖区上覆水由(7.86±0.84)μg/L降至(4.89±0.48)μg/L〕和草型湖区上覆水中的ρ(DOC)〔由(6.64±0.41)mg/L降至(4.73±0.69)mg/L〕,但没有引起上覆水中ρ(NO₃--N)、ρ(NO₂--N)和ρ(NH₄+-N)的显著差异;②明显提高表层沉积物的含水量,减小草型湖区沉积物表层的中值粒径;③降低草型湖区沉积物表层2 cm内w(TOC)和w(TON),增加草型湖区上层沉积物中w(TP);④明显降低草型湖区沉积物中w(Ca)和w(Mg),但对草、藻型湖区沉积物中的Al,K,Cu,Pb和Zn的含量影响都不明显;⑤藻型湖区沉积物中氧气侵蚀深度由1.6 mm增至3.0 mm,草型湖区沉积物则由3.7 mm增至24.0 mm.      

Nutrients uptake and growth of Ulva lactuca (Linnaeus, 1753) in grey mullet (Mugil cephalus) wastewater versus natural estuarine water

This study investigates the capability of Ulva lactuca to grow in an integrated system, aiming to optimise the needing of resources and to decrease the ecological impact of wastewater. The nutrients uptake and the growth of U. lactuca in Mugil cephalus wastewater (WW) were evaluated and compared with U. lactuca cultivated in estuarine water (EW). Fresh thalli of U. lactuca were cultivated for 10 days in 5?L cylindrical tanks, 3 replicates per treatment. The uptake of dissolved inorganic nitrogen (DIN) and dissolved inorganic phosphorous (DIP), as well as the biomass yield and specific growth rate of U. lactuca, were assessed every two days. At the end of the experiment, U. lactuca resulted in a higher assimilation of DIN in EW (95.7?±?0.3%, mean?±?SE) than in wastewater (68.7?±?1.0%) (p?80%), as well as in the biomass yield and specific growth rate. This study demonstrates the efficiency of U. lactuca in the assimilation of DIN and DIP from M. cephalus WW, contributing to reduce the release of dissolved inorganic nutrients in the natural environment.     

Arbuscular mycorrhiza confers lead tolerance and uptake in Miscanthus sacchariflorus

The effects of an arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) association on the growth, survival capabilities, nutrients and lead (Pb) uptake of Miscanthus sacchariflorus under different Pb concentrations were studied in the form of pot cultures. The treatments comprised inoculation or non-inoculation of the AMF, Gigaspora margarita, and the addition of three Pb concentrations to the soil (0, 100 and 1000?mg?kg^?1). The addition of Pb significantly decreased mycorrhizal colonisation. The inoculation of AMF with Pb increased chlorophyll content, Fv/Fm, total dry mass, indole-3-acetic acid (IAA), total nitrogen, and total phosphorus, whereas H₂O₂ level, indole-3-acetic acid oxidase (IAAO) activity, and peroxidase (POD) activity were low compared to those in the non-inoculated treatments. Moreover, the application of AMF together with Pb doses induces concentrations of Pb in the plant, where the higher dose of Pb (1000?mg?kg^?1) induces a lower content of Pb in the aerial part of the plant but a higher content in the root. G. margarita enhanced the tolerance of M. sacchariflorus against Pb toxicity, and facilitated the accumulation of Pb in the plant roots, whereas translocation to the shoots was inhibited at the highest dose Pb (1000?mg?kg^?1). However, in contaminated soil, the Pb removal capability of M. sacchariflorus with AMF was remarkable.     

白洋淀夏季入淀区沉积物间隙水-上覆水水质特征及交换通量分析

为揭示白洋淀夏季入淀区上覆水-间隙水氮磷营养盐相互作用,本研究于2019年7月对白洋淀主要6条入淀河流取样,通过分析上覆水、间隙水水质特征以及营养盐在沉积物-水界面的扩散通量,评估了营养盐扩散对沉积物与上覆水的影响.结果表明白洋淀水质呈弱碱性;溶解氧（DO）含量较低,为沉积物内源污染物的释放提供了厌氧环境;氨氮（NH₄⁺-N）浓度在0.35~1.76mg·L^-1,作为主要给水来源的潴龙河淀区最高;硝氮（NO₃^--N）浓度在0.75~1.97mg·L^-1;溶解性总氮（TDN）浓度在0.99~2.70mg·L^-1,位于自然区的S2瀑河含量最高;溶解性总磷（TDP）浓度在0.03~0.15mg·L^-1,靠近居民区的白沟引河含量最高.间隙水氨氮浓度在5.24~10.64mg·L^-1,是上覆水体的10倍,内源污染严重;硝氮浓度在0.36~0.79mg·L^-1;溶解性总氮浓度在5.36~12.02mg·L^-1,是上覆水体的5倍;溶解性总磷浓度在0.03~0.3mg·L^-1.应用综合污染指数法对水质进行评价发现间隙水污染程度远高于上覆水,各采样点呈现出严重污染状态.对NH₄⁺-N、TDN和TDP进行交换通量分析显示,NH₄⁺-N的扩散通量在1.71~7.43mg·（m²·d）^-1,作为保定市纳污河流的府河采样点内源氨氮向上覆水扩散速率最快;TDN的扩散通量除白沟引河较低,其余5个采样点均值达到9.11mg·（m²·d）^-1,夏季水体中溶解氧含量较低且沉积物-水界面TDN浓度差较大,导致沉积物中含氮营养盐在厌氧条件下大量释放到上覆水中,对水质造成严重污染;萍河采样点TDP的扩散通量是负值表示上覆水体的磷污染物向沉积物聚集的状态,剩余5个采样点的扩散通量范围在0.03~0.16mg·（m²·d）^-1,表现出磷营养盐向上覆水释放的状态.扩散通量显示内源污染物是上覆水污染物的重要来源,为有效治理入淀区水质,沉积物氮磷营养盐的清淤处理迫在眉睫.     

江苏近岸海域营养盐类污染分布特征与评价

江苏沿海大多属于淤泥质平原海岸,开发利用方式以农业为主,海水中的营养盐类污染物质量浓度分布与人海河流和海岸区域农田化肥施用强度有重要的关系,因此,了解和探讨江苏近岸营养盐类污染的污染程度及其分布有重要的意义。根据江苏近海区域特征,选择近岸海域19个站点作为研究地点,分别对这些地点的总氮、总磷、无机氮和磷酸盐等营养盐类污染物质量浓度进行了分析,首先探讨了这些营养盐污染物在分布江苏近岸海域沿岸方向和向海方向的空间分布特点,然后结合海水水质标准,利用等标污染指数和综合污染指数等方法进行了污染程度评价,得出了江苏沿海营养盐类污染物在空间分布上具有南北两端和中间部位都比较高,而中部辐射沙洲附近和南北两端之间的质量浓度较低的“w”形分布特征,在向海方向上具有营养盐污染物质量浓度基本上都表现为靠近海岸质量浓度高,远离海岸略低的变化趋势,在污染程度评价方面,总磷等标污染指数普遍超过1,总氮等标污染指数大多小于1,综合污染指数在1．63—14．08之间,差异比较明显,一般表现为南北高中间低的特点,最后结合江苏沿海地区河流排污人海情况以及农田化肥农药施用强度,对江苏近岸海域营养盐类污染分布状况进行了讨论。     

长期棉花连作对北疆棉区土壤生物活性与酶学性状的影响

以长期连作棉田为研究对象,通过对5-15年连作棉田土壤理化性质和生物学性状的测定,揭示北疆长期连作对土壤主要肥力性质、土壤酶活性、微生物量碳氮以及土壤呼吸的影响。结果表明：长期棉花（Gossypium spp）连作对土壤肥力性状影响显著,表层土壤（0-20cm）肥力明显高于亚表层（20-40cm）。长期棉花连作对土壤酶活性、微生物量碳氮、土壤呼吸等生物活性有显著影响,脲酶、碱性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和多酚氧化酶均随棉花连作年限增加而下降,棉花/苜蓿（Medicago sativa Linn）轮作（CtR-AR）处理各酶酶活性均高于棉花连作处理。微生物量碳（MBC）随棉花连作年限逐渐下降,而微生物量氮（MBN）随不同棉花连作年限并无一致性变化。不同棉花连作年限处理之间的呼吸商（q（CO2））有很大的差异,15年棉花连作非病区（CtN15）土壤呼吸商最高为19.00g？mg-1？h-1,CtR-AR处理的呼吸商最低为13.64g？mg-1？h-1。土壤微生物商随棉花连作年限延长呈现下降趋势,CtN15处理出现最低值,为0.81%。随棉花连作年限增加,土壤微生物活性降低,不利于土壤健康持续利用。     

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。     

镇江城市降雨径流营养盐污染特征研究

城市降雨径流污染是城市水体水质恶化的主要原因之一,为了分析降雨径流的污染特征,从2006-05开始,选择镇江具有代表性的土地使用功能对其降雨径流水质进行监测,分析了径流中固体悬浮物和营养盐的变化特征.结果表明,镇江不同功能区中5～40 μm粒径的固体悬浮物体积分数最大;商业区径流污染物浓度很高,其中SS浓度高达978 mg/L,是城市面源污染的主要来源;降雨初期的30 min径流污染物浓度很高,随降雨历时的延长污染物浓度逐渐下降并趋于稳定;溶解态氮、颗粒态磷和固体悬浮物是径流中污染物输出的主要形态;通过分析固体悬浮物与其他污染物的相关性,发现固体悬浮物是径流中营养盐吸附的载体,去除固体悬浮物是治理镇江降雨径流污染的有效途径.