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。     

包头南海子湿地冰封期污染物迁移特征分析

为研究寒旱区湿地包头南海子冰封期的污染物迁移特征,于2015年11月—2016年1月冰封期每月中旬在冰冻的湖面上破冰钻孔采集冰样和冰下水样,对样品的pH、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO_3-N)、亚硝态氮(NO_2-N)、氨氮(NH_3-N)、溶解性磷(DP)、化学需氧量(COD_(Cr))、叶绿素a(Chl(a))等指标进行检测,分析各项污染物指标在冰体和水体中的浓度特征及迁移规律,并对TN、TP、Chl(a)进行Pearson相关分析.结果表明,湿地水体在结冰过程中,污染物由冰体向水体迁移,迁移率Chl(a)TNCOD_(Cr)TP;冰封期水体中各形态氮分布差异较大,而磷元素的赋存均以不溶性磷为主;通过分析湿地冰封期TN、TP、Chl(a)的相关性,得出三者在冰体中的相关性较水体显著;与非冰封期相比,冰封期水体中污染物的含量均高于非冰封期水体中的污染物含量,过长的冰封期使湿地有机污染趋势加重.     

乌梁素海叶绿素a的时空分布及其与环境因子的关系

叶绿素a是浮游植物均具有的光合色素,是评价水环境质量的重要指标之一。以叶绿素a为指示性指标对冰封期和非冰封期叶绿素a及相关环境因子含量指标进行了监测,以了解乌梁素海水体叶绿素a在治理前后(2014-2017年)在时间和空间上的分布变化特征及影响因素,尤其是针对寒区湖泊的特点,对冰封期叶绿素a、总氮、总磷的时空分布进行了深入分析,运用相关性分析和逐步回归分析方法探讨了叶绿素a与理化环境因子的关系。结果表明,绿素a总体上呈冰封期高于非冰封期的特征,2014-2016年叶绿素a呈逐年递减趋势,但2017年又略有回升,且区域性差异显著,与氮磷营养盐空间分布趋势一致,表现为湖北区总排干入水口附近大于湖心区和湖南区。影响乌梁素海的主要水化学因子依次为总磷、溶解氧、溶解无机磷、总氮、正磷酸盐、总溶解性固体;同时,透明度与叶绿素a呈极显著负相关;冰层厚度因其影响冰下水体污染物的蓄积,也是影响水域环境的关键因素。总体上,治理后叶绿素a较治理前有明显的下降趋势,表明湖北区总排干入湖水的污染物得到了有效控制,对乌梁素海水体污染控制与修复取得了一定成效,同时也显现出乌梁素海冰封期水体由于水体冻结使得污染物析出,致使冰下水体富营养化较其他时期严重。     

崇明岛典型河道水体中叶绿素a动态特征及其与环境因子的相关分析

目前,水体富营养化已成为最棘手的全球环境问题之一。分析水体中叶绿素a时空分布特征、变化规律及其影响因素,可为水体的生态修复提供重要的数据支持。选取崇明岛典型河道团旺河水体为研究对象,布设7个采样点,于2013年4月—2014年3月间对各采样点进行叶绿素a、水温、透明度、TN、TP、氨氮、高锰酸盐指数等水质因子的监测与评价。结果表明,该河道中叶绿素a浓度及相关环境因子随季节变化较为显著,叶绿素a浓度季节性变化表现为夏季(42.33μg?L~(-1))春季(31.68μg?L~(-1))秋季(20.88μg?L~(-1))冬季(11.70μg?L~(-1))。SPSS分析结果表明,叶绿素a与总氮、总磷及温度间呈显著相关关系,而与其他环境因子相关关系不显著。建立了叶绿素a的多元回归方程:Y=377.873X_1-0.507X_2+0.505X_3-21.834(r~2=0.911),验证方程ρ计算(Chl-a)=2.503+0.905×ρ实测(Chl-a)(r2=0.946)表明,该回归方程能够准确地预测团旺河水体叶绿素a的变化趋势,可为水体富营养化的预警提供可靠的科学依据。     

呼伦湖冰封期与非冰封期营养盐与离子分布特征研究

为明确近年来呼伦湖富营养化特征,同时揭示呼伦湖水化学组成、演化过程及其影响因素,连续3年对呼伦湖冰封期与非冰封期湖水进行采样,对湖冰(上层冰、中层冰、下层冰)进行分层采样,综合运用Arcgis空间插值、Piper三角图、Gibbs图等方法对总氮(TN)、总磷(TP)、阴阳离子在冰体与水体中的分布特征进行对比分析。结果表明,冰封期呼伦湖水体TN、TP平均浓度变化范围分别为1.318~3.124、0.188~0.231 mg·L~(-1);非冰封期分别为2.148~2.428、0.149~0.277 mg·L~(-1)。呼伦湖水体TN、TP浓度在时空分布上具有相似特征且迁移变化趋势一致,水体营养盐浓度主要受降水与径流影响,克鲁伦河与乌尔逊河等入湖河流对湖水营养盐浓度有良好的稀释作用。水体营养盐浓度分布呈现南部高于北部,且存在着由南向北的迁移变化过程,其中,呼伦湖小河口风景区(A10)、乌尔逊河入湖口(F9)、乌都鲁渔场(I5)采样点营养盐浓度随季节变化显著。同年冰封期水体TN、TP浓度大于冰体浓度,垂直方向上营养盐浓度表现为上层冰下层冰中层冰,不同冰层间营养盐迁移模型宏观解释了营养盐分布特征的成因。Piper三角图表明呼伦湖水化学类型以K~++Na~+-HCO_3~--CO_3~(2-)-Cl~-型为主。Gibbs图显示呼伦湖水体离子组成主要受岩石风化与蒸发作用影响,其中,水体阳离子只受蒸发作用控制,水体阴离子受蒸发作用与岩石风化共同控制。不同时期离子浓度分布特征表明,阳离子浓度分布集中且稳定,阴离子浓度存在显著的周期差异性,其中,NO_3~-与NO_2~-浓度随季节变化明显,主要受人类活动影响。     

新疆喀什地区东部地下水“三氮”空间分布特征及影响因素

本文对新疆喀什地区东部地下水"三氮"空间分布特征及影响因素进行了研究.结果表明,该地区地下水"三氮"含量总体较低;NO_3-N含量范围为ND(未检出)—8.02 mg·L~(-1)、样点均值1.17 mg·L~(-1);NO_2-N含量范围为ND(未检出)—0.15 mg·L~(-1)、样点均值0.006 mg·L~(-1);NH_4-N含量范围为ND(未检出)—至0.28 mg·L~(-1)、样点均值0.04 mg·L~(-1);仅个别监测井NO_2-N和NH_4-N含量超标.水平分布特征表现为:NO_3-N含量总体呈南高北低,NO_2-N和NH_4-N含量总体呈南低北高.垂向分布特征表现为:潜水中NO_3-N含量(均值3.14 mg·L~(-1))高于浅层承压水(均值0.50 mg·L~(-1))和深层承压水(均值1.28 mg·L~(-1)),浅层承压水中NO_2-N(均值0.008 mg·L~(-1))和NH_4-N含量(均值0.05 mg·L~(-1))高于深层承压水(NO_2-N均值0.002 mg·L~(-1);NH_4-N均值0.02 mg·L~(-1))和潜水(NO_2-N均值0.001 mg·L~(-1);NH_4-N未检出);NO_2-N和NH_4-N超标点全部集中在浅层承压水中.该地区地下水"三氮"迁移和转化主要受氧化还原条件、地表水水质、包气带岩性、地下水径流条件、潜水埋深、土地利用类型和生活污染等因素的影响.     

滆湖入湖河口区叶绿素a时空变化特征及相关环境因子分析

2018年1月—2020年1月对滆湖13个入湖河口区的叶绿素a浓度[ρ(Chl-a)]和理化因子进行逐月监测,分析滆湖入湖河口区水体ρ(Chl-a)的时空变化特征及其与水温、pH值和营养盐等主要环境因子的相关性。研究表明:(1)ρ(Chl-a)随时间变化明显,夏季最高,秋冬季次之,春季最低;(2)在空间分布上,滆湖西北入湖河口区水域的ρ(Chl-a)明显高于滆湖南部入湖口水域;(3)ρ(Chl-a)与水温、pH值、高锰酸盐指数呈极显著正相关,与ρ(DO)呈负相关,与ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~--N)、ρ(PO_4~(3-)-P)和ρ(DOC)相关性不显著。ρ(Chl-a)的对数与ρ(TP)的对数呈显著正相关,与N/P比的对数呈显著负相关;(4)P是滆湖入湖口水域ρ(Chl-a)的主要影响因子。     

呼伦湖冰封期N、P时空分布及富营养化特征

利用2015—2017年冰封期呼伦湖监测数据,对呼伦湖冰体(上层冰、中层冰、下层冰)及水体中N、P浓度的时空分布进行分析,并研究了富营养化状态指数、N、P以及Chl.a之间的相关关系.结果表明,近3年呼伦湖冰体中TN和TP的浓度不断增加,上层冰的水质已经超过Ⅴ类水质标准限值,同时受人类活动、外源输入以及湖体自身的影响,发现垂直方向上TN、TP浓度分布为上层冰下层冰中层冰;水体中TN、TP空间分布呈湖心区浓度低,四周浓度高的特点.由于水动力条件的原因使得DIP和DTP在冰层中浓度的垂直方向上满足先减小后增大;水体中DTP浓度范围在0.213—0.509 mg·L~(-1)之间,DIP浓度范围在0.109—0.432 mg·L~(-1)之间,空间分布与TP相似.在以Chl.a、TN和TP为参数,计算呼伦湖各个取样点水体综合富营养化状态指数后,得出其现处于轻度富营养化状态,并分析了Chl.a、TN和TP之间的相关性,发现Chl.a与TP的相关性好,相关系数为0.627,与此同时TN/TP的浓度在4.38—62.3之间,均值在24.49,表明呼伦湖属于一定程度的磷限制性湖泊.     

泉州城区浅水湖泊生物有效磷分布特征及其与叶绿素a的相关性

通过对泉州城区浅水湖泊水体生物有效磷及叶绿素a的采样分析,探讨水体中生物有效磷的分布特征及其与叶绿素a的相关性,结果表明:泉州东湖水体生物有效磷浓度在0.25 mg·l-1-0.38 mg·l-1之间,西湖水体生物有效磷浓度在0.05mg·l-1-0.10mg·l-1之间.东、西湖溶解态生物有效磷和颗粒态生物有效磷均与总生物有效磷的浓度有着相似的空间分布趋势.东湖水体叶绿素a与西湖水体叶绿素a含量相差悬殊.除东湖颗粒态生物有效磷之外,东湖和西湖各种生物有效磷浓度与叶绿素a含量之间有显著的线性相关关系.湖泊周边的地形、风浪和船只运行扰动是影响生物有效磷浓度和叶绿素a含量的重要原因.     

黑麦草在模拟人工湿地中对奶牛场污水高浓度氮的吸收转化

以土壤为基质,黑麦草(Lolium multiflorm)为植被,通过模拟间歇性人工湿地净化系统处理不同质量浓度的奶牛场污水试验,研究黑麦草对高质量浓度畜牧场污水中氮的吸收转化效果.结果表明,黑麦草在间歇性进水的污水质量浓度高达TN(816.8±125.1) mg·L~(-1),NH_4~+-N(443.6±97.9) mg·L~(-1),NO_3~--N(141.5±51.7) mg·L~(-1)都能较好的适应,生长良好.在不同浓度处理的净化系统中,水力停留时间为8d的条件下,NH_4~+-N的去除率为75.9%～88.3%;NO_3~--N的去除率平均为69.3%;TN的去除率74.5%～83.1%.该试验黑麦草对污水中氮的吸收转化在系统对氮净化中的贡献率平均为20.03%.     

望虞河西岸河流氮磷污染状况及其对调水水质的影响

为探讨望虞河西岸河流氮磷污染状况及其对调水引流入太湖水质的影响,分别于2017年11月以及2018年3和6月,选取望虞河西岸紧临入湖口的4条代表性河流,测定水体各形态氮、磷浓度,对各形态氮、磷时空分布规律及其对调水水质的影响进行研究。结果表明:(1)伯渎港、徐塘桥河、古市桥河和张塘河ρ(TN)平均值分别为4.93、5.20、2.27和3.78 mg·L~(-1),ρ(TP)平均值分别为0.18、0.23、0.16和0.15 mg·L~(-1),NO_3~--N和PO_4~(3-)-P分别为氮、磷的主要形态;(2)夏季伯渎港、徐塘桥河和古市桥河TN平均浓度最高,分别为各自最低季节的1.24、1.44和2.01倍;4条河流氮、磷浓度沿汇入望虞河方向呈下降趋势,但入河断面水质未达到区域水功能区划制定的Ⅲ类水质目标;(3)研究区91.3%的水体断面处于中度富营养化水平,56.5%的水体断面为磷限制状态;(4)电导率、COD_(Mn)和ρ(Chl-a)为各形态氮、磷分布的主要影响因素。研究区河流营养盐的汇入对望虞河入湖口水质有较大影响,尤其是磷素污染,需加强水体溶解性磷浓度的削减控制。夏季研究区氮素污染最为严重,且夏季为望虞河引水期,应加强该时段入河支流水体污染控制,保障调水水质。     

氮肥形态对李氏禾富集铜的影响及生理响应

土壤重金属污染是环境和生态领域研究的热点及难点。超富集植物受到土壤各种特性的影响,需要采取强化措施来提高植物修复效率。该文旨在加深对李氏禾(Leersia hexandra Swartz)累积铜的认知,为植物修复铜污染土壤提供理论数据。在土壤中铜污染水平分别为低(100 mg·kg~(-1))、中(300 mg·kg~(-1))、高(500 mg·kg~(-1))时,研究不同氮肥(NH_4)_2SO_4、CO(NH_2)_2、Ca(NO_3)_2、NH_4NO_3处理对超富集植物李氏禾累积铜、植物生长的影响以及生理响应,氮肥按肥土质量比0.3‰以水溶液的形式每周添加1次,李氏禾生长两个月后,收获,进行植株分析。结果表明:在土壤铜污染水平为500 mg·kg~(-1)时,施加Ca(NO_3)_2后李氏禾根、茎、叶中的铜富集量达到最大,分别为6 167.15、1 251.99和975.92 mg·kg~(-1),约为对照处理组的2.5~4.0倍,相对于其他各氮肥处理和对照组差异达显著。在低、中、高Cu污染水平下,施加(NH_4)_2SO_4处理组李氏禾株高均显著高于其他处理组,分别为68.5、65.2和65 cm;CO(NH_2)_2组李氏禾生物量分别为12.75、13.45和11.63 g·10 plants-1;叶绿素质量浓度分别为24.139、22.615、23.752 mg·L~(-1);可溶性蛋白质量分数分别为21.704、23.506和20.940 mg·g~(-1);金属硫蛋白质量分数分别为9 131.06、10 014.02和11 018.04 pg·g-1,均高于其他处理组;而NH_4NO_3处理组李氏禾叶片中丙二醛(MDA)物质的量浓度最少,分别为0.893、0.957和0.859mmol·L~(-1),有效地缓解了铜对李氏禾的损伤。因此,适量施加氮肥可以有效提高李氏禾的生物量以及根、茎、叶各部分铜累积量,增强了李氏禾对铜污染土壤的修复效果。     

3种渔用药物对斜生栅藻的毒性效应研究

强力霉素、甲苯咪唑和替米考星是水产养殖业中的常用渔用药物,为了阐明这3种渔用药物对水环境中斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的毒性效应,研究了强力霉素、甲苯咪唑和替米考星对斜生栅藻生长和叶绿素a含量的影响。结果表明,低质量浓度(2 mg·L~(-1))的强力霉素对斜生栅藻的生长和叶绿素a的含量均具有促进作用,高质量浓度(12、27和64mg·L~(-1))时则表现出明显的抑制效应,且质量浓度越高,抑制效应越强。质量浓度为5 mg·L~(-1)的强力霉素在48~72 h之间对斜生栅藻叶绿素a的含量具有促进作用,96 h后才开始表现出抑制作用。甲苯咪唑在低质量浓度(0.5 mg·L~(-1))时对斜生栅藻的生长和叶绿素a的含量便表现出抑制效应,且抑制效应随其质量浓度(1、2、3、4 mg·L~(-1))的增加而增强。替米考星在质量浓度为0.5 mg·L~(-1)时,48 h内对斜生栅藻的生长和叶绿素a的含量没有明显作用,48~96 h表现出抑制作用;而在1~8 mg·L~(-1)浓度范围则均表现出抑制作用。强力霉素、甲苯咪唑和替米考星对斜生栅藻24 h、48 h、72 h和96 h的半抑制质量浓度(EC50)分别为9.564、11.905、11.046、16.214 mg·L~(-1),1.198、3.979、5.118、3.940 mg·L~(-1),7.744、7.691、7.548、7.251 mg·L~(-1)。甲苯咪唑(0.5、1、2、3和4 mg·L~(-1))、强力霉素(2、5、12、27和64 mg·L~(-1))和替米考星(0.5、1、2、4和8 mg·L~(-1))分别处理斜生栅藻96 h后叶绿素a含量分别为空白对照组的89.8%、70.8%、26.6%、15.5%和7.5%,111.9%、94.1%、65.9%、58.5%和30.3%,81.5%、55.6%、47.4%、20.7%和13.3%。3种渔用药物对斜生栅藻的毒性效应表现为甲苯咪唑替米考星强力霉素。     

蓝藻水华对太湖氧化亚氮排放的影响

为考察蓝藻水华对氧化亚氮(N_2O)排放的影响,于2016年8月对太湖不同藻华暴发区表层水体中N_2O浓度进行了测定。结果表明,太湖水体中N_2O浓度具有较大的空间差异性,其中河口区最高,平均约26.8μmol·m~(-3),而梅梁湾东北部区和太湖开敞区最低,平均仅4.0μmol·m~(-3)。相关性分析结果表明,太湖表层水体中N_2O与叶绿素a(Chl-a)浓度呈显著正相关(P0.05)。室内微宇宙模拟试验结果显示,在硝酸盐氮充足的条件下添加少量蓝藻的处理组[ρ(Chl-a)约为80μg·L~(-1)]N_2O释放通量显著高于对照组[ρ(Chl-a)约为30μg·L~(-1),P0.001]。但是随着蓝藻添加量的增加,N_2O的释放通量又呈显著下降趋势(P0.001),这表明在氮不受限的条件下,一定浓度的蓝藻可促进N_2O的产生,而高浓度的蓝藻则可能对N_2O的释放起抑制效应。乙炔抑制试验中,N_2O产生速率则随着Chl-a浓度的增加急剧升高,说明微宇宙中的高浓度蓝藻可能同时加快了N_2O的产生和消耗,从而抑制了水体中N_2O的排放。     

长三角城郊樟溪流域水体氮磷分布特征及其影响因素

快速城镇化和人类活动导致城郊流域水体营养盐污染和富营养化问题加重,识别氮、磷污染对流域水质的管控具有重要的意义。本研究选取长三角典型城郊地区宁波樟溪流域,在流域内根据土地利用类型、地形特征等布设样点,于2016年连续4个季度进行水样采集,研究樟溪流域河流水体氮、磷的含量及形态,及氮、磷在该流域的时空分布特征,并对其来源和影响因素进行分析。研究结果表明,流域内氮、磷分布具有较大的空间差异性,其中NH+4-N(n.d.~1.375 mg·L~(-1))、TN-N(0.570~11.363 mg·L~(-1))、DIP(n.d.~0.169 mg·L~(-1))、TP(0.010~1.908 mg·L~(-1))。在子流域空间分布上,人类活动频度越高的区域氮、磷的浓度越高,各采样点水体不同形态氮含量和磷含量具有明显的季节变化规律:春季和秋季的含量要高于夏季和冬季。本研究选取采样点距城镇距离、距源头距离以及土地利用类型所占采样点缓冲区的比例来表征人类活动的影响,结果表明,TN和TP含量与距城镇距离呈显著负相关关系,表明城镇化水平对流域氮、磷污染的重要影响。另外,典型城郊流域河流水体氮、磷污染主要受土地利用类型的影响,其含量与农业和城镇用地呈显著正相关关系(P0.01),其含量随人类活动频度的增加而升高。     

青山湖叶绿素a分布及其与水质因子的关联特征

以典型工业城市湖泊——青山湖为研究对象,于2013年7月对其进行取样监测,研究叶绿素a空间分布特征及其影响因素.采用常规理化分析,结合多元统计方法,定量化探讨青山湖叶绿素a与水质因子间相互关系.结果表明,全湖区水体叶绿素a含量表现为Ⅳ区(34.00μg·L~(-1))Ⅱ区(32.96μg·L~(-1))Ⅲ区(32.85μg·L~(-1))Ⅰ区(21.46μg·L~(-1)),整体呈现明显的空间异质性;相关性分析显示,主要相关因子为T、pH、NH_4~+-N和Pb;PCA排序分析结果显示,影响叶绿素a含量变化的水质因子主要包括T、pH、DO、Zn和TP;逐步回归分析发现,叶绿素a含量与NH_4~+-N相关关系显著;综合而言,水温、总磷和Zn分别为藻类生长和分布驱动、限制性和毒性因子.因此,应当长期监测水温的时空序列变化,采取外源性营养盐削减措施,高度关注重金属污染的生态风险;研究可为湖泊富营养化阻控和生态安全提供有价值的信息.     

农田生态系统大气氮、硫湿沉降通量的观测研究

2007年10月至2008年9月,借助自动降雨收集器(APS-2A)及自动气象观测站(VSALA-M52),在中国科学院红壤生态实验站(江西鹰潭)农田区内定位采集雨水样本,探讨了大气氮、硫湿沉降特征,估算了大气氮、硫的湿沉降向农田生态系统的输入通量.结果表明,雨水中氮、硫素的月质量浓度变异较大,全氮(T-N)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和硫(SO_4~(2-)-S)的月质量浓度,即ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~-N)和ρ(SO_4~(2-)S)分别为1.09～7.84、0.64~6.25、0.34～1.83和0.95～7.64mg·L~(-1),均与降水呈负相关,其中ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性达到比较显著水平(n=11,p<0.10).湿沉降月通量F(T-N)、F(NI_4~+N)、F(NO_3~--N)和F(SO_4~(2-)-S)分别为1.0～7.84、0.64～6.25、0.17～1.54和1.22～9.15 kg·hm~(-2),均与降水呈正相关,其中F(T-N)、F(NH_4~+-N)和F(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性均达到显著水平(n=11,p<0.05).季节上,雨水氮、硫浓度及湿沉降氮、硫通量均呈冬春>夏秋的特性.湿沉降向农田生态系统输入N 35.94 kg·hm~(-2)·a~(-1)和S45.93 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中NH4~+-N的年沉降通量为22.92 kg·hm~(-2),占湿沉降氮总量的63.75%.     

乌梁素海冰封期营养盐及浮游植物的分布特征

乌梁素海地处我国内蒙古自治区乌拉特前旗境内,位于我国北方干旱半干旱地区,属温带大陆性气候,每年的11月至翌年3月为冰封期,湖泊面积现为273 km2,其主要补给水源是河套灌区的农田退水。目前,整个湖区呈Ⅴ类水质,且呈现富营养化状态。以往对营养物质与浮游植物群落结构特征的研究都是在常温水体条件下进行的,而在冰封条件下,水体和冰体中的营养盐与浮游植物群落特征的研究尚不多见。因此,本研究以冰封期的乌梁素海为研究对象,于2012年11月至2013年2月在湖区的10个采样点分别采集冰样和水样,并将水样分成冰水界面水、中层水、水底泥界面水,冰样分成表层冰、中层冰、冰水界面冰,从冰体和水体两个不同的角度出发,探究该期间冰、水营养盐浓度和藻类密度分布及其结构的变化情况,以期为该方向的研究提供理论基础。研究结果显示:冰封期乌梁素海的冰厚介于0.22~0.74 m之间,水深在0.28~2.45m之间,且水深和冰厚存在较好的负相关性;由于冰体的排斥作用,在冰体的形成和生长过程中,营养盐和浮游植物逐渐从冰层迁移至水体中,监测结果显示,冰封期乌梁素海水体中的TN、TP、COD含量和藻类密度均值分别是冰体中的1.65、2.42、3.07、1.92倍,大量的营养物质迁移至水体中,从而加剧了水体的富营养化程度,因此,冰封期的湖泊更需要治理;另外,针对湖冰对污染物的排斥效应这一特点,可将其利用于降低有机物含量的相关研究中。研究还对监测点位进行了藻类监测,共采集到浮游植物共计7门67属105种(含变种),统计结果显示绿藻和硅藻的种类数分别占总种数的33.3%和26.7%,冰封期乌梁素海浮游植物种类组成呈绿藻—硅藻型。     

阿特拉津作用下鱼食对铜绿微囊藻生长的影响及其导致的水体营养盐变化特征

养殖水域中,地表径流等可引起水域中除草剂浓度升高,抑制藻类生长,从而间接影响残饵在水体中的营养盐变化特征,威胁养殖水环境的生态平衡。为评价阿特拉津和鱼食在水环境中的生态风险,以阿特拉津质量浓度(0、5、10、20和40μg·L~(-1))及鱼食投加量(0.0500、0.2000 g;d≤0.85 mm)为变量,在以鱼食为氮磷营养源的M11培养基中,考察阿特拉津通过抑制铜铝微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长而对水环境氮、磷营养盐浓度产生的间接影响。结果表明,无藻时,阿特拉津不能对营养盐浓度变化产生直接影响,鱼食释放正磷酸盐(PO_4~(3-)-P)和总磷(TP)浓度值均在前5天快速升高,而后缓慢增加至平衡,总氮(TN)浓度一直处于上升趋势,至45 d实验结束时,0.2000 g鱼食组PO_4~(3-)-P和TP平衡质量浓度拟合值分别为1.460 mg·L~(-1)和2.782 mg·L~(-1),TN质量浓度拟合值为3.597 mg·L~(-1)。有藻时,阿特拉津对铜绿微囊藻的抑制作用可对PO_4~(3-)-P和氨氮(NH_4~+-N)产生间接影响,阿特拉津浓度越高,藻现存量越低,水体PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N浓度越高,"0.2000g鱼食+藻+40mg·L~(-1)阿特拉津组"和"0.2000 g鱼食+藻+0~20mg·L~(-1)阿特拉津组"在第45天时的PO_4~(3-)-P质量浓度拟合值分别为0.694 mg·L~(-1)和0.349 mg·L~(-1),而"0.200 0 g鱼食+藻+40mg·L~(-1)阿特拉津组"、"0.200 0 g鱼食+藻+20mg·L~(-1)阿特拉津组"、"0.2000 g鱼食+藻+0~10mg·L~(-1)阿特拉津组"在第45 d天的NH_4~+-N浓度拟合值分别为1.449、1.166、0.466 mg·L~(-1)。藻生长初期,藻类吸收利用PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N较少,受鱼食释放PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N过程的影响,PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N浓度逐渐升高并达到最大值,但随着藻密度的升高,藻吸收利用的营养盐含量增多,PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N浓度下降,有藻时PO_4~(3-)-P变化过程及其描述方程形式与无藻时并不一致。由于被藻类吸收利用的氮、磷营养盐可转化为细胞内氮、磷营养盐形态,有藻时,TN、TP的浓度变化趋势及其描述方程形式仍与无藻时相同。     

四环素对微囊藻生长及光合作用的毒性效应机制

光合作用是蓝藻生长繁殖的生理基础,研究四环素胁迫下蓝藻的生长和光合作用的变化和响应,有助于揭示其作用机制。为探究四环素对微囊藻的毒性效应,对培养在0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0和5.0 mg·L~(-1)共7个浓度下的微囊藻的细胞数、叶绿素a含量、微囊藻光合系统Ⅱ(PSⅡ)快速光响应曲线(RLCs)及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)进行了测定。结果表明,四环素处理7 d后,微囊藻的半致死浓度(LC_(50))为(0.571±0.036) mg·L~(-1)。随着四环素浓度的增加,微囊藻生长受到抑制,叶绿素含量减少,PSⅡ中单位反应中心失活。当四环素浓度高于0.5 mg·L~(-1)时,微囊藻Q_A~-到Q_B的电子传递被抑制,造成Q_A~-大量积累,影响PSⅡ的电子受体侧。然而,在低浓度四环素处理中,以吸收光能为基础的性能指数(PI_(ABS))、用于电子传递的量子产额(φ_(Eo))和最大光化学效率(φ_(Po))显著升高,用于热耗散的量子比率(φ_(Do))显著降低。这些结果表明,低浓度四环素处理时,微囊藻能通过自身调节改变PSⅡ中能量配置,改变电子传递速率,提高光合效率,从而应对低浓度四环素胁迫,而当四环素浓度较高时,微囊藻的光合作用显著降低,生长受到抑制。