胶州湾微表层和次表层海水中营养盐的分布特征及富营养化研究

根据2010年夏季(6、7、8月)和秋季(9、10、11月)6个航次对胶州湾微表层和次表层海水中营养盐的调查结果,研究了微表层和次表层中营养盐的分布特征和时空变化,以及微表层对氮、磷、硅营养盐的富集情况,并利用潜在富营养化评价模式评价了水质的营养状况.结果表明,不论是微表层还是次表层,营养盐的分布都是从湾内向湾口递减.胶州湾夏季微表层溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO34--P)和硅酸盐(SiO23--Si)的平均浓度分别为0.296、0.026和0.618mg.L-1;秋季平均浓度分别为0.369、0.028和0.592mg.L-1.夏季次表层DIN、PO43--P和SiO23--Si的平均浓度分别为0.240、0.025和0.506mg.L-1;秋季平均浓度分别为0.292、0.028和0.580mg.L-1.胶州湾微表层海水对营养盐N、Si均有不同程度的富集作用,平均富集因子为1.48～1.96;对P无富集现象,富集因子的不同可能与海况和站位的不同有关.在所有调查航次中,7月份胶州湾海水中的营养盐含量最低,与叶绿素a(Chl-a)处于高峰期有关.胶州湾东北部处于富营养和磷中等限制潜在性富营养化状态,其它区域营养级为中度营养和贫营养,微表层潜在性富营养化程度大于次表层.     

夏季黄渤海生源要素的平面分布特征

依据2013年6月22日~7月9日对黄渤海海域调查结果,分析了该海域生源要素(DIN、PO4-P、SiO3-Si、DO)的含量及平面分布特征,并初步探讨了莱州湾内连续站P2各项要素的日变化规律及其影响因素。结果表明:夏季DIN含量表现为渤海高于黄海,而DO、PO4-P及SiO3-Si却表现出黄海高于渤海的特征。渤海表层DIN、SiO3-Si浓度高于其底层浓度,黄海底层DIN、PO4-P 、SiO3-Si浓度高于其表层浓度,渤、黄海表层DO高于底层DO。平面分布上,调查海区营养盐整体呈现南高北低,近岸高、外海低的分布特征。营养盐的高值区主要出现在长江口、黄河入海口及江苏近岸海区以及黄海底层中部海区,其分布受长江冲淡水、黄河水及黄海冷水团的影响明显。DO则呈现北高南低的分布特征,南黄海海区较低,高值区出现在北黄海底层。受黄河冲淡水对该站位的影响,P2连续站营养盐及DO浓度均表现为表层高于10 m层、底层,SiO3-Si和DIN受潮汐影响较大,其变化规律与盐度基本一致,DO受潮汐与生物共同作用,高值出现在下午16时左右。     

三峡水库三期蓄水前后长江口硅酸盐分布及其比值变化

河口SiO2--Si浓度的变化直接影响到水体的营养盐结构和生态系统.根据2010年8月、11月和2011年5月的现场调查资料,对长江口区域一个水文年(跨三峡水库三期蓄水)硅酸盐的分布特征和变化趋势进行了分析.结果表明,长江口及其邻近海域硅酸盐分布与盐度分布极其相似,整体呈现近岸高、外海低的特点;截取一断面分析发现存在上升流,硅酸盐等值线有抬升趋势.3个季节硅酸盐平面分布各有其季节性特点,但总体浓度夏季高于秋季,秋季高于翌年春季;在整个调查区域SiO32--Si/DIN值是10月＞8月＞5月,而SiO32--Si/PO43--P值是5月＞8月＞10月;3个季节SiO32--Si浓度与盐度都呈显著负相关关系.与历史资料比较得出,2010-2011年长江口海域营养盐比值小于2004年,也小于1985-1986年,可见三峡工程蓄水对长江口SiO32--Si/DIN、SiO32--Si/PO43--P降低的影响.     

浒苔绿潮与苏北近岸海域营养盐浓度的关系研究

根据2010年3～6月5个航次对苏北近岸浒苔绿潮暴发区海域进行的调查数据,研究了该海域营养盐的浓度变化和分布特征.结果表明,受陆地径流和苏北沿岸流的影响,调查海区为营养盐高值区,为绿潮暴发提供了一定基础.溶解性无机氮(DIN)、磷酸盐(PO34--P)和硅酸盐(SiO23--Si)最高浓度分别为23.04、0.55和15.85μmol.L-1,春季浮游植物生命活动旺盛和浒苔绿潮对营养盐的吸收导致从第一至第五航次硝酸盐(NO3--N)、磷酸盐(PO34--P)、硅酸盐(SiO23--Si)和溶解性无机氮(DIN)整体呈下降趋势.此外,水体中N/P与浮游生物体中N/P越接近越有利于浮游生物生长.第四和第五航次的N/P比值比较有利于浒苔的生长.各航次营养盐的分布特征均表现为近岸高,远岸低的趋势.     

冬、夏季北黄海生源要素的平面分布特征

根据2006年7至8月(夏季)和2007年1月(冬季)对北黄海海域2个航次的调查资料,分析并讨论了北黄海冬、夏季生源要素的平面分布特征。结果表明:(1)在北黄海,夏季生源要素的浓度普遍较低,PO4-P、DIN、SiO3-Si以及DO的整体平均值分别为0.20,3.25,4.45μmol/dm3和8.12 mg/dm3;而在冬季它们的浓度则有很大提高,整体平均值分别是夏季的2.80,2.46,2.77和1.20倍。(2)夏季,表层营养盐浓度近岸远高于远岸,底层在黄海冷水团盘踞区为高值,DO的分布也与之类似;冬季,DIN与PO4-P分布相似,SiO3-Si和DO则各有其独特性。     

黄海千里岩岛大气湿沉降营养盐的研究

于2009~2010年对黄海千里岩岛的雨水进行了收集,测定了其pH值、NH4+、NO3- + NO2-、SiO32-和PO43-的含量,讨论了黄海西部湿沉降的酸雨状况、营养盐各组分浓度的变化特征、沉降通量以及对黄海初级生产力的贡献.结果表明,大气湿沉降中58%的样品5.6相似文献   

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.     

台风“圆规”过境前后长江河口营养盐及叶绿素活性荧光的变化

根据台风"圆规"过境长江河口前后24个大面站位的现场调查,分析了各站位台风前后N、P、Si等营养盐浓度与叶绿素活性荧光值变化。结果表明:在台风"圆规"带来的大量降水及其引起的水体水平输运和垂直混合作用下,长江河口的温、盐结构与营养盐分布出现了改变。所选断面的温跃层与盐跃层位置在台风过后变深,层结强度减弱。DIN和SiO3-Si浓度整体增加明显,PO4-P由于在近岸水域中底层被吸附较多,导致其浓度在近岸有所降低,但在靠外的水域浓度出现增加。"圆规"过后长江河口DIN、PO4-P与SiO3-Si分别增加了3.87×109mol、0.13×109mol与4.70×109mol。同时,河口叶绿素活性荧光的最大荧光强度值变大,次表层叶绿素最大浓度带位置加深,层厚度增大。上述研究表明台风过境对长江河口营养盐的输送通量及生物生产有显著的影响。     

巢湖十五里河水花生生长区沉积物及间隙水中营养盐的基本特性

为揭示十五里河水生植物(水花生)生长区沉积物及间隙水营养盐的基本特征,在河道上选择3个具有代表性的采样点位(SP1、SP2和SP3)和1个对照点位(SP4),采集15根沉积物柱状样,并按2 cm厚度现场分层,得到样品80个.在对沉积物TN、TP、NH4+-N、NO3--N、Fe/Al-P、Ca-P、有机质含量及间隙水TN、TP、NH4+-N、NO3--N、PO34--P浓度分析测试基础上,解析沉积物及间隙水的氮磷垂直剖面分布特征,并进行氮磷相关性分析.由间隙水氮磷剖面分布发现,水花生生长区孔隙水氮磷浓度具有大致相似的垂直变化特性;除PO34--P浓度存在差异外,不同采样点位表层沉积物-上覆水界面的营养盐源汇关系,也具有很好的一致性.研究表明,在沉积深度0～18 cm内,水花生生长区的间隙水NH4+-N和NO3--N垂直浓度剖面,基本上都可以由Origin软件提供的Exp2PMod2或Exp3P2指数函数拟合,而PO34--P则不具备这一特点,暗示着间隙水PO34--P扩散的规律性弱于NH4+-N和NO3--N.     

珠江河口微表层营养盐和有机物的含量分布特征

采集微表层水,使用自行研制滚轮式取样器,能有效地采集微表层水50-100μm厚度。调查研究表明,在珠江河口微表层水中的营养盐(PO4-P、SiO3-Si、NO3-N、NO2-N、NH4-N)和有机物(POC、PON、DOC)都有不同程度的富集,其富集系数在1～3左右。测定有机物中DOC占重要组成部分,其中DOC占TOC的70％左右,C:N的比值从微表层到次表层略有提高。     

海州湾海洋牧场人工鱼礁投放对营养盐的影响

为了解海州湾海洋牧场人工鱼礁投放对营养盐的影响,基于2008—2015年间共24个航次水质调查资料,分析了海州湾海洋牧场鱼礁区和对照区活性磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、活性硅酸盐(SiO_3~(2-)-Si)和溶解无机氮(DIN)的浓度、组成及营养盐结构的变化.同时,比较了鱼礁区和对照区营养盐的变化,初步分析了人工鱼礁投放量与营养盐的相关性,尝试探索人工鱼礁投放对营养盐浓度与结构的影响.结果表明,鱼礁区和对照区PO_4~(3-)-P、SiO_3~(2-)-Si浓度均呈现出秋季夏季春季的特点,且鱼礁区高于对照区.DIN在鱼礁区和对照区也呈现出同样的季节变化特点,但鱼礁区的变化幅度显著大于对照区.海洋牧场人工鱼礁的投放使鱼礁区PO_4~(3-)-P和DIN浓度增加.受热力学平衡的影响,对照区DIN浓度也出现了增加,而PO_4~(3-)-P受人工鱼礁投放的影响小.鱼礁区和对照区SiO_3~(2-)-Si受人工鱼礁投放影响均不明显.另外,海洋牧场DIN组成也发生了改变,2012年前NO_3~--N为DIN主要组成,之后为NH_4~+-N.营养盐结构分析显示,海州湾海洋牧场营养盐对浮游植物主要表现为磷限制.     

不同季节辽河口营养盐的河口混合行为

分别于2010年4、7、11月对大辽河口水域进行了3个航次的调查,测定了水体中各形态营养盐的浓度.结果表明,各形态氮、磷浓度的季节变化明显.PO3-4-P、DOP、DTP和TP平均含量的季节分布相似:均为4月最高,11月次之,7月最低;而PP平均含量由大到小依次为11、4、7月.NO-3-N、NO-2-N的含量为7月最高,4月最低;NH+4-N、DON、PN的含量为4月最高,7月最低.4月NH+4-N为TN的主要存在形态,而7、11月NO-3-N为N的主要存在形态.NO-3-N、DIN、TN在3个季节的河口混合过程中均呈保守性;而NO-2-N、NH+4-N、DON在4、11月也是保守性的,但在7月为非保守性,在河口内部存在添加源.3个季节大辽河口水域的硅酸盐均呈现保守行为,11月平均含量最高,4月最低.     

东海赤潮高发区营养盐时空分布特征及其与赤潮的关系

根据2002-04～2003-02期间在长江口及其邻近海域进行的4个综合航次的调查资料,分析了该海区营养盐季节变化及分布特征,并初步探讨了海区营养盐状况与赤潮的关系.结果表明,各项营养盐的平均浓度分别为:溶解无机氮(DIN)(17.93±2.46)μmol·L-1,磷酸盐(PO3-4-P)(0.59±0.11)μmol·L-1和硅酸盐(SiO2-3-Si)(15.34±3.23)μmol·L-1,调查海区处于富营养化状态;海区营养盐含量存在明显的季节变化,表现为秋冬季节高于春夏季节,其平面分布特征呈现近岸高、外海低,沿岸方向向离岸方向逐渐降低的特点;调查海区DIN和SiO2-3-S主要来源于长江冲淡水等陆源输入,PO3-4-P主要来源于长江冲淡水和台湾暖流;调查海区的赤潮发生区域主要集中在营养盐浓度相对较高,而总悬浮颗粒物(TSP)含量相对较低的区域.     

三峡库区大宁河沉积物营养盐时空分布及其与叶绿素的相关性分析

为研究大宁河底泥营养盐时空分布与藻细胞分布的关系,本研究在大宁河选择4个代表性的取样点:菜子坝、白水河、双龙和大昌,利用垂直重力采泥器,按照2 cm厚度分层选取底泥,检测底泥中总氮,氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、无机磷、有机磷和叶绿素的垂向分布,分析叶绿素与营养盐的相关性.结果表明,菜子坝底泥0.0~2.0 cm总氮浓度最高,白水河底泥2.0~4.0 cm的总氮浓度最高;菜子坝底泥2.0~4.0 cm氨氮浓度最高,1和2月白水河底泥4.0~6.0 cm浓度较高;硝酸氮和亚硝酸氮(除3月)在菜子坝底泥2.0~4.0 cm浓度最高;氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮浓度在同一个采样点底泥4.0 cm以下分层差异不显著;白水河底泥总磷0.0~6.0 cm呈增加趋势,菜子坝底泥表层的总磷和无机磷的浓度显著高于其它分层,而且每一分层中总磷、无机磷浓度都高于其他3个取样点相应的分层;有机磷在菜子坝和大昌的浓度高于白水河和双龙的浓度,但是同一采样点底泥不同分层的有机磷浓度差异不显著;同一深层底泥中的叶绿素a浓度在大昌最高,其次是白水河,再次菜子坝,双龙处的叶绿素浓度最低;只有1月在大昌取样点处无机磷和叶绿素a的浓度显著正相关,相关系数为0.87,底泥中的营养盐不是影响底泥藻细胞分布的主要影响因素.     

“引江济太”过程中长江-望虞河-贡湖氮、磷输入特征研究

为了解"引江济太"调水过程中长江、望虞河对贡湖营养盐输入特征,于2013年8月和2013年12月引水期间对20个采样点各形态N、P质量浓度的沿程和时间变化以及百分含量占比进行研究.结果表明,两个不同的引水期,长江-望虞河-贡湖段水体各形态N、P沿程和时间变化均表现不一:长江引水经望虞河入贡湖后,水体NO-2-N、NO-3-N、NH+4-N和TN质量浓度均较长江和望虞河段有不同程度的降低,而贡湖段DON质量浓度显著高于长江和望虞河段,但长江-望虞河段水体各形态N中NO-3-N质量浓度最高.长江和望虞河TP质量浓度总体表现平稳,而各形态P质量浓度在两个引水时期内有所变化.从时间变化来看,2013年8月水体的DON和TP质量浓度总体上高于12月;而NO-3-N和DOP质量浓度总体上低于12月.总体来说,两个引水时期内,NO-3-N和TPP是望虞河经长江引水的主要N、P形态;而贡湖经望虞河水体输入的N、P主要形态分别为NO-3-N、PO3-4-P和TPP.     

抚仙湖梁王河流域农业耕作与流域水质响应关系研究

以抚仙湖北岸梁王河流域为研究对象,选取流域中2种典型耕作方式水稻-小麦（R-W）轮作和烤烟-豌豆（T-P）轮作的农田.通过对农田地下水和梁王河水的同步观测及农田耕作情况的调查,发现移栽、施底肥、追肥及排水等耕作措施使地下水中TP、PO^3-₄-P、TN、NO^-₃-N和NH⁺₄-N含量在短时间尺度内有明显升高.农田作物在不同生育期对养分的吸收规律与地下水中的TP、PO^3-₄-P、TN、NO^-₃-N和NH⁺₄-N含量在长时间尺度上响应关系明显,作物处于对相应养分吸收高峰期时地下水中该养分含量就会明显降低,反之则会升高.梁王河水TP和PO^3-₄-P的含量在流域农田全处于耕作期时要比流域部分农田处于休闲期分别低5.8%和21.7%,而TN、NH⁺₄-N及NO^-₃-N含量在流域农田全处于耕作期要比流域部分农田处于休闲期分别高11.5%、242.6%和9.55%.     

两种沉水植物对上覆水和间隙水中可溶性无机氮的影响

在实验室模拟研究沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、苦草(Vallisneria spiralis L.)对上覆水、间隙水中可溶性无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)的浓度、赋存形态及DIN扩散通量的影响.结果表明,金鱼藻和苦草对上覆水中DIN的去除效果均强于间隙水,对各形态DIN的去除差异:NO-2-N>NH+4-N>NO-3-N;金鱼藻对上覆水中DIN的去除效果明显强于苦草,但对间隙水中DIN的去除效果弱于苦草;金鱼藻和苦草减少了NH+4-N和NO-2-N的扩散通量,显著增加了NO-3-N的扩散通量,使NO-3-N取代NH+4-N成为间隙水向上覆水中扩散DIN的主要形态,但对NO-3-N和NH+4-N扩散通量的影响,金鱼藻和苦草之间差异不显著;金鱼藻和苦草增加了上覆水和间隙水中3种形态DIN含量比例的变化幅度,金鱼藻对上覆水中DIN含量比例影响强于苦草,对间隙水中DIN含量比例的影响弱于苦草.总体来讲,金鱼藻对上覆水中DIN形态影响较大,苦草对间隙水中DIN形态影响较大,两者对DIN扩散通量的影响差别不显著.     

赣江流域土地利用方式对无机氮的影响

赣江无机氮是鄱阳湖氮素输入的主要来源,查明流域土地利用方式对赣江无机氮的影响对鄱阳湖的富营养化防治具有重要意义.基于2013年1月和6月对赣江干流和主要支流NO-3-N和NH+4-N的浓度测定,通过不同空间尺度和土地类型等级划分,利用相关分析和冗余分析研究土地利用方式对赣江无机氮浓度的影响.结果表明,不同空间尺度的子流域划分方式对赣江流域土地利用类型与无机氮浓度的相关性有较大影响.与NO-3-N相比,选择更小的子流域划分尺度有助于分析土地利用方式对NH+4-N浓度的影响;在温度较高、微生物活动强烈的季节,也应选择更小的子流域划分尺度研究土地利用方式对无机氮浓度的影响.一级土地利用分类下,赣江流域水田、水域对NO-3-N起"源"作用,林地、草地起"汇"作用;居民建设用地对NH+4-N起"源"作用,林地起"汇"作用.二级土地利用分类下,水田中丘陵水田是赣江NO-3-N浓度的主要来源,其次为平原水田,山区水田最小.居民建设用地中的城镇用地和其它工矿建设用地是赣江NH+4-N的主要污染来源,农村用地是NO-3-N的主要污染来源.