模拟氮沉降对闽江口淡水感潮沼泽湿地CO2、CH4排放通量的短期影响

为了评价氮沉降对我国亚热带河口区淡水感潮沼泽湿地CO_2、CH_4排放通量的影响,在福建闽江口道庆洲淡水感潮短叶茳芏沼泽湿地,设置对照CK[0 g·(m~2·a)~(-1)]及3个梯度的氮沉降处理:N1[24 g·(m~2·a)~(-1)]、N2[48 g·(m~2·a)~(-1)]和N3[96 g·(m~2·a)~(-1)],采用静态箱-气相色谱法测定短叶茳芏湿地CO_2、CH_4排放通量,并同步观测相关环境因子.结果表明,(1)与对照相比,N1处理CO_2排放通量增加20.30%,N2处理CO_2排放通量减少10.05%,N3处理CO_2排放通量增加4.06%,除了12月的N2、N3处理CO_2排放通量与对照间有显著差异外(P0.05),其它时间各处理间CO_2排放通量差异性不显著(P0.05).(2)与对照相比,N1处理CH_4排放通量提高64.51%,N2处理CH_4排放通量提高30.23%,N3处理CH_4排放通量提高80.57%,但是各处理间CH_4排放通量的差异性未达到显著水平(P0.05).(3)CO_2、CH_4排放通量与土壤温度具有显著的正线性相关关系(P0.05),与土壤EC、土壤p H的相关性不显著(P0.05).     

闽江河口互花米草与短叶茳芏湿地土壤无机硫形态分布特征及其影响因素

选择闽江口鳝鱼滩不同淹水环境下两条样带(A样带,远离主潮沟且退潮后无积水;B样带,靠近主潮沟且退潮后有积水)上的短叶茳芏湿地和已被互花米草入侵(入侵前为短叶茳芏湿地)的互花米草湿地为研究对象,探讨不同类型湿地土壤无机硫赋存形态的分布特征及其主控因素.结果表明,B样带上互花米草湿地和短叶茳芏湿地土壤中的水溶性硫(H_2O-S)和吸附性硫(Adsorbed-S)含量总体上低于A样带,而盐酸可溶性硫(HCl-Soluble-S)和盐酸挥发性硫(HCl-Volatile-S)含量则高于A样带.短叶茳芏湿地和互米草湿地土壤中不同形态无机硫的含量在两条样带上整体均表现为HCl-Soluble-SH_2O-SAdsorbed-SHCl-Volatile-S,且二者的总无机硫含量分别占其TS含量的9.02%~15.50%和8.04%~12.73%.与短叶茳芏湿地相比,互花米草入侵分别使A样带土壤中H_2O-S、Adsorbed-S、HCl-Soluble-S、HCl-Volatile-S和总无机硫含量减少了35.2%、36.4%、16.8%、1.8%和26.12%;但使B样带表层土壤的总无机硫含量及0~20 cm土层的HCl-Soluble-S和HCl-Volatile-S含量分别增加了8.34%、15.34%和5.71%.研究发现,非长期淹水条件下,互花米草入侵后可降低湿地土壤有效硫的供给能力;长期淹水条件下,互花米草入侵可通过提高土壤中HCl-Soluble-S的含量增加金属硫化物沉淀,而挥发性硫含量的同步增加则可能对植被生长(特别是根系发育)产生不利影响.     

外源Ca2+和K+作用下河口区碱蓬水质净化效果和耐盐碱提高机制

入海河流中较高的氮、磷污染负荷严重影响近岸海域水质,必须加强陆海统筹.但河口区受海水倒灌影响,水体盐碱浓度高且变化范围大,植物生长困难,去除氮磷能力低,提高植物生存能力是亟需解决的难题.本文通过添加适当浓度的Ca~(2+)和K~+,研究提高植物耐盐碱能力以及降低富营养化风险的可能性.结果表明,在pH 8、盐度20‰条件下,外源Ca~(2+)和K~+浓度分别为8 mmol·L~(-1)和10 mmol·L~(-1)的水培实验中,碱蓬对总氮及总磷的去除效率均最高,为对照组的1. 53～1. 87倍,生长最好,相对生长速率(RGR)为对照组的2. 4倍和2. 0倍,同浓度Ca~(2+)的缓解作用大于K~+.外源Ca~(2+)和K~+提高耐盐碱能力的机制体现在碱蓬渗透调节功能的提升:无机渗透调节机制为平衡Na~+/K~+,提高碱蓬持水能力,叶片与根系中无机离子含量与含水量相关性均在0. 966以上;有机渗透调节机制为促进甜菜碱等小分子有机物积累,降低细胞膜脂过氧化作用,Ca~(2+)和K~+缓解作用下叶片丙二醛含量最大降幅达72. 9%和61. 7%.外源Ca~(2+)和K~+能够增强碱蓬渗透调节能力,提升耐盐碱能力,促进碱蓬生长,提高碱蓬对氮磷的去除率.     

闽江河口养殖塘水体溶存氧化亚氮浓度及扩散通量研究

水产养殖生态系统由于其高氮负荷而成为氧化亚氮(N_2O)的潜在释放源.本文以福建闽江河口养虾塘为研究对象,采用静态顶空-气相色谱法测定分析了表层水体溶存N_2O浓度和饱和度,基于薄边界层模型计算了水-气界面N_2O扩散通量,在此基础上结合气象要素与水环境因子分析其主要影响因素.结果表明,养殖塘水体溶存N_2O浓度和饱和度的均值分别为17.96 nmol·L~(-1)和198.03%,时间变化上表现为养殖中期显著高于养殖末期和初期,且具有一定的日变化特征.相关分析表明,N_2O浓度及饱和度与温度、水体NH~+_4-N和叶绿素a浓度呈显著正相关(p0.05),与气压、风速和水体pH值呈显著负相关(p0.05).LM86、W92和RC01模型估算的养殖塘水-气界面N_2O扩散通量的均值分别为20.80、183.75和298.52 nmol·m~(-2)·h~(-1),3种扩散通量均呈现出随着养殖时间推移显著增加的特征,风速和水体溶存N_2O是影响河口养殖塘N_2O扩散通量的重要因子.N_2O扩散通量与扩散系数的取值密切相关,但不同模型方程计算得出的扩散系数存在显著差异,比较发现,RC01模型更适合河口区养殖塘水-气界面N_2O扩散通量估算.本研究结果可为完善水产养殖生态系统的N_2O排放清单编制和近海水环境保护提供一定的科学依据.     

亚热带河口陆基养虾塘水体CDOM三维荧光光谱平行因子分析

利用三维荧光光谱平行因子分析(EEMs-PARAFAC)技术,对我国亚热带地区闽江、木兰溪、九龙江河口滨海陆基养虾塘水体的有色溶解性有机质(CDOM)进行了组分及来源分析.研究表明从养虾塘水体CDOM荧光光谱中解析出4个有效PARAFAC荧光组分,包括2种类蛋白质物质和2种类腐殖酸物质,其中类蛋白质组分是河口陆基养虾塘水体中CDOM的主要组成部分.水体的荧光指数FI和自生源指标BIX表明河口区滨海陆基养虾塘水体中CDOM的强自生来源贡献.而腐殖化指标HIX表明养殖塘水体具有弱腐殖化特征.类蛋白质组分与类腐殖质组分之间可能具有相同的来源属性和地化行为,盐度与CDOM呈现极显著负相关,而DOC与CDOM中类腐殖质组分(C2、C3)呈现显著正相关.本研究为进一步揭示养虾塘水体CDOM的光化学性质提供了科学依据.     

河口盐度梯度下溶解态核酸的微生物可利用性

核酸物质(DNA和RNA)作为自然水体中重要的溶解有机质组分之一,是水生微生物食物网的重要物质基础,因此核酸的微生物可利用性具有重要研究意义.2012年春季从长江口不同盐度区域采集水样,并分别添加鱼类DNA和酵母RNA进行培养,考察了其微生物可利用性.结果表明,在溶解态核酸添加至不同盐度的培养体系时,添加的DNA大约有20%～50%从溶解态快速转变至颗粒态,转化率随盐度增加而增加,而添加的RNA仅有约10%从溶解态转变至颗粒态,受盐度影响不大.在各培养体系中,溶解态核酸的微生物利用动力学曲线均符合Sigmoid方程,先有30～80 h不等的延滞期,而后进入快速利用期,最后为停止期,其中海水微生物对核酸的最大利用速率比河口/淡水微生物更快.当溶解态核酸进入河口水体后,分为微生物可利用的(自由溶解态/酶可水解的)、胶体结合态和颗粒态,其中RNA中微生物可利用形态百分比(80%～90%)显著高于DNA,且随盐度变化不大,而DNA中微生物可利用形态百分比随盐度升高而从78%逐渐降低至50%.因此,河口盐度梯度下的DNA和RNA赋存形态分布特征和微生物可利用性具有显著差异.     

长江口沉积物重金属的分布、来源及潜在生态风险评价

为了解长江口潮滩沉积物中重金属的污染特征,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)分析了长江口北支、南支和杭州湾27个表层沉积物中Cu、Pb、Ni、Ag、As、Cd、Zn、Sn、Sb和Hg 10种重金属的含量,并对其分布、来源及生态风险进行了评价.结果表明,沉积物中10种重金属的含量和介于102.9 ～ 326.4 mg· kg-1之间,北支、南支和杭州湾的平均值分别为180.9、244.7和155.6 mg·kg-1.方差分析结果表明,南支与北支、杭州湾平均含量之间均存在显著性差异(p＜0.01),南支因受沿岸工业污水和生活污水的影响污染加重.来源分析表明,沉积物中大多数重金属的来源具有一定的相似性,主要来源于各种工农业废水、船舶运输、农药和化肥污染,而Ag和Hg具有不同的来源.地积累指数评价结果表明,10种重金属的平均污染程度由高到低依次为:Cd＞ Hg＞ Sb＞ Ag＞ As＞ Cu ＞Zn＞ Ni＞ Sn＞ Pb,Hg和Cd在多数采样点分别为中度污染和偏重污染,南支Cd和Ag的污染程度高于北支和杭州湾,而在杭州湾Hg的污染程度高于北支和南支.潜在生态风险系数评价结果表明,长江口沉积物7种重金属潜在生态风险系数从高到低依次为:Cd＞Hg＞As＞Cu ＞Ni＞Pb ＞Zn,长江口沉积物的潜在生态风险主要由Cd和Hg引起,两者的贡献分别为62.6％和34.0％,各采样点7种重金属的潜在生态风险指数(RI)介于565.9～1601之间,均达到极强生态风险.     

Metal contamination in sediments of the western Bohai Bay and adjacent estuaries, China

Twelve sediment cores were collected in July 2007 in open waters of western Bohai Bay, the Port of Tianjin, and the adjacent estuaries of the Haihe and Yongding Rivers. While overall concentrations of trace metals at incremental depths in these cores met the Marine Sediment Quality (GB18668-2002) criteria of China, the magnitude of both metal enrichment factors (EF) and geoaccumulation indices (I(geo)) suggested that pollution with Ag, Cd, Cr, Cu and Zn was occurring in the estuaries and Port. Risk analysis also suggested that Ag and Ni concentrations were sufficiently elevated as to cause adverse biological effects in the study area. Although metal concentrations in western Bohai Bay were of less concern, a positive relationship between EF values and excess (210)Pb activity for several metals suggested that their concentrations were increasing over time.     

春、夏季长江口海水、沉积物及生物体中重金属含量及其评价

根据2009年5月（春季）、8月（夏季）长江口海域的环境调查资料,分析了长江口及其临近海域水相、表层沉积物及生物体内的6种重金属含量及分布特征,利用单因子指数法对污染状况进行了评价,并就污染来源进行了探讨。结果表明：研究海域春季表层水体中以Cu和Hg污染为主,超标率均为30%,而底层则主要为Hg污染,超标率为35%,Zn和Pb除个别站位超标外,其它站位状况良好;夏季表、底层水体中重金属污染以Cu、Zn和Hg污染较为严重,各重金属质量浓度约为春季水体中的2倍。研究海域春季表层沉积物中重金属污染状况由大到小依次为Cd、As、Cu、Zn、Pb、Hg,夏季表层沉积物中重金属污染状况由大到小依次为Cd、Cu、As、Hg、Zn、Pb,春、夏季沉积物中各重金属质量分数有所差异,总体表现为春季高于夏季。生物体内重金属质量分数状况较好,均符合各类食品安全标准。春、夏季沉积物对重金属的富集能力有所不同;但总体表现为春季富集能力高于夏季,这可能与泥沙再悬浮造成的重金属重新释放有关;鱼类和甲壳类对不同重金属的富集能力有所差异,鱼类对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Pb、Cu、Zn、Hg、As,而甲壳类对重金属的富集能力由大到小依次为Pb、Cd、Hg、Zn、Cu、As。     

长江口南北支浮游动物群落生态学研究

长江口特殊的生态环境使得浮游动物的种类组成、密度和时空分布等生态特征有别于其它水体。2005年秋季（丰水期）和2006年春季（枯水期）对长江口南北支浮游动物进行了2个航次的调查,沿南北支由西向东设立3个采样断面共20个采样点。共采集到浮游动物227种,其中轮虫65种,原生动物107种,枝角类15种,桡足类40种。优势种包括龟甲轮虫（Keratella）、刺簇多肢轮虫（Polyarthra trigla）、萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）、砂壳虫（Difflugia）、表壳虫（Arcella）、砂壳纤毛虫（Tintinnid）、中华哲水蚤（Calanus sinicus）、汤匙华哲水蚤（Sinocalanus dorrii）、广布中剑水蚤（Mesocyclops leuckarti）、象鼻溞（Bosmina）等。文章对南北两支浮游动物的种类组成和结构进行了比较,南支浮游动物的种类、数量及生物多样都高于北支,南北两支的浮游动物群落相似度很低。南北两支水域环境的不同造成其浮游动物群落结构的较大差异,文章分析了环境因子与浮游动物群落结构的相关性,其中水温是重要的影响因素,水温的季节性决定了浮游动物在时间分布上的变化。盐度对浮游动物群落结构的影响主要决定了其物种生态类型及空间分布。从整体上看,南北支主要受长江径流控制,浮游动物的种类组成以淡水种为主,咸水种在断面3出现较多。