白洋淀湿地芦苇型水陆交错带土壤氮素形态变化和N_2O排放特征及氮储量研究

为探究以芦苇群落占主导的湖泊生态系统的水陆交错带湿地固氮功能及氮循环的变化特征,以白洋淀湿地为研究对象,于2015年3—11月通过野外定点调查监测方法研究了芦苇型水陆交错带土壤氮素形态的季节动态变化和N_2O排放特征及其氮储量。结果表明:白洋淀芦苇型水陆交错带土壤N_2O排放通量具有明显的季节变化特征,主要表现为先小幅上升(3—4月)后降低(5月),随后急剧上升到峰值(8月份),之后又急剧下降(9—11月)的变化趋势。3月和11月土壤N_2O排放通量低于15μg/(m~2·h),8月份达到峰值141.01μg/(m~2·h)(S1)和208.41μg/(m~2·h)(S2)。白洋淀芦苇型水陆交错带土壤中氮素主要以有机氮形式存在,各土层有机氮含量占全氮含量的97%以上,且主要集中在土壤表层,随土层深度的增加而降低。各层土壤全氮含量在6、8月份时相对较高,且主要集中在40cm以上土层。另外,1m土体内,全氮含量也表现为随土层深度的增加而降低。白洋淀芦苇型水陆交错带各土层NH_4~+-N和NO_3~--N含量在10月份较其它月份高。在1m土壤剖面中,NH4+-N含量的变化差异较小,NO_3~--N含量呈现随土层深度增加先降低后又上升趋势。水陆交错带土壤氮密度均由表层向下逐渐下降,受生活污染较严重的S_1和受渔业生产污染相对较重的S_2的1m深土壤氮密度分别为1386.079g/m~2和1434.91g/m~2,其中60cm以上土层的贡献率均达到了70%以上。     

基于GIS的白洋淀典型淀区水体中氮形态的时空分布规律研究

文章对白洋淀环淀中村水域不同地点的上覆水和表层沉积物间隙水中氮的不同形态及其在空间上的分布特征进行了分析研究。结果表明：①间隙水总氮质量浓度均高于上覆水总氮质量浓度。上覆水总氮质量浓度范围为（1．16～3．74）mg／L,最高值出现在2009年8月份;间隙水总氮质量浓度范围为（2．55～17．62）mg／L,最高值出现在2009年5月份。②养鸭区和养鱼区、排污口和垃圾区及后塘三类地区具有各自的上覆水和间隙水总氮的分布特征。③各形态氮在间隙水与上覆水中均有较大的差别,氨氮占上覆水总氮的50．5％,占间隙水总氮的76．6％。监测区域内氨态氮是氮素的主要存在形态。     

干挖法清淤对南汉垸内沟渠沉积物中氮形态和氨氮扩散通量的影响

为研究干挖法清淤对沉积物中氮形态与氨氮扩散通量的影响规律,以洞庭湖区南汉垸为研究对象,通过对农田灌溉区、生活排污口、养鸭场、水产养殖区和养猪场等典型区域的沟渠沉积物及上覆水进行采样分析,利用Fick定律估算沉积物-水界面氨氮扩散通量,采用连续分级法测定沉积物中各形态氮含量。结果表明:南汉垸内沟渠采用干挖法清淤后沟渠内源污染减小,上覆水质改善。沉积物-上覆水界面氨氮扩散通量为~(-1)1.43～16.19 mg·m~(-2)·d~(-1),沉积物中总氮含量为403.66～1 120.23 mg·kg~(-1),沉积物总氮与游离态氮(FN)、可交换态氮(EN)、酸解态氮(HN)和残渣态氮(RN)含量均随清淤完成时间延长呈增加趋势。清淤36个月后,不同功能区沉积物总氮含量由高到低依次为养鸭场养猪场水产养殖区生活排污口农田灌溉区。沉积物-上覆水界面氨氮扩散通量与沉积物中FN显著相关(P0.05)。与农田灌溉区相比,养猪场、养鸭场、水产养殖区及生活排污口对沟渠氮素的贡献量大。南汉垸内畜禽和水产养殖及生活排污的外源输入是沟渠沉积物及其上覆水中氮含量增加的主要原因。采用干挖法清淤后沉积物-水界面氮的释放短期内明显降低,使得南汉垸内沟渠的地表水环境质量得到明显改善;因沟渠清淤具有时效性,需加强对垸内沟渠实时监控并定期清淤,保障沟渠连通性和维持良好上覆水质。     

三门峡烟区烤烟总氮与土壤氮素含量的分布特点及关系分析

测定三门峡烟区159份烤烟样品总氮含量和238份土壤样品氮含量,分析两者的分布特点及相互关系。结果表明:三门峡烟区烤烟总氮含量适宜,平均为1.46%±0.35%,变幅为0.85%~2.53%,43.39%的烟叶样品总氮含量落在1.50%~3.00%之间;不同等级烟叶总氮含量变化规律是B2F>C3F>X2F。三门峡烟区土壤全氮含量较高,平均值为0.76±0.15 g/kg,变幅为0.37~1.58 g/kg,有6.38%的土壤样品全氮含量高于1.00 g/kg;土壤碱解氮含量适宜,平均值为66.41±16.70 mg/kg,变幅为34.90~132.74 mg/kg,有3.36%的土壤样品碱解氮含量高于110 mg/kg,不同县市土壤碱解氮含量变化规律是灵宝>陕县>卢氏>渑池。烤烟总氮含量与土壤碱解氮含量呈显著正相关,在相关分析的基础上,建立了土壤碱解氮和烤烟总氮含量的线性回归方程。烤烟总氮含量随着土壤碱解氮含量的增加而增加。     

珠江广州河段沉积物无机氮的分布特征和界面交换通量

基于现场调查与实验测试方法,研究了珠江广州河段0～50 cm沉积物中无机氮(包括氨氮、硝态氮及亚硝态氮)的垂向分布特征,并由相应的间隙水与上覆水中无机氮的含量,估算该河段的交换通量.结果表明,氨氮是该河段沉积物无机氮的主要形态,变化范围在0.053 5 g·kg-1至1.455 4 g·kg-1之间,各层平均含量随深度的增加总体上呈上升趋势;硝态氮与亚硝态氮含量很低,分布上无明显规律;在该河段的沉积物-水界面中,氨氮呈自沉积物向上覆水扩散的趋势,各点平均交换通量为2.54mg·mg·d-1,硝态氮与亚硝态氮的扩散方向与氨氮相反,平均交换通量分别为-0.06、-0.03 mg·m-2·d-1.珠江广州河段沉积物-水界面无机氮的通量与其他区域相比处于中等偏上水平.     

青铜峡灌区水稻田三氮变化特征试验研究

以宁夏青铜峡灌区水稻田三氮(总氮、氨氮、硝氮)作为研究对象,从田间运移、土壤剖面中的变化以及在排水沟内受到的消解作用方面进行了分析。结果表明:(1)水稻田间,排水中总氮浓度大于其在引水中浓度;5、6月份田间积水中总氮浓度小于其在引水、排水中浓度,7、8月份刚好相反。引水中氨氮浓度小于其在田间积水、排水中浓度。5—7月排水中硝氮浓度>其在引水中浓度>其在田间积水中浓度,8月份变化没有明显规律。(2)土壤剖面中0～20cm土层三氮含量最高,随着土壤剖面加深,呈递减趋势,总氮在灌溉后的含量高于灌溉期间,氨氮、硝氮灌溉后的含量低于灌溉期间。(3)排水沟内三氮均受到消解作用,消解幅度呈氨氮>总氮>硝氮的趋势,且与植被覆盖度、沟道长度、水流速度等因素关系密切。     

28条环太湖河流沉积物氮的分布特征

测定了太湖流域不同污染控制区中28条主要环湖河流河口处表层0～10cm沉积物中氨氮(NH3-N)、硝氮(NO-3-N)、有机氮(Org-N)及总氮(TN)含量,揭示氮的空间分布并分析各形态氮之间的相关性。结果表明,环湖河流表层沉积物中TN含量由高到低依次为东部污染控制区>北部区>湖西区>浙西污染控制区,平均958.70mg.kg-1,且以东部污染控制区中吴溇河口最高,污染最重。NH3-N含量远高于NO-3-N,平均200.29mg.kg-1;Org-N含量及分布与TN相似,平均758.40mg.kg-1,占TN的39.27%～95.12%。NH3-N是可交换态氮(EN)的主要存在形式,Org-N是沉积物中氮的主导形态,沉积物中TN只有极少部分在成岩过程中发生矿化。     

香溪河沉积物中碳氮元素的分布特征研究

[目的]研究靠近三峡大坝的第一支流香溪河沉积物中碳氮元素分布特征.[方法]在2015年春季,从分布于三峡水库典型支流香溪河入河口河段的三个采样点,用柱状沉积物采样法采集样品,研究该区域碳、氮等生源要素的分布特征.[结果]所调查河段的沉积物中总碳含量为1.74％-3.52％,总氮含量为0.1％-0.3％.总碳含量的沿程变化表现为靠近河口的沉积物中总碳平均含量低于上游,深度变化是靠近河口采样点的表层沉积物中总碳含量显著高于底层.而总氮含量的沿程变化和深度变化没有总碳变化明显.δ13C值随深度的增加而增加,靠近河口的沉积物中δ13C值小于上游采样点.[结论]该研究为认识香溪河沉积物中生源要素的分布特征及水生生态系统的演变过程提供了科学依据.     

pH值对白洋淀沉积物氮磷释放的影响

[目的]研究白洋淀水体在不同pH值条件下沉积物-水界面氮磷营养盐交换规律,为白洋淀富营养化的治理提供技术依据。[方法]利用实验室静态模拟法,在沉积物柱状样上方加入一定pH值的上覆水,每天测定水中总氮、氨氮、总磷、总可溶性磷的浓度,并计算各营养盐的释放速率。[结果]中性条件下,总氮、总磷的释放速率最小,分别为33.08和-1.21 mg/(m2.d);酸性和碱性条件下,氮磷释放速率都有所增加,尤其是强酸和弱碱性水体中总氮释放速率分别为53.56和57.11 mg/(m2.d),明显地促进了氮的释放;强酸和强碱性条件下,总磷释放明显,尤其强碱性条件下其释放速率倍增,为3.39 mg/(m2.d),而强酸和弱碱性水体中其释放速率分别为1.13和0.18 mg/(m2.d)。研究结果还显示,不同pH值下,总氮与氨氮、总磷与总可溶性磷的累积释放量有显著相关性。[结论]pH值对沉积物-水界面氮磷营养盐的交换有显著影响,酸、碱水体都会促进沉积物中氮磷的释放,控制水体的酸碱度能有效抑制沉积物对水体的二次污染。     

长江中下游浅水湖泊表层沉积物对氨氮的吸附特征

在室内模拟条件下,研究了长江中下游浅水湖泊13个表层沉积物对氨氮的吸附动力学和热力学特征,并分析了沉积物理化性质对氨氮吸附特性的影响。结果表明:①沉积物对氨氮的吸附主要在前2h内完成,之后逐渐达到吸附平衡;用多个模型对实验结果进行模拟,除一级反应动力学模型外,其他模型拟合的效果都较好;②用Henry方程能很好地模拟低浓度条件下沉积物对氨氮的吸附,沉积物对氨氮的吸附-解吸平衡浓度变化较大,为0.60￣2.77mg·L-1;③用Langmuir模型对吸附热力学的实验结果进行拟合,达到显著水平,沉积物对氨氮的最大吸附量为294.11～1466.67mg·kg-1;④沉积物对氨氮的最大吸附量Q_(max)取决于沉积物对氨氮的总最大吸附量Qd Qmax,而沉积物对氨氮的吸附-解吸平衡浓度X0则取决于沉积物对氨氮的本底吸附量Qd;⑤Qmax和Qd Qmax与沉积物的OM和CEC呈正相关关系,与总氮、总磷和小于0.01mm的粒度分布均呈较差的负相关关系;X0和Qd与沉积物OM、CEC、总氮、总磷和小于0.01mm的粒度分布均呈正相关关系。     

天然沸石对鱼塘水及生活污水的氮磷去除效应

采用室内试验研究了天然沸石对鱼塘水及生活污水氮磷的去除效应,并对沸石茶包净化饲养金鱼水的效果进行了探讨。结果表明,沸石有降低总氮、氨氮、总磷、无机磷的作用,其降低程度随沸石用量的增多而加大,但沸石对含氮磷较高的污水处理效果较差。结果还表明,粉状沸石除氮磷的效果在10d左右较佳,之后效果下降。粉状沸石比块状沸石去除氮磷的效果好,但小块状沸石能维持较长的有效时间。对此应进一步研究。     

京郊潮土有效养分周年变化规律的研究

在北京北郊高、中、低三种肥力水平的潮土上,研究了土壤有效氮、磷、钾的周年变化规律.结果表明;土壤有效氮的含量为冬、春季低于作物生长时期的夏、秋季,而有效磷、钾含量则是夏、秋季低于冬、春季.影响这种变化的因素,主要是气温、降水、作物吸收和土壤微生物的活性等.     

沿海围垦区普通塑料大棚内黄瓜需水量研究

[目的]开展沿海围垦区大棚内黄瓜(Cucumis ativus)需水量试验,对指导大棚内作物种植,发展精准灌溉具有重要的意义。[方法]以20 cm深处土壤含水率的上下限,确定土壤的灌水时间、灌水量。苗期土壤含水率的上下限分别按田间持水率70%～100%、80%～100%控制;开花坐果期、盛果期土壤含水率的上下限分别按田间持水率70%～100%、80%～100%、90%～100%控制。[结果]春、秋两季种植的黄瓜需水量在300 mm左右,秋黄瓜生育期需水量略高于春黄瓜。两者的需水量、需水强度均随着作物生长而增大,盛果期最大,春黄瓜盛果期需水量173.1 mm,需水强度5.09 mm/d;秋黄瓜盛果期需水量156.7 mm,需水强度4.09 mm/d。[结论]秋黄瓜与春黄瓜各生育期的需水强度及需水量差异较大,棚内温度差异是造成春、秋两茬黄瓜需水规律不一致的主要原因。     

滴水湖水体中各形态氮的时空分布特征

[目的]探讨滴水湖各形态氮的时空分布特征.[方法]从2012年冬季至2013年秋季,采集上海市最大人工湖表层水样品55个、沉积物样品49个,测定其各形态氮及总氮含量.[结果]滴水湖水体TN污染水平较高,TN浓度在夏季最高;底泥中TN浓度在整个采样期间呈现上升趋势,在秋季达到最大值.表层水中NH3-N在夏季最高,NO3--N在春秋季节比较高,NO2--N在冬季最高;底泥中NH3-N在冬季达到最高,NO3--N在秋季达到最高,NO2-N在春季最高.[结论]滴水湖底泥中各形态无机氮在4个季节空间差异性均大于上覆水体中的无机氮的空间差异性.     

三亚湾春秋浮游植物分布及其与环境因子的关系

为了解三亚湾浮游植物的群落结构特征及其与环境因子之间的关系,笔者于2019年春（4月份）、秋（9月份）两季对三亚湾12个站位的浮游植物及水质进行了网采取样调查。春季采样记录浮游植物共6门82种,秋季共鉴定出浮游植物4门85种,其中硅藻门和甲藻门种类组成占优势,春、秋季硅藻门分别占55种和67种（分别占浮游植物总种类数的67.07%和78.82%）。三亚湾春季浮游植物优势种共4种,分别为角毛藻属（Chaetoceros sp.）、印度角毛藻（Chaetoceros indicus）、三角新角藻（Neoceratium tripos）和薄壁几内亚藻(Guinardia flaccida),其中,角毛藻属（Chaetoceros sp.）为第一优势种。秋季调优势种共9种,分别为菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、热带骨条藻(Skeletonema tropicum)、霍氏半管藻(Hemiaulus hauckii)、日本星杆藻(Asterionella japonica)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)、劳氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)、柔弱拟菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)、窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)和异角毛藻(Chaetoceros diversus),其中,菱形海线藻为第一优势种。春季多样性指数、均匀度指数和丰富度指数平均分别为3.33、0.80、2.26;秋季多样性指数、均匀度指数和丰富度指数平均分别为4.05、0.79、3.09。RDA分析结果显示,春季总磷、氨氮和水温是影响浮游植物群落组成的主要因素,秋季总氮、盐度和电导率对浮游植物的群落结构影响最大。     

湖泊底泥营养参数的空间估值

乌梁素海是河套灌区农田退水的主要受纳水体,农田退水中营养物质的流入使湖泊底泥中沉积了大量的营养物质,其中沉积的氮磷是形成湖泊富营养化的关键因素之一,了解底泥中氮磷的含量可为湖泊水体、水草、底泥中氮磷的迁移转化提供基础数据。为此利用地质统计学中的普通克里格法对乌梁素海底泥中氮磷的含量进行空间估值,估值后进行了精度分析,并对实测值和估值进行了误差分析。通过分析可知,地质统计学中的普通克里格法可用于湖泊底泥营养参数的空间估值。     

枯草芽孢杆菌WH-5的分离鉴定及净水研究

从湖南长沙淡水养殖场取得水样和底泥,通过富集分离得到一株高效降解有机物的芽孢杆菌,通过形态学、生理生化特征及16sRNA测序,结果表明该菌株是枯草芽孢杆菌。在实验室条件下,枯草芽孢杆菌WH-5对COD、氨氮、亚硝酸盐、硫化物的去除率分别是:88.01%、80.89%、61.72%、47.19%。在鱼塘的应用试验中,对COD、氨氮、亚硝酸盐、硫化物的去除率分别是:51.16%、75.54%、78.21%、71.42%,枯草芽孢杆菌WH-5能够有效的改善淡水养殖水体的水质。     

伏牛山森林土壤理化性质空间分异特征

【目的】研究伏牛山森林土壤理化性质的空间分异特征,为探明中国暖温带与北亚热带交界地带山地土壤空间分异机理提供参考。【方法】采用垂直梯度取样法,在伏牛山南北坡海拔1640~1870m处采集土壤样品进行实验室分析,并结合传统统计学方法对比分析伏牛山南北坡土壤理化性质的空间分异特征。【结果】土壤pH、有机质和全氮含量受海拔高度影响显著,其中土壤pH和全氮含量随着海拔升高而显著增大,而有机质含量则呈减小趋势;不同海拔高度的土壤电导率、碱解氮、速效磷、速效钾和全钾含量并无显著差异;土壤理化性质受坡向影响也较为显著,电导率、有机质、碱解氮和速效磷含量南坡较高,分别为0.092Ms/cm、273.69mg/kg、2.46mg/kg,北坡分别为0.087Ms/cm、215.42mg/kg、2.23mg/kg;北坡土壤速效钾、全氮和全钾含量相对稍高。【结论】海拔高度和坡向是影响伏牛山森林土壤理化性质空间分异的重要因素。     

篦齿眼子菜对水体氮、磷去除效果的研究

试验以白洋淀底泥为栽培基质,用室内栽培的试验方法,研究不同营养条件下,蓖齿眼子菜的生物量变化及其对水体中氮、磷的去除效果.结果表明:随着营养等级的提高,蓖齿眼子菜生长性状良好,且生物量及其对水体总氮的去除率均呈逐渐增加趋势,当水体中总氮浓度高于10 mg/L时,蓖齿眼子菜对总氮的去除率达到最高,为63.06％;对总磷的去除率呈递减趋势,水体总磷浓度低于0.9 mg/L时,蓖齿眼子菜对总磷的去除率最高,为96.63％.同时提出更加优化的修复富营养化水体的途径.     

巢湖水体藻类生长潜力研究

通过采样分析方法,调查了巢湖秋季全湖营养特征,并采用藻类生长潜力实验(AGP实验),研究了秋季巢湖微囊藻的生长潜力.结果表明,巢湖西半湖的富营养化程度高于东半湖.分析并研究富营养化程度不同的西半湖和东半湖的微囊藻的生长潜力测定表明,利用西半湖湖水培养的微囊藻群体生长状态优于东半湖.AGP实验表明,巢湖湖水在添加充足磷的情况下,藻类的最大现存量和平均最大特定增长率为7.93×10~5 cells·mL~(-1)和0.25·d~(-1);而在添加充足氮的情况下,藻类的最大现存量和平均最大特定增长率为2.54×10~6 cells·mL~(-1)和0.38·d~(-1).微囊藻的最大现存量及最大特定增长率与氮的相关性明显高于磷,说明与磷相比,在秋季水体中氮的增加可能会显著提高秋季蓝藻水华的暴发程度.