桑沟湾养殖海域营养状况及其影响因素分析

桑沟湾营养现状调查结果表明，桑沟湾营养状况不仅受沿岸排放水的影响，而且大面积的海带和扇贝养殖对于营养盐的补充与消耗也有较大的影响，特别是在扇贝养殖区水域，富营养化水平较高。由Ｎ／Ｐ比值计算结果表明，从整个海湾看，冬季无机氮显得相对紧缺，而其他季节无机磷则显得相对紧缺。但从局部海域看，各季节扇贝养殖区无机磷显得相对紧缺。而在扇贝和海带混养区的１月，以及在海带单养区养殖海带期间的１月和４月无机氮显得相     

桑沟湾养殖水域沉积物中营养要素(TOC、TN和TP)溶出动力学特性

2003 年8~11 月对桑沟湾进行了两次生态环境的调查研究,测定了其扇贝、海带和牡蛎养殖区3个站位的表层沉积物中有机碳、总氮、总磷的含量,并且通过沉积物水界面交换室内培养实验得到了沉积物水界面有机碳、总氮、总磷的交换量与时间的动力学关系,利用连续函数和非线形拟合技术计算了沉积物水界面有机碳、总氮、总磷的交换速率。其交换速率变化范围TOC 为22 .96~172. 41 mg/m2·d,TN为1 .71~10. 83 mg/m2·d,TP为1. 22~7 .66 mg/m2·d。总体趋势是相同站位的交换速率为8月高于11月,不同站位的交换速率为扇贝和牡蛎养殖区高于海带养殖区。     

规模化浅海养殖水域沉积作用的初步研究

从2001年9月到2002年7月底分5个阶段,使用沉积物捕获器在桑沟湾养殖海区的扇贝区、牡蛎区和海带区进行自然沉积作用的研究。通过对收集的沉积物进行分析,估算该养殖海区的总氮和总磷由海水到海底的通量。估算结果显示,该海区颗粒物质的年平均沉积速率为278.8g/(m2·d),而每克颗粒物质则携带了190.4μg总氮、472.5μg总磷和0.103g有机物质沉入海底。沉积物的总氮和总磷含量显示了较明显的季节性变化。总氮的峰值出现在5月(春季),最低值出现在12月(冬季)。而总磷含量在12月显著高于5月和7月时段。分析表明,下沉的颗粒物质的氮磷摩尔比为0.67～2,而底泥的氮磷摩尔比为0.025～2。研究结果为桑沟湾沿岸海域氮磷营养盐的通量建模提供了重要参数,并为养殖水域环境容量的研究提供了依据。     

桑沟湾养殖海域沉积物中磷的溶出动力学特性

2003年8～11月对桑沟湾进行了两次生态环境的调查研究,通过沉积物水界面交换室内培养实验得到了PO4P和TDP在沉积物水界面的交换量与时间的动力学关系,并利用非线性拟合技术和连续函数计算法计算了该湾沉积物水界面PO4P和TDP的交换速率。其变化范围PO4P为0.09～3.26mg/m2·d,TDP为1.22～7.66mg/m2·d。总体趋势是相同站位的交换速率为8月高于11月,不同站位的交换速率为扇贝和牡蛎养殖区高于海带养殖区。与我国其他近岸海域相比,桑沟湾沉积物水界面磷的交换速率相对较高。     

流沙湾表层沉积物中碳、氮、磷的分布特征和污染评价

2012年5月至2013年1月,每季度在流沙湾内湾养殖区、外湾养殖区和外湾非养殖区采集沉积物和水质样品,测定沉积物的总有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）质量分数,以及底层水溶解氧（DO）和水温（T）,结合水动力分析,研究其表层沉积物中富营养物质碳（ C）、氮（N）、磷（P）的分布特征和受污染程度。结果表明,流沙湾的物理地形决定了湾内流场水流缓慢、内外湾之间水交换过程缓慢的固有特征。底层水 DO 自春季开始逐步升高,冬季达到最大值。内湾养殖区的底层水 DO 均值低于外湾。表层沉积物 TOC 和 TP 质量分数没有明显的季节差异,但 TN 质量分数在春、夏季明显高于秋、冬季。养殖区的 TOC、TN 质量分数均显著高于非养殖区,且以内湾养殖区最高,其 TP 空间差异不显著。流沙湾表层沉积物 TOC 年平均有机碳污染指数为1.29,TN污染指数达2.98,而 TP 磷污染指数仅为0.92,表明该海域已受到中等水平的氮污染和低水平的有机碳污染,且现有养殖格局加速了养殖区的富营养物质沉积。     

夏季桑沟湾养殖水域有机碳的平面分布特征及其来源分析

根据2012年8月对桑沟湾养殖海域18个站位取得的溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和叶绿素a(Chl-a)数据,基于不同区域的养殖特点,分析了DOC和POC的平面分布特征,并对POC的来源进行了初步探讨。结果表明,整个调查海域表层DOC的浓度范围为1.70～2.82mg/L,平均值为2.03mg/L,大致呈自西向东递减的趋势。表层POC的浓度范围为0.04～1.33mg/L,平均值为0.55mg/L,大致呈自南向北逐渐递增的趋势。网箱养殖区表层DOC和POC含量最高,其次为桑沟湾近岸海域,而海带养殖区最低,这表明有机碳的含量与养殖品种和模式有直接的关系。根据POC/Chl-a比值对POC来源进行初步分析,表明贝类养殖区、海带养殖区、贝藻混养区、桑沟湾近岸海域以及外海对照点的POC主要来自活的浮游植物,而网箱养殖区存在降解的有机物质。     

东太湖沉积物中磷的形态分布特征研究

应用化学连续提取法对东太湖沉积物中不同形态的磷进行提取,并分析了其空间分布特征和垂直分布特征。结果表明,东太湖沉积物中磷形态以碎屑态磷(Ca-P)、有机磷(Or-P)、自生磷(De-P)、铁结合态磷(Fe-P)为主,平均含量分别为188.6±32.5、73.1±18.6、45.2±3.3、34.3±18.5μg/g;弱吸附态磷(Ex-P)、闭蓄态磷(Oc-P)和铝结合态磷(Al-P)含量较低,分别为6.7±2.2、4.0±1.9、1.3±0.4μg/g;总磷（TP）的平均值为353.1±46.3μg/g。Ca-P、Or-P 、De-P 、Oc-P四种不易释放的磷形态占88%,而Fe-P、Ex-P、Al-P三种易释放的磷形态仅占12%。除了Ca-P含量随沉积物深度的增加而增大,Al-P含量较低且随深度增加无明显变化,其他各形态磷含量大致随深度的增加而减少,表现出“表层富集”现象。上述结果表明,东太湖的内源磷负荷较小,但有增加的趋势。     

桑沟湾表层水春夏两季二氧化碳分压变化和影响因素

为研究季节变化和养殖活动对桑沟湾表层海水二氧化碳分压(pCO_2)的影响,尤其是海带(Saccharina japonica)养殖活动对表层水pCO_2的影响,本研究分别在海带收获前(2015年5月)、后(2015年8月)采用走航式二氧化碳分压仪对中国北方典型的贝藻筏式养殖海域——桑沟湾养殖区表层水pCO_2及有关环境参数进行了大面调查,探讨了季节、养殖模式以及海带收获前、后表层水pCO_2的变化规律及影响因素。调查结果显示:(1)春夏两季桑沟湾湾内表层海水中pCO_2的平均值分别为(346.78±13.85)μatm(1 atm=101325 Pa,1 μatm=10~(-6) atm)和(351.50±8.00)μatm;湾外自然海域pCO_2值分别为(353.42±0.71)μatm和(358.05±2.01)μatm,均小于大气中pCO_2。(2)pCO_2的平面分布特性为:由湾底向湾外递减并在外海空白区升高,两个季节最低值都出现在海带养殖区,最高值都出现在贝类养殖区。(3)春季表层海水pCO_2与水温相关性不显著(P0.05),而与叶绿素a(Chl a)、溶解氧(DO)显著相关(P0.05),反映了生命活动对pCO_2影响较大;夏季,养殖海带已收获,表层海水pCO_2与水温、溶解无机碳(DIC)、Chl a、DO显著相关(P0.05)。(4)桑沟湾养殖区以及外海自然海域表层水pCO_2都低于大气中pCO_2,表现为二氧化碳(CO2)的汇区。藻类养殖区表层水pCO_2远低于自然海域,表现为CO2的强汇区;贝类养殖区表层水pCO_2略高于自然海域,表现为CO2的弱汇区,贝藻混养区则介于二者之间。春季海带的光合作用是影响表层水pCO_2的主要因素之一,养殖活动对海区表层水pCO_2的影响使得桑沟湾pCO_2表现出不同于自然海域的特性。夏季养殖活动减少导致物理因素的影响开始显现。     

渤海中部海域表层沉积物磷形态及潜在生物可利用磷分布特征

磷是海洋浮游植物生长和繁殖所必需的重要生源要素，也是海洋初级生产力和食物链的基础元素，沉积物中能参与界面交换的生物可利用磷（Bioavailable phosphorus, BAP）的潜在含量取决于沉积物中磷的形态，而渤海中部区域的相关研究较少。因此本文以渤海中部海域的5个区域（唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海海峡、渤海西南部海域）为研究对象，采用分级浸取法，测定了23个采样点的沉积物样品中磷的组分、含量，并计算潜在BAP含量，研究分析了其分布特性及影响因素。结果表明：渤海中部海域表层沉积物中无机磷（Inorganic phosphorus, IP）是渤海中部海域表层沉积物中总磷（Total phosphorus, TP）的主要存在形式，唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海海峡、渤海西南部海域这五个区域沉积物中IP含量平均分别占其 TP含量的78.39%、79.06%、71.46%、84.60%、81.46%，而有机磷（Organic phosphorus, OP）则均占较小的比例。IP均以碎屑磷（Detrital phosphorus, De-P）为主要赋存形态，平均分别占TP的54.02%、52.12%、33.33%、69.41%、57.28%，IP中各形态磷的含量顺序为：碎屑磷（Detrital phosphorus, De-P）>?闭蓄态磷（Occluded phosphorus, Oc-P）>铁/铝吸附态磷（Fe and Al oxidation state phosphorus, Fe/Al-P）>弱吸附态磷（Exchangeable phosphorus, Ex-P）>钙结合态磷（Calcium-bound phosphorus, Ca-P）。河流输入、沉积物粒度和沉积环境是影响渤海中部海域表层沉积物中不同形态磷含量及分布的主要因素。根据沉积物中潜在的BAP含量分析表明，唐山沿岸、秦皇岛沿岸、渤海东北部海域、渤海西南部海域表层沉积物中潜在的BAP含量平均分别占 TP 的44.77%、46.94%、64.87%、40.54%，具备较强的向水体中释放磷的潜力。为渤海中部海域有效地提供沉了积物环境的相关信息。     

哑铃湾网箱养殖海区表层沉积物磷的含量特征

在哑铃湾不同养殖历史网箱下、距离网箱50m和100m以及对照海区共布设8个采样点,于2002年4月~2003年1月分四季采集表层沉积物样品,对沉积物中总磷、无机磷和有机磷进行了测定,分析了调查区磷的空间分布和季节变化特征。结果表明:哑铃湾海水养殖网箱下沉积物磷含量明显高于对照点,沉积物中总磷是对照点的3.71~9.99倍。养殖历史越长,沉积物中的磷含量越高;网箱养殖引起的沉积物磷累积仅限于网箱下及距离网箱50m范围内,对距离100m以外的海区影响较小;沉积物中的无机磷占70%以上,以无机磷为主;养殖历史较长的东升村养殖区沉积物磷的季节变化明显,有机磷的变化与养殖活动密切相关。     

长寿湖表层沉积物中磷的赋存形态及生物有效性分析

基于连续提取法对长寿湖15个采样点沉积物中磷的赋存形态进行了研究,并探讨了磷的生物有效性和评价了沉积物的污染性。结果表明：①无机磷(IP)是长寿湖表层沉积物总磷(TP) 中的主要赋存形态,平均占总磷(TP)的74.82%,有机磷(OP)只占较小部分。②无机磷(IP)中自生钙磷(Ca-P)所占比重最大,各形态磷所占比重大小依次为：Ca-P﹥Fe-P﹥Detr-P﹥Ads-P。③相关性分析表明,总磷(TP)的含量及分布主要受到无机磷(IP)的影响,无机磷(IP)受到自生钙磷(Ca-P)的控制。④长寿湖表层沉积物中潜在生物有效磷的含量为412.13～713.25μg•g-1,平均占总磷(TP)的89.98%,具有很强的释磷潜力。⑤长寿湖表层沉积物呈中度污染,应加强监测和治理。     

Assessment effects of cage culture on nitrogen and phosphorus dynamics in relation to fallowing in a shallow lake in China

Nitrogen and phosphorus dynamics in relation to fallowing in a fish cage farm was investigated in a shallow lake in China. Four sampling sites were set: beneath the cages, at the cage sides, and 50 and 100 m east of the cage farm. Total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) in lake water and sediment were analyzed during a 2-year rearing cycle. The cage culture had a fish yield of 16.3–39.2 tonnes in the study period. Based on the mass balance equation, 1533–3084 kg TN and 339–697 kg TP were contributed to the lake environment. Nitrogen and phosphorous concentrations showed greater increase in the first culture period than in the second rearing cycle. No obvious changes were found at the sampling sites 50 and 100 m east of the cages during the study periods. Main impacts were found close to the cages (beneath the cages and at the cage side); the sampling points at the cage side showed relatively high TN and TP sedimentation. After 3 months of fallowing, water TN and TP decreased significantly but the sediment TN and TP contents remained high. Therefore, recovery seems to happen during fallowing but attention should be paid to whether the culture continues to operate in the future.     

梅溪湖表层沉积物营养盐和有机质分布特征及污染评价

梅溪湖属于城市浅水湖泊，其沉积物特征可反映湖泊的水生态环境状况，对防止湖泊富营养化具有重要意义。2020年11月至2021年7月，分季节对梅溪湖表层沉积物（0～10 cm）进行了采样，分析了沉积物TN、NH4+、NO3-、TP、有效磷（AP）和有机质（OM）等指标的时空分布特征和污染程度。结果表明：沉积物（0～10 cm）TN、NH4+、NO3-、TP、AP和OM的平均含量依次为1654.68± 754.22 mg/kg、24.66± 20.02 mg/kg、13.60± 2.33 mg/kg、512.60± 281.39 mg/kg、8.58± 6.81 mg/kg和2.84± 1.43 %。湖区东部营养物和有机质含量最高。人类活动对梅溪湖表层沉积物营养盐的空间分布有着较大的影响。梅溪湖沉积物TP和NO3-含量在春季最高（4月份），冬季（1月）最低。AP含量在春季（4月）最高，在夏季最低（7月份）。沉积物TN、NH4+和OM含量没有明显的季节差异。梅溪湖沉积物TN和TP的含量变幅分别为667～4000 mg/kg和184～1475mg/kg，均已超出我国东部浅水湖泊沉积物的营养物参考阈值范围；TN和TP的标准指数变幅分别为1.21～7.27和0.31～2.46，TN全部超标，梅溪湖生态环境质量受N元素的影响较为严重，对湖泊生态系统安全构成了一定的威胁。相关分析表明，沉积物OM与TN、TP、AP、NH4+、NO3-均显著正相关，说明沉积物有机质的降解和释放对梅溪湖氮磷营养盐具有重要影响。     

汉阳湖群表层沉积物磷含量分布特征

2011年7月和10月对汉阳“六湖连通”工程的5个湖泊(后官湖、三角湖、南太子湖、墨水湖和龙阳湖)沉积物磷含量进行调查,研究其表层沉积物磷含量的空间分布和季节差异,以了解汉阳湖群的沉积物污染特征,为湖泊污染控制和生态修复提供依据.结果表明,后官湖沉积物磷含量最低,为(0.20±0.03) g/kg,龙阳湖最高,为(0.64±0.11) g/kg,二者差异显著(P＜0.05),三角湖、南太子湖和墨水湖沉积物磷含量差异不显著(P＞0.05).除后官湖外,汉阳湖群沉积物磷含量季节差异不显著(P＞0.05).汉阳湖群沉积物磷含量具明显的空间分布特征,这种分布格局主要受外源污染输入的影响.相关分析表明,沉积物全磷与水体总氮、总磷和电导率呈极显著正相关(P＜0.01),与水体透明度呈极显著负相关(P＜0.01).     

广州市主要湖泊沉积物磷的赋存形态

沉积物中磷的富集及其形态学特征是导致城市水体富营养化的重要因素之一。2016年-2017年对广州市8个主要城市湖泊花都湖、白云湖、东山湖、流花湖、天河湖、海珠湖、荔湾湖、麓湖表层沉积物的总磷（TP）及各形态磷的含量与分布特征进行了研究，并运用单因子污染指数法和生物有效性指数法对沉积物磷污染程度进行了评价。结果表明:广州市湖泊表层沉积物TP含量范围为368~5276 mg/kg，平均值为3277 mg/kg，其分布特征表现为东山湖>白云湖>花都湖>流花湖>天河湖>荔湾湖>麓湖>海珠湖。TP中以无机磷（IP）为主要存在形式，占TP含量的67.56%~87.44%，IP中又以铁结合态磷（Fe-P）为主，占TP含量的32.77%~60.24%，均值为42.88%。相关分析表明TP与Fe-P和有机磷OP，Fe-P与De-P，Ca-P与OP呈显著的正相关关系，表明其来源的相似性。通过分析可将广州市湖泊分为受珠江干流直接影响、接纳河涌入水、相对封闭和无明显外源输入的四类湖泊，表明输入源是决定广州市湖泊沉积物磷含量与分布特征的主要因素，工业废水、生活污水是主要污染源。单因子污染指数与生物有效性指数评价结果显示广州市湖泊沉积物整体处于重度磷污染水平。本研究对于科学评估广州市城区湖泊环境状况、潜在生态风险，有针对性的进行生态修复具有重要的意义。