白洋淀柱状沉积物磷形态及其分布特征研究

应用淡水沉积物磷形态的标准测试方法（SMT）,调查了白洋淀6个典型湖区柱状沉积物中的磷形态分布、垂向及在两种沉积物粒级（砂土和粉砂/粘土）上的变化特征,分析了各形态磷之间的相关性。结果表明,白洋淀各湖区柱状沉积物总磷（TP）的平均含量为531~1223mg.kg-1DW,无机磷（IP）是白洋淀沉积物中磷的主要成分,占TP的72~83。湖区水体的污染及富营养化程度影响着生物可利用的铁/铝结合态磷（Fe/Al-P）在白洋淀不同湖区沉积物中的分布,从各形态磷含量和百分含量的变化幅度来看,均是Fe/Al-P〉有机磷（OP）〉钙结合态磷（Ca-P）。在垂向分布和两种粒级沉积物颗粒上,白洋淀沉积物各形态磷都有一定的变化规律,但不同磷形态的变化趋势不同,差异性也不一致。各形态磷相关性分析表明,在平均含量、垂向及粒级分布上,IP和Ca-P之间呈较好相关性,说明稳定的Ca-P是IP的主体;而在平均含量和垂向分布上,TP与IP和Ca-P之间都存在着较好的相关性,说明沉积物中TP的含量主要来自IP中的Ca-P。研究结果对于探讨白洋淀水污染沉积历史及内源磷释放对水体富营养化的贡献具有重要意义。     

闽江口湿地沉积物各形态磷分布特征及风险评价

为探究湿地植被、理化性质等对沉积物磷的各赋存形态的影响,评价闽江口湿地污染程度和潜在环境风险。2017年在闽江河口湿地由陆向海选取4个采样点,用SMT法提取各形态磷,测定分析了闽江口湿地沉积物各形态磷变化规律并进行风险评价。结果表明:沉积物中有机磷含量为0.176～0.369mg/g,约占总磷的32.03%;而无机磷含量为0.308～0.666mg/g,占总磷66.49%;总磷含量为0.491～0.998mg/g,其污染指数为0.819～1.618,总体上为轻度污染。各形态磷在不同植被类型沉积物中含量分布不同,其中沉积物有机磷含量芦苇最高,扁穗莎草最低;无机磷中的钙磷含量则是互花米草最少,短叶茳芏和扁穗莎草明显高于其他植被类型;而铁铝磷含量是互花米草远高于其他植物;因总磷受无机磷影响较大,以致无机磷含量与总磷含量分布相似,均是扁穗莎草最高,芦苇最低。沉积物中钙磷与容重呈极显著负相关,与含水率呈极显著正相关,有机磷含量与有机质呈极显著正相关;总磷与含水率呈极显著正相关,与电导率呈显著负相关。以上现象可能由植被类型与生长阶段、理化性质、陆源物质、水文环境、凋落物、人类生产活动等多个因素的综合作用所导致。     

黄河表层沉积物中磷的分布特征及磷的生物可利用性

采用改进的七步连续提取法分别对黄河中下游流域5个不同段位表层沉积物中总磷（TP）、有机磷（OP）及各种无机磷形态进行了分析,研究并探讨了沉积物中磷的分布特征及其对河海可能产生的影响,为预测黄河乃至渤海流域的营养状况、预防及科学管理等提供理论依据。结果表明,所测黄河表层沉积物中TP含量范围为240.71-576.59μg.g^-1,以无机磷（IP）为主,占TP含量的85.73%-98.48%;OP含量占TP的1.52%-14.27%。受陆地河流和海流注入的影响,所研究沉积物样中TP、IP和OP含量的最大值均出现在靠近黄河口的渤海浅海区,其次是黄河口。IP分为6种形态磷,即交换态磷（Ex-P）、铝结合态磷（Al-P）、铁结合态磷（Fe-P）、闭蓄态磷（Obs-P）、自生钙结合磷（Ca-P）和原生碎屑磷（De-P）,其中以De-P为主,其次是Ca-P,分别占TP的52.47%-73.67%和18.32%-38.20%,Ex-P、Fe-P和Al-P含量均相对较低,Obs-P含量最低。各形态磷的空间分布均与调查区沉积物粒径有一定相关性,粒径小于0.063 mm的沉积物样中TP和IP含量均最高。Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca—P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷,其总量至少占TP的6．09％-24．46％。     

天鹅湖泻湖表层沉积物中各形态磷的空间分布特征

以山东半岛天然泻湖—荣成天鹅湖为研究对象,研究了表层沉积物中总磷、各形态无机磷、有机磷的含量水平及空间分布特征,明确了不同湖区沉积物磷的潜在生物可利用性,并对各形态磷与磷酸酶的相关性进行了分析。结果表明,天鹅湖表层沉积物总磷含量变化在236.9~689.7 mg kg-1之间;在大多数样点,无机磷含量高于有机磷,钙结合态磷是无机磷的主要存在形式。有机磷含量变幅为40.57~198.7 mg kg-1,中等活性和非活性有机磷之和占有机磷总量的90%以上。相关性分析表明,有机磷与无机磷、铁铝结合态磷、总磷呈极显著相关关系,碱性磷酸酶与总磷、有机磷、铁铝结合态磷等呈极显著相关(P0.01)。天鹅湖沉积物的总磷及各形态磷含量存在较大的空间差异性,其中西北部和东北部铁铝结合态磷、生物可利用磷和活性有机磷含量均较高,说明此湖区沉积物中的磷具有较大生物可利用性。     

黄河上游沉积物中磷的存在形态及生物可利用性

采用七步连续提取法分别对黄河上游11个不同段位表层沉积物样中7种形态磷进行了分离分析,探讨了其变化规律和分布特征,分析了其生物可利用性及对黄河及海洋水体营养状况的影响。结果表明：所获得沉积物中磷的7种赋存形态为：交换态磷（Ex-P）、铝结合态磷（Al-P）、铁结合态磷（Fe-P）、闭蓄态磷（Obs-P）、自生钙结合磷（Ca-P）、原生碎屑磷（De-P）和有机磷（OP）,其中De-P和Ca-P的含量范围分别为139.08～482.89mg.kg-1和40.30～125.55mg.kg-1,二者共占总磷（TP,为各形态磷的总和）含量的约87%,是沉积磷和无机磷（IP,前6种磷形态之和）的主要存在形态;OP含量范围为6.14～36.74mg.kg-1,平均占TP的4%;Ex-P、Al-P、Fe-P和Obs-P含量均较低,平均值分别为7.53、25.85、5.05mg.kg-1和0.64mg.kg-1,共占TP含量的约9%。各形态磷的含量分布直接与取样点及沉积物粒径有关。Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca-P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷（BP）,其总量至少占TP的5.91%～30.17%。根据黄河每年进入渤海的输沙量可初步估算出黄河泥沙入海后为海洋提供的BP的量达3.21～8.92万t。     

巢湖沉积物总磷含量及无机磷形态的研究

以巢湖为研究对象,分析研究了巢湖沉积物总磷含量的水平、垂直分布以及磷的无机形态.表明结果:巢湖表层沉积物中的总磷含量范围在0.3～1.1 mg/g间,平均含量为0.55 mg/g.总磷含量的水平分布有由北向南递减的趋势,河口沉积物总磷的垂直分布出现变化程度的差异.巢湖沉积物无机形态的磷主要以Fe-P、Ca-P为主,两者之和为总磷的80%以上,但Fe-P与Ca-P表现出相异的空间变化特征.     

荣成天鹅湖沉积物磷的赋存形态和时空分布特征

采集了荣成天鹅湖表层和柱状沉积物,研究了沉积物中磷的赋存形态、空间及垂向变化特征,并对沉积物的理化性质与磷形态间的关系进行了初步分析。结果表明,天鹅湖表层沉积物中总磷水平不高,变化在79.15～565.12mg/kg之间。不同区域沉积物中总磷和各形态磷的含量差异较大,从西北至东南呈高-低-高-最低的变化趋势,外源污染和沉积物颗粒组成是影响其分布的主要因子。垂向分布上,总磷和各形态磷的含量均表现为自表层向下递减,8-10cm深度含量最低。相关性分析表明,总磷与各形态磷之间均呈较好的正相关关系,其中与无机磷的相关性最好,无机磷是总磷的主要赋存形态,占总磷含量的42.24%～82.04%;钙结合态磷是无机磷的优势组分,其含量远高于铁铝结合态磷;铁铝结合态磷在表层有明显的富集,与近几十年来入湖污染的增加有关。在天鹅湖湖水碱性条件下,湖区西北部及西端沉积物具有较大的释磷潜力。     

海河干流柱芯不同粒径沉积物中有机质和磷形态分布研究

采用欧洲标准测试委员会制定的SMT法（标准测试方法）对海河干流不同粒径级柱芯沉积物中各种形态的磷进行分级提取和测定,并在此基础上讨论不同深度、不同粒径沉积物中磷形态分布特征。结果表明,在邢家圈和张家嘴两采样点,海河沉积物颗粒组成以细砂、极细砂为主,占总量的40%～60%。沉积物中总磷含量在560～1100μgP·g-1之间。在所有不同粒径沉积物中钙结合态磷（HCl-P）含量最高,占总磷的60%～80%,可交换态磷（Ex-P）含量极微,占总磷的2%～3%,不同粒径下各形态磷含量的高低顺序为：钙结合态磷（HCl-P）〉有机磷（OP）〉铁铝氧化物结合态磷（NaOH-P）〉可交换态磷（Ex-P）;张家嘴采样点表层沉积物中磷形态含量高于其他沉积深度磷含量,表明近年来,沉积的磷主要以人为输入为主;钙磷含量随粒径变化复杂,其他各形态磷的含量均随沉积物粒径变小而增高。此外,对各形态磷之间以及各形态磷与沉积物理化性质之间的相关性进行了讨论。     

连环湖敖包泡沉积物磷形态垂向分布特征

应用SMT连续提取法对连环湖敖包泡北部(AB1)和南部(AB2)柱状沉积岩芯中磷形态的含量和垂向分布特征进行对比分析,结合沉积岩芯年代测定,探讨了该湖区沉积物中磷的演化特征与人为污染历史以及内源磷的释放风险。结果表明,AB1、AB2沉积物中磷形态的含量和垂向变化不同,AB1沉积物中各形态磷含量均高于AB2,且随深度变化波动较大。20世纪40年代中期至1981年,AB1沉积物各形态磷和OM含量波动较大;AB2沉积物中Ca-P、IP、TP含量呈先增加后减少之势,Fe/Al-P、OP、OM含量变化较稳定。1981—2009年,AB1沉积物Ca-P、IP、OM含量变化较小,Fe/Al-P、OP、TP含量相对波动较大;AB2沉积物Ca-P、Fe/Al-P、TP含量不同程度上先增加后减少,IP、OP、OM含量变化均呈增加趋势。连环湖敖包泡沉积物磷人为来源以工业废水、居民生活污水和农药化肥的流失为主。湖泊北部磷含量高于南部,这与人类活动强度密切相关,敖包泡北部附近村落密集而南部没有村落。应用单一因子标准指数法对湖泊表层沉积物磷素进行生态风险评价表明,湖区北部表层沉积物总磷含量超标,存在一定的安全风险,同时AB1沉积物上部较底部活性磷(Fe/Al-P和OP)增加较多、且活性磷(Fe/Al-P和OP)是AB1沉积物磷增加的主要形态,因此连环湖敖包泡沉积物中磷向上覆水体释放的风险增加,对湖泊水体的富营养化的影响应予以关注。     

磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究

以乌梁素海和岱海表层沉积物为吸附剂,开展了磷在沉积物上的吸附动力学和等温吸附实验研究,采用交叉型Langmuir模型描述了磷在2个湖泊沉积物上的吸附行为,并分析测定了等温吸附后沉积物中磷的形态分布。结果表明,不同浓度条件下沉积物对磷的吸附动力学过程基本相似,Elovich方程能较好地描述2个湖泊沉积物对磷酸盐的吸附动力学过程;Langmuir交叉型吸附等温式能较好地描述磷在岱海和乌梁素海沉积物上的等温吸附行为（R2=0.990）,模型中的k、Qm、EPC0、NAP等参数较好地反映了2个湖泊沉积物在成因、粒度及矿物组成等方面的差异;吸附磷的形态再分布揭示颗粒物所吸附的水相磷主要分布于Ex-P,且Or-P是沉积物中重要的潜在生物有效性磷源,对湖泊富营养化的作用不容忽视。     

废黄河沙土区土壤侵蚀量分析

废黄河沙土区是水土流失比较严重地区,通过对废黄河上、中、下游3个典型地带径流小区2006年观测资料的统计分析,获得废黄河沙土区不同下垫面坡面条件下的土壤侵蚀状况.结果分析表明,一般农地土壤年侵蚀量在1191～2714 t/k㎡之间;林地在550～1157 t/k㎡;沟坡在7779～8658 t/k㎡(坡度17°～22°).其中,农地受人工扰动后的土壤年侵蚀量约为未扰动农地侵蚀量的2～4倍.     

黄河宁蒙河段泥沙加入量分析及防治对策

利用1950—2005年黄河干流泥沙分布特征值资料与干流任意河段年平均泥沙加入公式对黄河干流宁蒙河段年平均泥沙加入进行了计算分析。结果表明,1950—2005年宁蒙河段每年都有大量泥沙加入,并且加入量随时间呈波动变化。通过数据分析与实地调查发现,造成该河段泥沙大量加入以及随时间呈波动变化的原因主要是宁蒙河段穿越腾格里沙漠、河东沙地、乌兰布和沙漠以及库布齐沙漠,沙漠与河流交互作用,使其具备风沙直接入黄以及支流泥沙入黄的条件;尤其以"十大孔兑"河道上游比降大,河道两岸地表沙物质易蚀性高,从而导致大量泥沙通过洪水过程进入黄河。黄河宁蒙河段的泥沙防治关键在于减少入黄泥沙量,特别是要加强"十大孔兑"地区的水土保持综合防治力度。     

黄河三角洲海水灌溉对土壤性质的影响研究

通过2年在黄河三角洲进行海水灌溉对土壤性质的影响研究．结果表明：海水灌溉后土壤剖面中盐分含量有所上升,并在0～100cm土层中有盐分积累现象;土壤中存在的盐分主要以NaCI为主,Na^ 和Cl^-与土壤全盐含量呈直线线性相关,且达到极显著水平;海水灌溉后土壤的钠吸附比(SAR)在0～60crn土层内有所升高;土壤的pH值在海水灌溉前后基本没有什么变化;残余碳酸钠(RSC)都为负值。因此,在黄河三角洲地区运用海水灌溉不会引起土壤的碱化,并使土壤性质变差,但在海水灌溉过程中必须防治次生盐渍化的发生。     

窟野河、孤山川、秃尾河 近期入黄泥沙及未来变化趋势分析

窟野河、孤山川、秃尾河三流域,是黄河中游多沙粗沙区的核心部分。三条河自1953年有观测资料以来,平均每年输入黄河的泥沙量为1.65亿t,其中粗沙量为0.89亿t。三条河各站1970年以来输沙量均为减少,其主要原因并非水土保持发挥了作用,而是由于降雨总量和降雨强度减少所致。神府煤田开发,至公元2000年平均每年将增加入黄泥沙量450万t。随着全球的增温,流域内的降雨量将会增加,植被的生境条件将得到改善,侵蚀产沙强度会随之减弱。但是,由于人口的增加,土地利用结构与垦殖指数都不会有明显的变化,所以流域的产沙不可能有大幅度的减少。     

黄河三角洲引黄灌区不同植被类型的降盐改土功能

以裸地为对照,对黄河三角洲小开河引黄灌区输沙干渠两侧的白蜡林、棉田及杂草地3种植被类型改良土壤盐碱程度、土壤容重和孔隙度状况、土壤养分含量及土壤呼吸速率等参数进行比较分析。结果表明:①植被建设具有降盐效应,棉田、白蜡林、杂草地含盐量均值分别比裸地下降66.7%,52.4%,16.7%,表层低于20-40cm土层。②植被建设使土壤容重减小、孔隙度增大,土壤容重均值表现为白蜡林<杂草地<棉田<裸地,总孔隙度则与之相反,对土壤表层的改良效果好于20-40cm土层。③不同植被类型土壤有机质及速效养分含量均有提高,白蜡林、棉田、杂草地土壤有机质含量均值分别是裸地的2.72,2.03,1.75倍,土壤表层高于20-40cm土层。④白蜡林、杂草地、棉田的土壤呼吸速率日动态呈现单峰曲线,土壤呼吸速率日均值及日变幅均表现为白蜡林>棉田>杂草地>裸地,其中白蜡林、棉田、杂草地土壤呼吸速率日均值分别是裸地的8.01,6.47,3.36倍。     

黄河三角洲贝壳堤岛植被特征分析

对黄河三角洲贝壳堤岛汪子岛、大口河两地区进行了植被调查分析。详查结果表明,两地区共有植物32种,隶属于13科29属,且以旱生中旱生以及耐盐碱植物分布为主。沿靠海,滩脊,向陆断面方向,物种数不断增加,群落的均匀度指数、辛普森指数和Shannon—Wiener指数也逐渐增加。由于人类活动的干扰程度不同,大口河地区物种数远低于汪子岛地区,同时,沿从西往东方向,两地区群落物种分布的均匀性逐渐减少。而在时间尺度上,8月份降水充沛,温度适宜,表现为不同地区的物种多样性最高。