水源地水库沉积物中营养盐与微生物群落的空间分布特征

[目的]调查研究水源地水库沉积物中营养盐分布与微生物群落分布状况,揭示沉积物微生物与营养盐迁移转化的相互关系。[方法]在浙江省东部低山丘陵区汤浦水库现场采集沉积物样品,分析其中氮、磷等营养盐与总有机碳含量,并对沉积物中微生物群落结构特征进行克隆文库分析。[结果](1)沉积物中总有机碳平均含量为14.6g/kg,总氮平均含量为1.6g/kg。总有机碳和总氮含量最高的采样点都是H点,最低的都是F采采样;总磷含量最高的采样点是G(含量为1.08g/kg),含量最低的采样点是L(含量为0.5g/kg),平均含量为0.8g/kg。速效磷和铵态氮在在河流入库段含量最高,在库区中部和坝前位置含量较低。(2)沉积物样品中微生物种群差异较大。鉴别出来的10种已知门的细菌,只有变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和疣微菌门共同存在于各样品。变形菌门在所有样品中的数量最多,约占细菌总数50%~70.8%。[结论]微生物群落分布与沉积物营养盐有一定相关性。皮尔逊相关分析表明,γ变形菌和δ变形菌与总磷存在显著的负相关性,厚壁菌门却与总氮(p0.05)存在显著的正相关性。     

长潭水库水体沉积物营养盐分布特征及其污染评价

探究长潭水库库区沉积物中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量特征及其污染状况,可为区域水环境质量提升提供理论依据。研究于2021年9月在水库中心区及8条入库支流断面设置28个采样点,对表层沉积物中的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量进行测定,并采用单因子指数法、综合污染指数法和有机污染指数法对库区污染状况进行了评价。结果表明：库区表层沉积物中TOC,TN和TP含量分别为(13.67±3.81) g/kg,(1.46±0.37) g/kg,(0.43±0.17) g/kg;其中,以柔极溪(RJR)含量较高,其TOC含量显著高于库中心区与其余入库支流(p<0.05)。表层沉积物中C/N,C/P,N/P比值范围分别为7.72～15.07,15.28～63.20,1.66～6.26。由单因子指数法和综合污染指数法分析可知,整个库区水体沉积物TN污染严重,基本属于重度污染;有机氮评价结果进一步表明库区整体处于Ⅲ级污染水平(尚清洁),其中以库中心区和RJR污染较重,存在有机氮污染(等级为Ⅳ级)。长潭水库存在一定的内源污染,且以有机污染为主。未来应加强库区水体沉积物营养盐含量动态的...     

渭河陕西段河道沉积物中碳氮磷来源分析及污染评价

基于渭河陕西段及其支流河道16个采样点中沉积物的总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,运用C/N和N/P比值法研究沉积物中营养元素的可能来源,并采用有机污染指数法评价沉积物污染状况。结果表明,沉积物中TN含量为0.069~3.839g/kg,66.1%的样品含量低于平均值0.639g/kg;TP含量为0.453~1.841g/kg,62.7%的样品含量低于平均值0.713g/kg;TOC含量为0.772~25.221g/kg,62.3%的样品含量低于平均值5.609g/kg。渭河陕西段沉积物中有机质主要受内源影响,以藻类和浮游动植物为主;沉积物中磷的来源主要为外源输入。2014—2016年所有采样点的N/P值均小于Redfield比,这可能与沉积物中碳氮磷的生物地球化学过程有关。2016年11月,在局部河道如林家村、卧龙寺桥、常兴桥、兴平、草滩、清姜河入渭处可能受到外源有机质的影响。2015年内有机指数与有机氮指数变化一致,即汛前<汛中<汛后。在2014—2016年,渭河陕西段沉积物中有机氮污染和有机污染整体上得到有效控制,但在局部河道如咸阳铁桥、草滩、黑河入渭和灞河入渭处等距离城市较近区域存在污染反弹可能,需引起注意。     

长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化特征

为揭示长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化特征,采用重力采样器采集水库沉积泥沙,测定了沉积物样品的容重、颗粒组成、总有机碳(TOC)等。结果表明:自1956年水库建成后,长寿湖水库采样点沉积物的厚度为92cm,年均沉积深度为1.59cm。沉积物颗粒粒径随深度减小呈现出先变细,再变粗,表层变细的变化趋势。沉积物中TOC平均含量为14.14g/kg,从建库开始,采样点沉积物中TOC的含量变化趋势是先减小;随着人类活动的加剧导致土地利用发生较大变化,如退耕还林、城市化进程加快等,特别是水面上肥水网箱养鱼等活动,使沉积物中TOC含量逐渐增加;在2004年长寿湖水库全面禁止肥水养鱼后,TOC含量逐渐减小。研究长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化,对认识水库沉积物物理性质、沉积历史及沉积物与人类活动的关系有重要的意义。     

不同植被群落土壤水溶性有机碳的变化特征

[目的]对比天然次生林和人工林土壤水溶性有机碳的含量、季节变化特征及与土壤理化性质的相关性,评估不同植被恢复模式对土壤碳库的影响。[方法]以浙江省凤阳山不同植被群落为对象,在野外调查和实验测定的基础上,通过相邻样地比较法进行研究。[结果]不同植被群落0—60cm土层平均水溶性有机碳含量的大小关系为:35a杉木人工林(0.299 7g/kg)40a常绿阔叶次生林(0.271 7g/kg)35a针阔混交次生林(0.258 6g/kg)40a杉木人工林(0.252 9g/kg)30a柳杉人工林(0.252 8g/kg)30a针阔混交次生林(0.248 0g/kg),相邻样地基本表现为人工林大于天然次生林;不同植被群落土壤水溶性有机碳含量的最小值均出现在夏季。[结论]土壤水溶性有机碳含量与土壤总有机碳、全氮、有效磷、速效钾呈极显著或显著正相关,与土壤pH值及容重呈极显著或显著负相关。     

笋溪河面源污染及其与河岸带土壤有机碳、氮、磷的关系

[目的]分析水体和河岸带土壤氮磷的空间异质性，探讨河岸带土壤有机碳、氮、磷含量对水体面源污染的影响程度，为明晰重庆笋溪河水体面源污染状况及其与河岸带土壤的关系提供理论依据。[方法]沿笋溪河采集水样44个、0—20与20—40 cm土层土样各44个，采用内梅罗指数评价了笋溪河水质污染状况，并运用方差分析和多重比较、独立样本t检验、相关性分析和冗余分析等方法研究了河岸带水体不同形态氮、磷，土壤有机碳与氮、磷总量和有效量的空间分布特征，以及水体氮、磷对土壤有机碳与各形态氮、磷及化学计量比的响应。[结果](1)笋溪河水体严重污染，且下游污染较上、中游严重；(2)笋溪河下游水体总氮、总磷和可溶性磷酸盐极显著高于上、中游，下游硝酸盐氮极显著高于中游(p<0.01);(3)下游20—40 cm土层土壤有机碳含量显著高于中游，两个土层土壤有效磷和20—40 cm全磷在各河段间差异显著，而20—40 cm C/P和0—40 cm N/P在上游均显著高于中、下游(p<0.05);0—20 cm土壤有机碳、全氮、硝态氮、全磷和有效磷含量均显著高于20—40 cm(p<0.05),表聚现象明...     

渭河渭源段河道沉积物盐类分析

从靠近渭河源头的鹿鸣村到流出渭源县的三河村采集了10个样品,对样品中铵态氮、硝态氮、总氮、总磷、有机氮、有机碳的分布进行分析,同时对沉积物碳、氮、磷进行耦合性研究,发现该河段有机质输入以外源输入为主,碳的富集导致了磷的积累,沉积物中氮、磷有同源性。10个采样点盐类总量也呈逐渐上升趋势,且有机氮为沉积物氮素的主要成分,均值为1 480.22 mg/kg,其中总氮、总磷、有机氮和有机碳的最大值和最小值比分别为3.09、3.33、2.52和1.55。污染评价显示,渭河渭源河段已处在污染状态,表现为有机质污染和有机氮污染。     

滇池流域双龙水库径流区人类活动的沉积物记录

采集滇池以南双龙水库的沉积物柱状样,对不同层的沉积物使用210Pb进行定年;分析了不同年代沉积物的粒度分布特征以及总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的含量;在此基础上,对环境指标与昆明市人口和经济发展数据关系进行了解析。结果表明:1双龙水库沉积物中值粒径的范围分布在4.07~6.90μm,平均值为5.71μm,沉积物中值粒径在1986年后突然减小;2沉积物中TOC、TN以及TP的含量的范围分别是8.78~26.15、1.59~3.26和0.23~0.47 g/kg,均值分别为11.30、2.01和0.33 g/kg。TOC、TN以及TP的含量在1998年之前相对稳定,而在1998年之后有较大程度增长;3利用有机指数和有机氮指标评价双龙水库沉积物污染的变化情况,结果发现两大指标有加速增长的趋势;4通过相关分析发现昆明市国内生产总值(GDP)与双龙水库沉积物有机指数和TOC含量存在较好的相关性。昆明市人口数量与双龙水库沉积物有机指数和TOC含量的相关性也较强。研究结果表明水体生态参数受到社会经济指标的显著影响,人类活动是近几十年影响双龙水库水质的主要因素。     

太湖流域农村黑臭河流表层沉积物营养盐的污染特征

[目的]分析农村黑臭河道沉积物中营养盐的空间分布情况和形态构成特征并给予分析与评价,为认识河流污染现状、黑臭河流治理和太湖富营养化防治提供基础数据。[方法]以江苏省宜兴市周铁镇掌下浜(北段)为例,沿河流从上游到入河河口共采集了13个沉积物表层样,分析其总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、有机氮(Org-N)、有机碳(TOC)的空间分布特征,并对表层沉积物中碳(C)、氮(N)、磷(P)的组分分布进行耦合分析以及污染状况评价。[结果]Org-N是河流表层沉积物中氮素的主要成分,平均值为2 193.69mg/kg,占TN质量分数的90.86%;各采样点处TN,Org-N,TP和TOC含量从上游到下游总体呈现波动中上升趋势,最高值分别是最低值的2.98,3.46,6.29和1.59倍;NH_4~+-N含量的变化趋势是缓慢上升而后急速下降,而NO_3~--N含量呈现出缓慢下降而后急速上升;各采样点C/N均值为12.07,有机物以外源输入为主,TOC与TN含量具有极显著正相关(p0.01,n=13);C/P均值为2.04,TOC与TP具有显著正相关(p0.05,n=13);N/P均值为2.04,TN与TP具有极显著正相关(p0.01,n=13),N,P污染具有同源性。[结论]太湖流域农村黑臭河流沉积物环境状况属有机污染,其中氮污染程度属有机氮污染状态。     

修复后临汾湿地公园土壤养分状况及沉积物污染特征

为探究汾河临汾段湿地土壤及沉积物的理化性质、养分含量,评价土壤状况、预测水体的生态环境质量。共采集98个土壤及沉积物样本,分析了理化性质及养分等11项指标。结果表明:土壤pH在7.0~8.4,容重在1.04~1.44 g/cm^3,含水率在5.9%~17.5%,电导率在0.167~0.747 mS/cm,质地类型包括壤黏土和黏壤土;有机质、全氮、全磷含量分别为8.7~39.8,0.354~1.046,0.389~1.444 g/kg,碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为12.9~50.3,2.6~31.2,86.4~329.2 mg/kg。经相关性分析可知,土壤各指标与物理性质相关性较强;沉积物各指标与质地显著相关,且有机质、全氮、碱解氮、速效钾两两相关;养分评价中,有机质、全磷、速效磷处于4级水平,全氮在3~6级均有分布,碱解氮分布在5,6级,速效钾分布在2,3级;沉积物在有机污染评价中表现中度污染,综合污染评价表现重度污染。     

镇江市古运河河岸沉积物氮及有机质分布特征

为揭示镇江市古运河河岸带表层沉积物中氮元素含量的分布特征,结合古运河周边环境状况,选择6个典型的采样点对其表层沉积物进行样品采集,对各样品沉积物总氮（TN）,氨氮（NH₄⁺-N）,硝氮（NO₃^--N）,亚硝氮（NO₂^--N）以及有机质（O.M）和pH值进行了分析,并根据经验公式对沉积物有机氮进行了计算。结果表明,TN,NH₄⁺-N,NO₃^--N,NO₂^--N以及Org-N含量介于0.39~2.40 g/kg,1.63~11.31 mg/kg,2.46~6.95 mg/kg,0.54~2.29 mg/kg,0.99~2.32 g/kg,总氮和有机氮的变异系数最大,为83.59%,氨态氮、硝态氮以及亚硝态氮的变异系数介于40.36%~49.15%,表现为中等离散程度,表明研究区域总氮和有机氮的离散程度较高,其在空间分布上呈现较为明显的异质性;古运河沉积物有机质含量介于0.99%~2.32%,变异系数为32.50%,表现为中等变异性,表明各采样点的沉积物有机质含量变化幅度中等;通过沉积物C/N值来判断,古运河有机质主要以陆源贡献为主;相关性分析结果表明,NO₂^--N与TN的关系最为密切,而氨氮与硝氮、亚硝氮以及有机氮之间的相关性不强,说明氨氮与其他形态氮在沉积物方式上存在一定的差异性。此外,pH值对古运河表层沉积物氮形态的具有较为显著的影响。     

青海湖表层沉积物营养元素分布特征及相关性分析

以青海湖11个样点的表层沉积物为研究对象,测定分析其营养元素总磷（total phosphorus,TP）、总氮（total nitrogen,TN）、溶解性磷酸盐（no-apatite inorganic phosphorus,NAIP）和总有机碳（total organic carbon,TOC）含量,并对其分布特征及相关性进行分析。结果表明：TP含量在0.36~0.71g·kg-1之间,平均值为0.59g·kg-1,变异系数为15.42%;TN平均含量为1.74g·kg-1,变异系数43.02%;TOC含量为18.60g·kg-1,变异系数46.61%;TN、TP、TOC含量间呈极显著（P〈0.01）的直线线性关系,NAIP与TN、TP和TOC含量间呈显著（P〈0.05）的S型曲线线性关系。分析表明,水深度、扰动程度等内源因素可影响青海湖表层沉积物中TN、TP及TOC含量,河流补给、旅游活动等外源输入及自然扩散对溶解性磷酸盐分布有一定的影响。     

乌梁素海表层沉积物营养盐的分布特征及环境意义

采用现场采样及室内测试方法,对乌梁素海表层沉积物营养元素（TN、NH4＋-N、NO3--N、TP和TOC）的分布特征进行了分析,系统研究了沉积物碳-氮-磷两两之间的相互耦合关系及其环境意义,并对乌梁素海沉积物的有机污染状况进行了评价。结果表明,乌梁素海表层沉积物TOC/TN比平均值为12.70,反映出有机质来源可能是湖泊水生生物和陆源输入,其中外源输入略占主导;TOC/TP比值高于TOC/TN,沉积物中的有机质主导着TOC/TP比值的变化趋势;TN/TP比值的分布表现出与TOC/TP比值相似的变化特征。有机污染评价结果显示,全湖的有机指数均值为0.42,处于尚清洁状态,w（ON）的均值为0.17%,属于有机氮污染状态。     

鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的时空分布规律研究

通过研究鄱阳湖南矶山湿地土壤在不同季节、不同植被类型和不同土壤深度下总有机碳、总氮、总磷的含量变化,分析了鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的空间分布特征和季节变化规律。结果表明：南矶山湿地土壤总有机碳、总氮、总磷含量在不同的土壤深度、季节和植被类型中均表现出极显著差异。其中南矶山灰化苔草、南荻、狗牙根植被群落样地0~15cm表层土壤总有机碳、总氮含量显著大于30~45cm底层含量;灰化苔草、南荻群落土壤总有机碳和总氮含量的季节变化明显,尤其是表层土壤在各个不同的季节差异显著,但狗牙根植被群落土壤总有机碳和总氮含量季节变化不明显;3种典型植被类型下土壤总磷含量季节变化明显,呈现＂N＂的变化趋势。土壤总有机碳与总氮含量极显著正相关、与总磷含量显著相关,表明鄱阳湖南矶山湿地土壤氮、磷主要以有机质的结合形态存在。     

神农架大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤养分特征分析

基于湖北省神农架国家公园大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤总有机碳、总氮、总磷、铵态氮、有效磷、速效钾养分含量进行时间(春、夏、秋、冬)和空间(表层15 cm、中层30 cm、底层45 cm)特征分析。结果表明:(1)该区域土壤各样分以及pH、Eh、容重均满足正态分布,其中有效磷、速效钾为中强变异性,均值为31.33,71.2 mg/kg,总有机碳、总磷、铵态氮、pH、Eh、容重为中弱变异性,均值为419.2,1.56 g/kg和67.57 mg/kg, 5.33,104.4,0.155 g/kg,总氮为弱变异性,均值为20.13 g/kg。(2)土壤总有机碳在季节以及深度变化上均不存在显著差异,总氮与总磷在首层与其余2层存在显著差异,在季节上总氮在首层存在季节差异,总磷在首、中层存在显著差异,土壤养分仅速效钾与首层和其余2层存在显著差异。(3)土壤有机碳、总磷、铵态氮与总氮、速效钾、总磷与铵态氮呈显著正相关,总有机碳与土壤容重、有效磷与Eh,pH与Eh呈显著负相关。(4)研究区土壤总有机碳与总氮较高于我国其余泥炭湿地,随着纬度升高土壤有机碳含量呈现降低的趋势。     

黄土高原半干旱区不同土地利用下的土壤有机碳、碳组分和土壤营养

Cropland (CP), native grassland (NG) and two shrub land treatments which were converted from cropland in 1985:seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L. ) (ST), and branchytamarisk (Tamarix ramosissima) (BT) were investigated to evaluate effects of land use conversion on soil organic carbon (SOC) and soil nutrients in the semi-arid region of the Loess Plateau of China. Total organic carbon (TOC), light fraction organic carbon (LFOC), heavy fraction organic carbon (HFOC), total N (TN), nitrate nitrogen (NO₃^--N) and nitrite nitrogen (NO₂^--N), ammonium nitrogen (NH₄⁺-N), total P, and available P (AP) were measured. The results showed that SOC in NG, ST and BT were 12.7%, 27.7% and 34.8% higher than that of the cropland, respectively. LFOC, light fraction (LF) dry matter, ratio of TOC to TN (C/N) and the ratio of TOC to AP (C/P) were higher in the shrub land or native grassland than in the cropland. Cropland had the highest TN, the sum of NO₃^--N and NO₂^--N, TP and AP due to the use of chemical fertilizers. TOC significantly correlated with LFOC, HFOC and C/N. LFOC significantly correlated with dry matter of the LF and C/N. TN, the sum of NO₃^--N and NO₂^--N and AP were significantly negatively correlated with TOC and LFOC. Therefore, land use conversion from cropland to shrub land, or maybe grassland, contributed to SOC sequestration and improved soil nutrients stabilization.