基于水生植物分区的湖泊DOM与重金属离子的结合特性研究

以乌梁素海龙须眼子菜、芦苇和穗花狐尾藻3类优势种主要分布区上覆水中的溶解性有机质(Dissolved organic matter, DOM)为研究对象,开展了湖泊不同植物类型区上覆水中DOM与Cu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的结合特性研究。结果表明,与穗花狐尾藻区相比,芦苇区和龙须眼子菜区上覆水中DOM的芳香度高、分子量低,与重金属的结合率较高,且以Cu²⁺为最;芦苇区上覆水中DOM与重金属离子的饱和结合量、羟基与羧基峰面积特征揭示,该区上覆水中DOM含有更多可与重金属离子发生结合反应的活性基团;穗花狐尾藻区上覆水中DOM的多脂肪族化合物与分子量较高的特征,影响了与重金属离子的结合特性。来源于不同植物类型区上覆水的DOM在分子量、脂肪性及官能团等结构特征方面的差异是其与重金属离子结合特性的影响因素。     

乌梁素海和岱海上覆水中碳的形态分布及其制约机制

以乌梁素海和岱海2个不同类型湖泊上覆水中TIC、DIC、TOC、DOC的地球化学特征为基础,分析和探讨了2个湖泊上覆水的水化学特征和TIC、DIC、TOC、DOC的空间分布格局及其制约机制。结果表明,乌梁素海和岱海湖泊的水化学特征均属蒸发-浓缩类型,湖泊水体离子组分特征受控于流域的蒸发-浓缩作用及蒸发盐岩的风化作用;岱海TIC、DIC、TOC、DOC的含量范围分别为(0.93～1.16)×104、(0.78～0.90)×104、(0.07～0.63)×104、(0.07～0.48)×104μmol·L-1,乌梁素海TIC、DIC、TOC、DOC的含量范围分别为(0.18～1.00)×104、(0.03～0.81)×104、(0.10～0.51)×104、(0.04～0.32)×104μmol·L-1;2个湖泊上覆水中TIC和DIC含量的差异性是湖泊富营养化类型、自然地理区划、水文地质背景及水量收支方式等因素综合作用的结果;岱海上覆水中DIC、TIC、DOC、TOC受N、P、Si等3种营养盐的共同影响,乌梁素海上覆水中DIC、TIC、DOC、TOC主要受N的影响。     

不同类型湖泊水-沉积物界面DIC交换通量研究

以乌梁素海（WLSH）和岱海（DH）为研究对象,采用柱状芯样模拟法,开展了2个湖泊水-沉积物界DIC的扩散通量研究。结果表明,在夏季90 d的时间内,浅水草型湖泊乌梁素海明水区沉积物约向上覆水体释放了8 443.63 t的DIC,对上覆水体DIC具有源的功能;而深水藻型湖泊岱海深、浅湖区沉积物对上覆水体DIC分别具有汇和源的功能,总体上岱海DIC在水-沉积物界面的转移扩散的矢量方向指向沉积物,即夏季岱海沉积物表现为上覆水中DIC的汇,约有7 335.52 t的DIC转入沉积物。不同深度沉积柱芯的DIC释放实验表明,疏浚能影响水-沉积物界面DIC的源汇通量方向,使湖泊沉积物作为上覆水体中DIC的源和汇功能发生转换。     

盐胁迫对三种沉水植物生长的影响

为了丰富低盐水域环境修复的生态治理手段,筛选出适合本地低盐水体环境的沉水植物,利用15L透明塑料桶,在室外比较研究了盐度0、5、10、15条件下轮叶黑藻、穗花狐尾藻和篦齿眼子菜3种本土习见沉水植物的生长、成活、叶绿素及水体TN、TP指标变化规律。结果表明：轮叶黑藻不能适应所有盐度水体,穗花狐尾藻和篦齿眼子菜在盐度5、10、15的水体均能成活,且2种沉水植物在盐度5的水体相对生长率比盐度0的水体中高,穗花狐尾藻在盐度10和15水体中相对生长率为负,叶绿素含量下降,篦齿眼子菜成只在盐度15的水体相对生长率为负、叶绿素下降。3种沉水植物都能减少水体中TN、TP浓度,并在不同盐度产生差异。研究表明：穗花狐尾藻和篦齿眼子菜可以适应低盐度的水体环境,穗花狐尾藻低盐环境下容易种植成活,而篦齿眼子菜种植成活后对盐度适应性更强。     

基于基底修复的退圩还湖区水生植物配置技术研究

通过模拟试验,研究了在沙土:黄土:淤泥=1:1:1基底条件下的4种不同的沉水植物配置模式密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=1:2:1、密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=1:1:1、密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=2:1:1、密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=1:1:2的植物生长情况.结果表明,密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=2:1:1的配置模式下,3种沉水植物的覆盖度和相对生长速率都比较均匀;不同配置类型的植物群落中以密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=1:2:1的叶绿素含量最低,其他3种配置类型之间的叶绿素含量差异不显著.     

植物组合对模拟高浓度氮磷污水净化效果

[目的]为了营造美观稳定且具有净化氮磷能力的植物群落。[方法]采用2种沉水植物+1种浮水植物+3种挺水植物构建成3个植物群落浮床[组合Ⅰ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+花叶美人蕉),组合Ⅱ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+苹),组合Ⅲ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+绿叶美人蕉)],测定种植不同植物群落的人工浮床对模拟水体中TN、TP去除效果以及DO、pH和EC的变化。[结果]植物组合去除富营养化水体中的氮明显高于对照,植物组合对水中TN有较好的去除效果,均不低于70.59%,组合Ⅲ对TN的去除效果最好,去除率为97.46%。植物组合可以明显去除水体的磷,植物组合对水中TP的去除率是28.13%～66.05%。植物组合可以明显改变水体的pH、DO含量和EC;植物组合与CK的pH均呈增加趋势;DO含量在试验结束时均减少。[结论]植物组合能移除高浓度氮磷的富营养化水体,改善水体物理指标,可以用来处理含氮水平较高的污染水体。     

岱海表层沉积物中影响氨氮释放的模拟研究

以北方半干旱地区典型内陆封闭湖泊岱海为研究对象,采用室内模拟实验方法,开展了温度、pH、溶解氧及水生植物对湖泊沉积物中NH+4-N释放的影响研究.结果表明,温度升高,中性条件,厌氧条件均有利于NH+4-N的释放.狐尾藻对上覆水NH+4-N含量的有效控制作用是其抑制底泥释放、同化吸收作用和增强上覆水氧化条件等综合作用的结果,植物修复是控制湖泊富营养化水平的有效措施.     

长江口沉积物有机碳及溶解有机质结构对外源磷输入的响应

长江口沉积物总有机碳（TOC, Total Organic Carbon）含量会随着外源磷的输入而发生变化。采用泥（沉积物）水质量比约为1：1，周期为56d的室内模拟试验系统。设置包括对照组在内的6个输入过磷酸钠的浓度梯度试验组，研究不同水平的外源磷输入所引起的沉积物中TOC含量的变化特征。同时，运用紫外—可见光吸收光谱方法，研究含磷物质的加入对沉积物中溶解有机质结构变化的影响。实验结果显示：各试验组沉积物TOC含量在第56天比对照组分别减少了3.60%、7.08%、8.09%、9.33%、11.80%，表明随着外源磷输入量增加，长江口沉积物中TOC加速分解。在试验周期内,沉积物溶解有机质的腐殖化程度、芳香化程度最大值与磷的输入量呈正相关。溶解有机质分子量和芳香环结构变化幅度与外源磷的输入量呈正相关，说明外源磷输入量的增大能够加快沉积物溶解有机质的变化。随着试验时间的增加，不同磷水平的溶解有机质的腐殖化程度和芳香化程度呈现先上升，随后开始下降的趋势；而溶解有机质的分子量随着时间的增加逐渐减小，其芳香环取代基上的取代基逐渐替换为更具有活性的官能团。表明沉积物有机碳含量减少过程中，先生成腐殖质，随着腐殖质继续分解，其腐殖化程度降低，且腐殖化程度和芳香化程度具有同一性。     

外加碳源及沉水植物狐尾藻对上覆水中各形态磷浓度的影响

采用室内模拟实验(模拟“水体-底泥-沉水植物”生态系统),研究了外加碳源及沉水植物生长对上覆水总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)、溶解性活性磷(SRP)、溶解性有机磷(DOP)的影响.结果表明:在本研究条件下,上覆水中各形态磷以溶解性总磷(DTP)为主;外加碳源,促进了沉积物磷的释放,增加了上覆水磷含量;沉水植物狐尾藻...     

乌梁素海和岱海的水-沉积物系统中有机磷分布特征

以乌梁素海和岱海2个不同类型湖泊为研究对象,系统探讨了2个湖泊上覆水和沉积物中有机磷(Or-P)的地球化学特征。结果表明,乌梁素海和岱海上覆水中溶解性有机磷(DOP)的含量范围分别为0.02～0.12mg·L-1和0.01～0.03mg·L-1,2个湖泊上覆水中DOP均占TDP的60%以上,是上覆水中TDP的重要组成部分和主要存在形态;乌梁素海和岱海沉积物中有机磷(Or-P)的平均含量分别为19.25～69.40mg·kg-1和168.21～178.41mg·kg-1;2个湖泊上覆水中DOP含量明显高于英格兰Tamar河口区,2个湖泊沉积物中Or-P的含量低于长江中下游浅水湖泊。据估算,乌梁素海和岱海上覆水中的DOP库分别达到12t和10t;这2个湖泊沉积物中Or-P的差异性反映了湖泊环境及生态类型对Or-P生物有效性的重要影响,揭示有机磷库是不容忽视的潜在生物有效磷源。