养殖尾水氮元素在海水人工湿地中的迁移转化过程

为深入探究养殖尾水中氮元素在海水人工湿地内的迁移转化过程,以牙鲆(Paralichthys olivaceous)养殖尾水为研究对象,利用氮稳定同位素技术示踪氮的迁移转化,并采用质量平衡法定量不同脱氮途径对人工湿地脱氮的贡献,以全面评估人工湿地系统的脱氮能力。结果表明,复合垂直流人工湿地对硝态氮有较好的处理效果。经21 d循环运行, NO3--N氮去除率可达(92.81±1.21)%,湿地各基质层中煤渣层δ15N值最低,为(203.58±2.87)‰,珊瑚石层δ15N值最高,为(303.66±2.22)‰;植物中氮含量显著高于各层基质氮含量,平均氮含量为(2.68±0.38)%,其单位质量吸收氮素的能力最强,绝对丰度平均值为(105.61±14.65)×10-3 mg/g,远高于各基质层。系统初期基质、植物及微生物转化对系统脱氮的贡献率分别为44.70%、21.90%、18.11%;稳定期微生物转化则成为主要脱氮途径,贡献率高达60.77%,基质贡献率为6.46%。本研究结果全面揭示了海水养殖尾水中氮元素的去除效率和迁移转化过程,可为氮稳定同位素技术在海水人工湿地系统中的应用提供有效的...     

养殖水环境中氮的循环与平衡

养殖水环境中，由于人为的介入和影响。使得水体中氮的各种形态转化和循环过程中发生了改变。笔者详细地介绍了养殖水环境中氮的各种存在形态，及其相互之间的转化和循环过程，同时总结了前人研究和提出的各种养殖水环境中氮的物质平衡模型，为优化水产养殖和保护水环境提供科学依据。     

贵州草海颗粒物和沉积物有机碳氮同位素特征及来源研究

颗粒物和沉积物作为湖泊污染物的重要载体,其同位素可以有效示踪污染物来源。本研究选取贵州草海作为研究对象,于2023年3月采集湖泊及入湖河流的悬浮颗粒物和表层沉积物,进行了有机碳同位素（δ13C）、有机氮同位素（δ15N）、C/N及总有机碳（POC、TOC）和总氮（PON、TON）的测定,结合MixSIAR同位素模型分析了湖泊有机碳氮来源及贡献率。结果表明：草海悬浮颗粒物的δ13C变化范围为-27.56‰～-23.64‰,其中湖区＞入湖河流,δ15N的变化范围为3.12‰～10.93‰,其中湖区＜入湖河流,颗粒物有机碳主要来源于大气沉降（21.1%）和水生植物（20.7%）,氮来源主要为土壤有机质（25.6%）和水生植物（25.3%）;表层沉积物的δ13C介于-28.18‰～-20.53‰,其中湖区＞入湖河流,δ15N介于1.70‰～6.58‰,其中湖区＜入湖河流,沉积物有机碳主要来源于大气沉降（34.4%）和水生植物（33%）,氮主要来源于化肥（24%）;其中入湖河流对两者有机碳氮来源影响较小;颗粒物与沉积物亦没有显著相关性,两者之间有机氮来源的差异反映出土壤有机质和水生植物来源的有机氮易降解,而化肥来源的氮则易沉积。本研究揭示了草海颗粒物和沉积物有机碳氮来源,为草海保护治理提供了科学依据。     

长江中游浅水湖泊沉积物碳氮同位素特征及其来源分析

通过分析长江中游湖北地区4个浅水湖泊（鲁湖、花马湖、野潴湖、三山湖）沉积物中的有机碳（TOC）、总氮（TN）、碳氮比（C/N）、碳稳定同位素（δ13C）以及氮稳定同位素（δ15N）,探究藻型湖泊和草型湖泊沉积物间碳、氮稳定同位素组成差异性,并进行了有机污染评价和有机质与氮素来源分析。结果表明,4个浅水湖泊的有机污染严重,鲁湖、花马湖、野潴湖、三山湖的平均有机指数分别为0.86、1.05、0.53和2.71,均达到了有机污染的程度,平均有机氮污染指数分别为0.34、0.36、0.21和0.54,均达到了有机氮污染程度;藻型湖泊（花马湖和鲁湖）沉积物中δ13C和δ15N的变化范围分别为-3.126%～-2.260%和0.291%～0.731%,均值分别为（-2.885±0.275）%（n=10）和（0.486±0.168）%（n=10）;草型湖泊的δ13C、δ15N变化范围分别为-3.048%～-2.494%和0.411%～0.830%,均值分别为（-2.766±0.213）% （n=10）和（0.617±0.183）%（n=10）,藻型湖泊的δ13C要更加偏负,草型湖泊的δ15N更加偏正;利用C/N与δ13C对有机质来源进行定性分析,发现浮游植物的沉积构成了藻型湖泊沉积物有机质的主要成分,而草型湖泊中浮游植物、土壤有机质和维管束植物均有贡献。利用C/N与δ15N对沉积物氮素来源进行半定量分析,发现本研究所选取湖泊的沉积物氮行为与湖泊的草藻形态没有显著相关关系,需更详细的物源信息才可确定氮素来源。     

基于碳、氮稳定同位素技术的大亚湾紫海胆食性分析

为掌握大亚湾紫海胆(Heliocidaris crassispina)的食性特征,应用碳、氮稳定同位素技术对2015年8月所采集紫海胆样本的稳定同位素特征、营养级和食性特征进行了初步研究。结果表明,大亚湾紫海胆平均δ~(13)C值为-(13.35±1.21)‰,平均δ~(15)N值为(9.14±0.38)‰,平均营养级为2.11±0.14。不同壳径紫海胆之间的碳、氮稳定同位素比值无显著性差异(P0.05)。大亚湾海域紫海胆生活环境周围生物δ~(13)C值分布范围为-20.76‰~-9.93‰,δ~(15)N值分布范围为-0.16‰~14.99‰,营养级范围为1.34~3.77。大亚湾主要生物种类可划分为悬浮物、初级生产者和初级消费者、次级消费者、顶级消费者4个营养组群,其中紫海胆属于次级消费者。8月份调查海域珊瑚稀少,大型海藻密度低且死亡降解形成颗粒有机物(Particulate Organic Matter,POM),陆源POM随降雨大量流入大亚湾,导致紫海胆在8月份摄食偏向碎屑食物链,主要食物来源为POM,平均贡献率为67.3%;其余摄食种类为沉积物(Sediment Organic Matter,SOM)、裂叶马尾藻(Scagassum siliquastrum)、底栖硅藻、浮游动物及浮游植物,平均贡献率分别为9.7%、9.3%、6.7%、3.7%及3.3%。大亚湾紫海胆摄食种类与其栖息地底栖生物存在重叠,具有一定的食物竞争关系。研究表明,分析紫海胆食性特征对了解其所在生态系统中营养级水平具有重要意义。     

应用氮稳定同位素技术研究辽东湾海域主要渔业生物的营养级

应用氮稳定同位素技术分析了2010年6月和8月辽东湾海域主要渔业生物的氮稳定同位素比值,研究了28种鱼类和26种无脊椎动物的营养位置。结果表明,辽东湾海域主要渔业生物的营养级处于2.98～4.84,集中在3.70～4.56;相比6月δ15N值的分析结果,8月有50%的鱼类δ15N值增加,孔鳐(Raja porosa)增幅最大,增加了1.06‰;9种鱼类δ15N值减少,鯒(Platycephalus indicus)减幅最大,减少了1.84‰,可见鱼类样品的δ15N值随季节的变化因种类而各异;8月有87.5%的无脊椎动物δ15N值减少,其中,减少幅度大于1‰的有6种,占37.5%,可见无脊椎动物的δ15N值随季节的变化较明显。通过对不同采样点同种生物δ15N值的比较发现,辽东湾近岸海域的10种无脊椎动物的δ15N值均高于远岸海域,差值范围为0.05‰～1.49‰,差异极显著(P<0.01),说明人类活动引起的陆源污水排放使近岸海洋生物的δ15N值升高。     

基于碳、氮稳定同位素研究黄海及东海北部主要鱼类的营养级和食性

本研究通过对2011~2014年间在黄海及东海北部采集的36种海洋鱼类进行碳、氮稳定同位素测定,利用碳稳定同位素比值(δ¹³C)计算底层饵料贡献比(Bp)来确定鱼类的食性,利用氮稳定同位素比值(δ¹⁵N)计算其营养级(TL)。结果显示,这36种鱼类的营养级范围为2.75~4.34,平均值为3.47。其中,4种为完全浮游生物食性,8种为底栖生物食性,完全底栖生物食性为12种,混合食性为12种。中(TL=3.5~4)、低(TL<3.5)营养级的种类占大多数(91.67%),而高营养级(TL>4)种类较少,仅为3种,且全部为混合食性。营养级的研究结果与1986、1992和2004年的研究对比发现,个别种类发生了改变。如蓝点马鲛(Sconberonorus niphonius)营养级有不同程度的下降;而黄鲫(Setipinna t)aty却有不同程度的上升。食性的研究结果与2004、2009和2011年的研究对比发现,有些种类食性发生了较大变化,如白姑鱼(Argyrosomus argentatus);有些种类食性几乎没有变化,如小黄鱼(Larimichthys polyactis)。     

桑沟湾沉积物有机质的碳氮稳定同位素分析及其来源解析

本研究分析了桑沟湾表层沉积物的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碳和氮稳定同位素(δ13C和δ15N)的时空分布特征,估算了贝藻生物沉积对近海沉积物有机质的贡献。结果显示,桑沟湾沉积物成分组成以粉砂为主,且粒径分布与海水养殖和水动力学条件密切相关;TOC、TN的季节变化和平面分布均呈相似性,数值上总体表现为春季最高,秋季最低,季节差异不大,在贝藻、鱼贝和贝类养殖区域出现较高值;而δ13C和δ15N的季节变化和平面分布有较大差异。从相关性分析可以看出,TOC和TN呈极显著正相关(r=0.955, P<0.001),表明桑沟湾表层沉积物的TOC和TN具有同源性。根据对δ13C和C/N的综合分析表明,贝类生物沉积、海带(Saccharina japonica)和土壤有机质是桑沟湾沉积物有机质的主要来源。采用三元混合模型估算得到贝类生物沉积贡献率为67.52%,土壤有机质贡献率为26.47%,海带贡献率为5.97%。研究表明,海洋贝藻生物沉积对近海碳埋藏具有显著影响。     

基于15N稳定同位素技术的斜生栅藻对硝氮和氨氮吸收研究

硝氮(NO3--N)和氨氮(NH4+-N)是水体中无机氮的主要形态。利用15N稳定同位素技术研究了斜生栅藻(Scendesmus obliquus)对NO3--N和NH4+-N的吸收特征。结果显示,在相同浓度条件下,斜生栅藻对NH4+-N的吸收速率显著高于对NO3--N的吸收率,在180min的试验中,对15NH4+-N的吸收速率为0.62～1.15μmol/(g·min);对15NO3--N的吸收速率为0.08～0.15μmol/(g·min)。在NO3--N和NH4+-N2种形态氮源同时存在的混合组中,斜生栅藻对NO3--N的吸收速率[0.12～1.00μmol/(g·min)]显著低于NO3--N作为唯一氮源的单一组[0.78～1.23μmol/(g·min)],表明NH4+-N的存在对藻类吸收NO3--N有抑制作用。在14NO3--N和15NO3--N同时存在时,斜生栅藻优先吸收14NO3--N,产生同位素分馏效应,但不同形态氮对藻类氮吸收的影响远远大于同位素的影响。     

基于^15N稳定同位素技术的斜生栅藻对硝氮和氨氮吸收研究

硝氮（NO3--N）和氨氮（NH4＋-N）是水体中无机氮的主要形态。利用15N稳定同位素技术研究了斜生栅藻（Scendesmus obliquus）对NO3--N和NH4＋-N的吸收特征。结果显示,在相同浓度条件下,斜生栅藻对NH4＋-N的吸收速率显著高于对NO3--N的吸收率,在180min的试验中,对15NH4＋-N的吸收速率为0.62～1.15μmol/（g·min）;对15NO3--N的吸收速率为0.08～0.15μmol/（g·min）。在NO3--N和NH4＋-N2种形态氮源同时存在的混合组中