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三峡库区消落带土壤有机质和全氮含量分布特征 总被引：13，自引：3，他引：10
在三峡库区消落带落干期间(2010年4月),对库区巫山-重庆主城区段消落带土壤有机质(OM)和全氮(TN)含量分布及与土壤理化性质的相关性进行了调查研究.结果表明该区域消落带土壤OM和TN含量均较低,分别为10.70±4.03和0.84±0.39 mg/g,且服从正态分布.消落带土壤碳氮比(C/N)较低,推测消落带土壤无机氮在淹水期间存在向上覆水体释放的可能性.在与其它关于土壤OM和TN含量研究的比较中,研究区域内土壤OM和TN含量处于偏低的水平;而在与对照带样品的比较分析中发现,消落带样品的OM和TN含量变异系数均偏低,因此消落带干湿交替可减小不同区域消落带之间土壤OM和TN含量差异.相关性分析表明,消落带土壤pH、ORP、TN与OM之间呈显著正相关,可见研究范围内消落带土壤氮形态可能主要以有机氮的形式存在于有机质中,而C/N与TN呈负相关,与OM相关性不显著,表明C/N的大小主要取决于TN含量. 相似文献
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中国长足摇蚊(Tanypus chinensis)幼虫底栖扰动对沉积物溶解氧特征及反硝化的影响 总被引：6，自引：3，他引：3
以中国长足摇蚊(Tanypus chinensis)幼虫对沉积物的生物扰动过程为研究对象,运用稳定同位素示踪及同位素配对技术,深入探讨长足摇蚊幼虫扰动对太湖梅梁湾沉积物硝酸盐界面迁移、溶解氧侵蚀深度及沉积物反硝化速率及两种不同反硝化过程(非耦合反硝化(DW)和耦合反硝化(DN))的影响.摇蚊幼虫扰动后,添加15N两种处理沉积物氧气消耗速率由355.49±131.49μmol/(m2.h)变化为546.39±261.41μmol/(m2.h),而未添加15N两种处理由313.57±61.63μmol/(m2.h)变化为554.17±184.36μmol/(m2.h),硝酸盐界面迁移结果表明:扰动显著加强了水体硝酸盐向沉积物迁移的速率,加强沉积物作为上覆水中NO3-N汇的作用,摇蚊幼虫扰动组的硝酸盐迁移速率从-33.75±29.25μmol/(m2.h)提高到-210.14±117.25μmol/(m2.h).同位素添加实验发现,摇蚊幼虫底栖扰动能显著提高沉积物总反硝化速率,与对照组相比,总反硝化速率从31.83±8.79μmol/(m2.h)上升到228.98±54.09μmol/(m2.h),增加了约6倍左右.利用同位素配对法计算对两种不同反硝化过程进行区分,发现非耦合反硝化速率从15.78±8.51μmol/(m2.h)上升到182.96±45.22μmol/(m2.h),耦合反硝化速率从16.04±5.63μmol/(m2.h)增加到46.01±8.97μmol/(m2.h),预示着底栖生物扰动能同时增加耦合和非耦合两种反硝化过程,而非耦合反硝化过程的增加强度远大于耦合反硝化. 相似文献
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富营养化河流中水生植物丰富的浅水区通常是氮素转化的热区,沉水植物菹草暴发性生长可能会加速河流生态系统的反硝化进程,但菹草附着生物膜的反硝化作用变化特征及其脱氮贡献尚不清楚。为探究菹草暴发生长期间附着生物膜的反硝化作用潜力及环境效应,以沂河临沂市城区段菹草为研究对象,在菹草暴发生长期间定期采样分析菹草生物量、菹草附着生物膜养分含量及反硝化细菌,同时采用15N同位素添加流动培养结合薄膜进样质谱技术测定菹草附着生物膜的反硝化速率。结果表明：暴发生长期菹草生物量和盖度迅速增加,监测点最大生物量为1817～3334 g/m2;菹草附着生物膜干重、总有机碳、总氮、反硝化功能菌等均明显增加,为附着生物膜反硝化作用提供了丰富的物质和微环境条件;菹草暴发生长期附着生物膜反硝化速率显著升高,监测点最大反硝化作用速率达到424.18～1728.39μmol/(m2·h),是表层沉积物的17.29～29.09倍;附着生物膜反硝化产氮气(N2)贡献相对较高,对生物膜产N2(反硝化+厌氧氨氧化)的贡献为77%～96%,对河流反... 相似文献
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太湖梅梁湾水土界面反硝化和厌氧氨氧化 总被引：18，自引：3，他引：15
运用无扰动芯样实验室内流动培养、稳定同位素示踪、同位紊气态产物测定及同位素配对技术,对太湖梅梁湾北部到南部的4个梯度样点的水土界面反硝化和厌氧氨氧化速率进行研究.结果表明,梅梁湾内及湾外开敞湖区4个样点的水土界面反硝化脱氮速率为(46.36±13.26)-(16.34±22,74)μmol/(m~2·h),厌氧氨氧化脱氮速率为(7.50±2.21)-(2.05±2.90)～mol/(m~2.b).梅梁湾北部河口区水土界面总脱氮能力明显高于梅梁湾南部及开敞湖区.通过对脱氮过程的进一步研究发现.北部脱氮过程主要以上覆水硝酸盐为底物的非耦合反硝化过程(D_w)为优势过程,而梅梁湾外开敞湖区则以沉积物硝化过程耦合控制的反硝化(D_n)为主.影响D_n、D_w在反硝化中比重的主要因素是沉积物溶氧侵蚀深度和上覆水NO_3~-.浓度的差异;梅梁湾厌氧氨氧化脱氮比例占总脱氮比例为12%-14%,湾外开敞湖区则占11%,影响其比例差异的主要因子是反硝化强度的大小及其反硝化中间产物--亚硝酸盐含量的差异. 相似文献
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反硝化(Denitrification,DNF)和硝酸盐异化还原为氨(Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium,DNRA)是硝酸盐异养还原的2个主要途径.反硝化被认为是彻底去除水体氮负荷的主要过程;而硝酸盐异化还原为氨则将水体中的硝态氮转化为氨氮.2个过程均以硝酸盐为电子受体,并存在相互竞争关系.这2个过程的研究对理解湿地氮转化以及指导湿地氮污染修复具有重要意义.运用无扰动沉积物柱样流动培养、15NO-3-N同位素示踪实验,并采用氨氧化-膜接口质谱仪联用(OX/MIMS)测定氨氮同位素产物的方法,对鄱阳湖碟形湖湿地、巢湖重污染河流湿地、巢湖重污染湖泊湿地3种类型湿地沉积物-水界面的硝酸盐异养还原过程进行研究,结果表明存在显著差异.3种类型湿地DNF速率的范围为(6.36±2.57)~(99.98±14.05)μmol/(m2·h),DNRA速率的范围为(0.51±0.45)~(79.82±6.08)μmol/(m2·h).在3种类型湿地中,随着氮污染程度加重,DNF和DNRA速率均显著增加,且DNRA过程在总的硝态氮异养还原中所占的比重不断增大,说明较高的硝酸盐负荷、较高的沉积物有机质含量更有利于DNRA过程的竞争.而对反硝化方式的进一步研究发现,巢湖重污染河流、湖泊湿地主要以非耦合反硝化为主导过程,而鄱阳湖碟形湖湿地则更倾向于以硝化过程耦合控制的反硝化为主. 相似文献
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湖泊底泥疏浚环境效应:Ⅲ.对沉积物反硝化作用的影响 总被引：8，自引：1，他引：7
通过为期一年的疏浚模拟试验,在试验室培养疏浚与对照柱样,研究了底泥疏浚对沉积物反硝化过程的影响.沉积物反硝化速率的测定采用经典的乙炔抑制法.研究结果表明,在一年的试验周期内,疏浚和对照柱沉积物的反硝化速率分别为6.9-26.9nmol/(g·h)和21.6-102.7nmol/(g·h),除2006年的2月外的其他月份,疏浚沉积物的反硝化速率显著(P<0.05)低于未疏浚对照沉积物,同时还研究了环境因子对沉积物反硝化速率的影响,结果表明,疏浚和对照沉积物的反硝化速率都受温度的控制.硝态氟浓度是疏浚和对照沉积物反硝化速率的主要限制因子,有机碳对疏浚沉积物的反硝化速率有影响,但对未疏浚对照沉积物的反硝化速率没有影响.疏浚后短期内沉积物反硝化速率低于未疏浚对照沉积物,可看作是底泥疏浚在富营养华水体脱氮方面的一个负效应. 相似文献
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固定化氮循环细菌修复城市湖泊水体脱氮效果及N2O排放 总被引：4，自引：0，他引：4
利用从镇江金山湖天然水体中筛选分离出的土著氨化、亚硝化、硝化和反硝化细菌,将氮循环细菌固定化后在金山湖示范工程区进行水体脱氮净化效果研究.结果表明,运行一段时间后水质明显得到改善,氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及总氮浓度均显著下降,氨氮浓度指标达到国家水质Ⅰ类标准,总氮浓度指标达到水质Ⅱ类标准.同时,对湖泊水体的N_2O气体排放通量进行了检测,结果显示,随着实验的进行,金山湖区的N_2O气体排放通量逐渐升高,4月份的平均值为23,51μg/(m~2·h)、5月份的平均值为29.52μg/(m~2·h)、6月份的平均值为59.10μg/(m~2·h).水质氮素指标以及N_2O气体排放通量数据说明利用微生物固定化载体强化净化技术对城市湖泊水质净化具有显著效果和重要意义. 相似文献
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长江口崇明东滩沉积物反硝化作用研究 总被引：15，自引：0，他引：15
选择长江河口崇明岛东部潮滩为典型研究区域, 从2003年7月到2004年7月在崇明东滩(CM)进行了隔月采样, 研究表明水体自身N2O产生速率很低, 沉积物是上覆水体N2O的来源, 沉积物中N2O产生速率在-0.08~1.74 mmolN·m-2·h-1之间, 夏季是N2O产生速率较高的季节. 不同潮滩部位N2O产生速率的差异, 以及N2O产生速率与反硝化速率、温度、溶解氧的相关关系表明中潮滩(CM-2)沉积物反硝化作用可能是N2O的主要产生源, 低潮滩(CM-3)沉积物中N2O来源于氮素循环的多个反应过程. 冬季和夏季是潮滩沉积物反硝化作用较强的季节, 晚秋(11月)、初春(3月)反硝化速率相对较低, 潮滩沉积物反硝化速率季节变化较大(1.12~34.09 mmolN·m-2·h-1). 温度、溶解氧以及二者的共同作用是影响潮滩沉积物反硝化作用进行的显著因素. 相似文献
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三峡水库澎溪河消落区土-气界面CO2和CH4通量初探 总被引：1，自引：0，他引：1
水库近岸湿地(消落区)温室气体(CO2、CH4)产汇是水库温室气体效应问题的重要组成部分.本文以三峡水库支流澎溪河的白家溪、养鹿两处大面积消落区为研究对象,于2010年6 9月水库低水位运行期间,对近岸消落区土-气界面CO2、CH4通量进行监测.白家溪消落区土-气界面CO2通量均值为12.38±2.42 mmol/(m2·h);CH4通量均值为0.0112±0.0064 mmol/(m2·h).养鹿消落区CO2、CH4通量均值分别为10.54±5.17、0.14±0.16 mmol/(m2·h).总体上,6 9月土-气界面CO2通量呈增加趋势,而CH4通量水平呈现显著的递减趋势.消落区土地出露后植被恢复,在一定程度上促进了土壤有机质含量的增加,使得6 9月CO2释放通量的总体趋势有所增加.消落区退耕后,其甲烷氧化菌的活性得到恢复,加之在土地出露曝晒过程中土壤透气性增强,使得消落区土壤对大气中CH4吸收氧化潜势增强.尽管如此,仍需进一步的研究以明晰消落区土-气界面CO2、CH4产汇的主要影响因素. 相似文献
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水塘是连接上游集水坡地和下游水体的重要水文通道,也是氮素发生生物地球反应的重要场所.作为氮素高效去除的首要机制,水塘的反硝化脱氮潜力及其影响因素亟待揭示.本研究选择太湖上游丘陵区天目湖流域4类（茶园塘、村塘、养殖塘、林塘）共14个典型水塘为研究区,分别监测了其夏、秋季水质和沉积物变化特征,并利用膜进样质谱法（MIMS）直接测定水塘水体中溶存的反硝化产物N2浓度.结果发现,14个水塘上覆水中N2过饱和浓度在1.36~28.35 μmol/L之间,平均值为（8.23±6.04）μmol/L,夏季和秋季N2过饱和浓度分别为（8.81±4.08）和（7.64±7.46）μmol/L,夏季高于秋季,不同类型水塘N2过饱和浓度大小顺序为：茶园塘>村塘>养殖塘>林塘;结合水气交换通量模型估算了反硝化潜力,14个水塘的反硝化速率均值为（4.75±3.27） mmol/（m2·d）,反硝化速率大小顺序为：茶园塘>村塘>养殖塘>林塘.相关分析结果表明,反硝化作用与水体中硝态氮浓度呈显著正相关,与溶解氧浓度呈显著负相关;反硝化作用同样与沉积物中硝态氮含量呈显著正相关,与容重呈负相关,说明水塘反硝化作用同时受上覆水中硝态氮、溶解氧以及沉积物容重等理化性质共同调节.进一步通过与传统的反硝化测算方法对比验证,发现采用膜进样质谱法并结合水气交换通量模型来估算水体反硝化潜力具有可行性,同时操作简便、所需样品少、测定速度快,适用于淹水环境反硝化作用的测定. 相似文献
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湖泊等内陆水体是大气N2O潜在的重要排放源,也是全球N2O收支估算的重要组成部分。目前全球湖泊普遍面临富营养化和蓝藻暴发等问题,明晰藻型湖泊N2O排放强度及其环境影响因子对准确估算湖泊N2O排放和预测其未来变化至关重要。本研究选择太湖藻型湖区为研究对象,同时选取人为活动影响较小的湖心区作为对比区域,基于2011年8月至2013年8月为期2年的逐月连续观测,探讨藻型湖区N2O排放特征及其影响因素。结果表明,藻型湖区呈现极强的N2O排放,其排放通量为(4.88±3.05) mmol/(m2·d),是参考区域(湖心:(2.10±4.31) mmol/(m2·d))的2倍多。此外,在藻型湖区中不同点位N2O排放差异显著,受河流外源输入影响,近岸区是N2O的热点排放区,其年均排放通量高达10.93 mmol/(m2·d)。连续观测表明N2 相似文献
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From July 2003 to July 2004, samples were collected on Chongming Island east tidal flat every two months. The research showed that the nitrous oxide (N2O) production rate was very low in the water, Chongming east tidal flat (CM) sediment was the N2O source of the water. Sediment N2O natural production rate was between -0.08 and 1.74 μmolN·m-2·h-1. N2O natural production rate was higher in the summer. The difference of the N2O natural production rate in the different tidal flats, the correlation between the N2O natural production rate and the denitrification rate, and those with the temperature and DO indicate that middle tidal flat sediment denitrification was the main process of the N2O production, while in the low tidal flat sediment, the production of the N2O came from several processes of the nitrogen cycling. Tidal flat sediment denitrification reaction was stronger in summer and winter but relatively lower in the late autumn and early spring. Seasonal change of the sediment denitrification rate was wide, from 1.12 to 33.34 μmolN·m-2·h-1. Temperature, DO and the coactions of them had the prominent effect on the tidal flat sediment denitrification. 相似文献
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Soil denitrification in reservoir shoreline wetlands is an important process for removing excess inorganic nitrogen from upland runoff and controlling eutrophication in aquatic ecosystems. As yet, little is known about the influence of vegetation characteristics on the soil denitrification potential in reservoir shoreline wetlands, although vegetation can affect both denitrifying bacteria and soil properties. In this study, we measured the spatial variability of denitrification enzyme activity (DEA) using acetylene block method in shoreline wetlands of the Danjiangkou Reservoir, a water source of the South‐to‐North Water Transfer Project in China. Results indicated that DEA ranged from 0.001 to 2.449 µg N (N2O) g?1 h?1, with a mean of 0.384 µg N (N2O) g?1 h?1. DEA varied significantly among five representative plant communities and the highest DEA (0.248–2.449 µg N (N2O) g?1 h?1) was observed in the Polygonum hydropiper community. Plant biomass and vegetation cover were significantly and positively related to DEA and together explained 44.2% of the total variance. These results suggest that vegetation characteristics should also be considered in assessing soil denitrification capacity and restoring shoreline wetlands for nitrogen pollution removal in the Danjiangkou Reservoir after dam heightening. 相似文献
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内陆水域二氧化碳(CO2)排放是全球碳平衡的重要组成部分,全球CO2排放通量估算通常有很大不确定性,一方面源于CO2排放数据观测的时空离散性,另一方面也是缺少水文情景与CO2排放通量关联性的研究.本文观测了2018年洪泽湖不同水文情景表层水体CO2排放通量特征,并探讨其影响因素.结果表明,洪泽湖CO2排放通量为丰水期((106.9±73.4) mmol/(m2·d))>枯水期((18.7±13.6) mmol/(m2·d))>平水期((5.2±15.5) mmol/(m2·d)),且碳通量由丰(310.2~32.0 mmol/(m2·d))、枯(50.8~2.2 mmol/(m2·d))、平(-17.3~39.8 mmol/(m2·d))3种水文情景的交替表现出湖泊碳源到弱碳汇的转变,空间上CO2排放通量总体呈现北部成子湖区低、南部过水湖区高的分布趋势.洪泽湖CO2排放对水文情景响应敏感,特别是上游淮河流域来水量的改变,是主导该湖CO2排放时空分异的重要因子.丰水期湖泊接纳了淮河更多有机和无机碳的输入,外源碳基质的降解和矿化显著促进了水体CO2的生产与排放,同时氮、磷等营养物质的大量输入,加剧了水体营养化程度,进一步提高CO2排放量,间接反映出人类活动对洪泽湖CO2变化的深刻影响.平、枯水期随着上游淮河来水量的减少,驱动水体CO2排放的因素逐渐由外源输入转变为水体有机质的呼吸降解.此外,上游河口区DOM中陆源类腐殖质的累积与矿化能够促进CO2的排放,而内源有机质组分似乎并没有直接参与CO2的排放过程.研究结果揭示了水文情景交替对湖库CO2排放的重要影响,同时有必要进行高频观测以进一步明晰湖泊的碳通量变化及其控制因素. 相似文献
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太湖沉积物-水界面生源要素迁移机制及定量化——1.铵态氮释放速率的空间差异及源-汇通量 总被引：33，自引：0，他引：33
采集柱状芯样,室内静态模拟不同温度下太湖沉积物铵态氮释放.结果表明,经面积加权,5℃、15℃和25℃下氮的交换速率分别为-16.0±17.6mg/穴m2·d雪、12.6±6.9mg/穴m2·d雪和34.1±20.8mg/穴m2·d雪,不同湖区其释放速率差异极大.受外源污染影响较大的水域,氮释放量随温度的升高而增加;受死亡残体沉降和分解影响明显的草藻型湖区,氮的年释放通量较大.全太湖沉积物-水界面NH4 -N的年净通量为9960.3±4960.0t,其中成汇的通量值约为-911±637.9t/a,大部分泥区在一年中至少经过了一次的源-汇转换过程. 相似文献
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云南抚仙湖窑泥沟复合湿地的除氮效果 总被引：11，自引：3，他引：8
为了延缓抚仙湖局部湖湾水体富营养化趋势,在北岸建设了净化面积1hm2.的复合人工湿地.综合利用生物氧化塘、水平潜流湿地和表面流湿地治理技术,对入湖河道窑泥沟污水中氮的去除效果进行了试验研究.试验结果表明,湿地系统的除氮效果十分明显,水力负荷年平均为437mm／d,氮负荷年平均为3.315 g／(m2·d),湿地系统氮滞留量年平均为1.91g／(m2·d).其中,通过植物吸收同化作用除氮量为0.142g／(m2·d),占总氮滞留量的7.5％左右.湿地系统对污水中硝酸盐及亚硝酸盐氮(NOX-)、氨氮(NH4+)、有机氮(TON)和总氮(TN)的去除率年平均分别为62.7％、53.8％、62.4％和57.5％.在湿地系统各功能区中,表面流人工湿地除氮效果最佳,氮去除率年平均为39.4％,硝化和反硝化作用均较强;生物净化塘除氮效果次之,氮去除率年平均为18.5％;潜流人工湿地氮去除率年平均为10.6％;沉淀池中氮去除率年平均只有3.6％. 相似文献
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内陆水体是大气CO2收支估算的重要组成部分。农业流域分布着大量池塘景观水体,且具备蓄洪抗旱、消纳污染、水产养殖等多种功能。但是,农业流域不同功能的小型池塘CO2排放特征尚不清楚。本研究以极具农业流域代表性的烔炀河流域为研究对象,选取流域中用于水产养殖(养殖塘)、生活污水承纳(村塘)、农业灌溉(农塘)、蓄水(水塘)的4个功能不同的景观池塘,基于为期1年的野外实地观测,以明确农业流域小型池塘CO2排放特征。结果表明,不同功能池塘水体CO2排放差异显著,受养殖活动、生活污水输入和农田灌溉等人类活动影响,养殖塘((80.37±100.39) mmol/(m2·d))、村塘((48.69±65.89) mmol/(m2·d))和农塘((13.50±15.81) mmol/(m2·d))是大气CO2的热点排放源,其CO2排放通量分别是自然蓄水塘((4.52±23.26) mmol/(m2·d))的18、11和3倍。统计分析也表明,该流域池塘CO2排放变化总体上受溶解氧、营养盐等因素驱动。4个不同景观池塘CO2排放通量全年均值为(37.31±67.47) mmol/(m2·d),是不容忽视的CO2排放源,其中养殖塘和村塘具有较高的CO2排放潜力,在未来研究中需要重点关注。 相似文献
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《水文科学杂志》2013,58(2):316-326
Abstract Nitrate contamination in groundwater originates mainly from excessive use of fertilizers and uncontrolled discharge to land of incompletely-treated wastewater associated with agricultural activities. A systematic field investigation was carried out in a sub-catchment of Dianchi Lake, Kunming, Yunnan, China, into the hydrological, biological and geological processes of nitrogen transport and transformation in the aeration zone and aquifer system. In situ experiments showed that the quantity of NO3-N recharged into groundwater was related to fertilization. Nitrification and denitrification behaved quite differently but were affected by moisture content and Eh value. The vertical infiltration rate was controlled by the groundwater table and hydraulic conductivity of the soil. The existence of a zero-flux plane reflected the dynamics of water fluxes in the soil profile and Eh was measured in the aeration zone. In response to these factors, the nitrification rate was greatest in the top soil and reduced with the depth of soil; it was 6.53 mg/(kg·h) in the vegetated plot and 0.2–0.3 mg/(kg·h) in the unvegetated one. The denitrification rate in the unvegetated plot was 6.36 mg/(kg·h), and it was 2.79 mg/(kg·h) in the vegetated one. 相似文献
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水库作为温室气体的重要来源,对区域气候变化有不可忽略的影响。然而,目前对水库溶存温室气体的空间异质性及垂向特征的认知仍然欠缺。为了揭示水库分层期和混合期溶存温室气体空间特征及排放通量,也为厘清水库温室气体产生和排放的关键过程提供重要支撑。研究选择东北地区大型水库——汤河水库为对象,于2021年7—9月和10月(分别代表水库分层期和混合期)对水库不同位置(坝前、库中和库尾)开展溶存温室气体垂向分层监测。研究结果显示,水库CH4排放通量变化范围为0.018～0.174 mmol/(m2·d),是大气CH4的源,空间分布为库尾>库中>坝前;CO2通量为-4.91～58.77 mmol/(m2·d),除分层期东支库尾,其余点位均表现为大气CO2的源,空间分布为坝前>库中>库尾。时间上,分层期CH4排放通量(0.071±0.044 mmol/(m2·d))高于混合期((0.027±0.008) mm... 相似文献