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湖泊、河流及海岸沉积物会长期吸附来自水体的氮(N)、磷(P)等营养物质,同时氮磷营养盐也会从沉积物中释放出来,进入上覆水体,成为水体富营养化的物质来源。本文利用波浪水槽试验,研究了沉积层中N、P在静置固结阶段(I)、加波未液化阶段(II)和加波液化阶段(III)的释放规律。结果表明,阶段III活性磷酸盐(SRP)的释放速率相比阶段I和阶段II均提高了数倍;无机氮的释放受到生物作用的影响,但在阶段III,硝态氮(NO_3~-—N)和氨氮(NH_4~+—N)的释放速率均明显提高。亚硝态氮(NO_2~-—N)浓度在阶段II出现急剧下降,之后基本不再增加,因此动力扰动对沉积物中氮磷的释放有明显的促进作用,而海床液化能显著提高SRP、NO_3~-—N和NH_4~+—N的释放速率。 相似文献
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海底石油管线泄漏可能导致海床内部形成高浓度石油污染。在波浪作用下，海床沉积物易发生再悬浮甚至液化失稳现象，进而导致海床内部石油类污染物通过多种途径向水体再次释放并在土体内部发生迁移，造成更大范围的石油扩散。本研究以总石油烃（Total Petroleum Hydrocarbon,TPH）设为代表性污染物，将污染泥浆以椭球状埋设在沉积物内部，采用波浪水槽试验研究不同强度波浪作用下TPH向上覆水体的释放规律及在沉积物内部的迁移规律。结果表明，在沉积物静置固结阶段前期，TPH随孔隙水由沉积物向上覆水体迁移释放，固结阶段前期TPH向上覆水体的释放量高于后期。在波浪作用未引起沉积物液化阶段，波浪促进石油类污染物向水体释放的作用较弱，由于悬浮泥沙对石油类污染物的吸附作用，水体中石油类污染物的浓度略低于静置固结阶段。在波浪作用引起沉积物液化阶段，随着悬浮泥沙浓度升高，TPH向上覆水体释放量加大；TPH在沉积物内部垂向迁移及平面扩散迁移距离加大，平面迁移距离大于垂向迁移距离，垂向扩散深度与液化深度基本一致，污染土体体积占比约为土体未液化时的3倍。 相似文献
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黄河水下三角洲位于半封闭的渤海内部,海底沉积物中重金属Cu污染严重,且该区域多发风暴潮,引起沉积物再悬浮甚至液化,导致沉积物中重金属Cu重新释放进入海水中。本研究以黄河口粉质土作为底床,采用室内波浪水槽试验模拟重金属Cu在不同水动力条件下,通过静态扩散、底床未液化状态下再悬浮以及底床液化状态下再悬浮3种方式进入上覆水体的释放过程。结果表明:上覆水体中重金属Cu的浓度分布与悬浮泥沙浓度分布密切相关,呈现出一致的变化规律;沉积物液化会明显促进重金属Cu向上覆水体中释放,底床液化再悬浮阶段上覆水体中溶解态Cu的浓度为静态扩散阶段的18倍,为底床非液化再悬浮阶段的11倍;此外,底床液化会导致沉积物中重金属Cu向深处扩散,扩散深度约为沉积物液化深度的一半。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2016,(5)
波浪是导致沉积物再悬浮发生的主要动力条件之一,通过室内水槽试验利用浊度剖面仪(Argus Surface Meter IV,简称ASM-IV)研究15cm恒定波高的波浪持续作用下沉积物再悬浮的发生过程,试验过程中确立了黄河三角洲地区水体悬沙浓度与ASM-IV所测浊度之间的相关关系,研究了波致海床沉积物再悬浮的发生发展过程,分析计算波致沉积物再悬浮泥沙总量及其通量随时间和空间的变化规律,定量地计算出本次试验中波致悬浮泥沙总量以及液化所导致沉积物再悬浮量及其所占比例。研究发现,波致液化作用是沉积物再悬浮的主要动因,液化悬沙量占总悬沙量的76.4%,本试验对进一步探讨波浪作用下海床沉积物再悬浮过程具有一定的参考意义。 相似文献
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1 前言在浅滩区 ,沉积物搬运过程对海滩地貌及海岸线变迁有相当重要的意义。其最终的结果是 ,沉积物的净搬运方向决定了海滩现在所处的状态 ,侵蚀状态、淤积状态还是处于平衡状态(Hughes等 ,1 997)。潮间浅滩波浪的往复运动 (即向岸运动和离岸运动 )为沉积物的横向搬运提供了动力。波浪向岸运动时 ,沉积物也向海岸移动 ;反之 ,波浪离岸运动时 ,沉积物也离岸移动。在整个过程中 ,水动力条件相当复杂 ,如作用在海底面上的破碎波或非破碎波的形变 (Guza和Thorn ton,1 982 ;Kobayashi等 ,1 987)。同时 ,波浪运动也与海滩地下水相互作用。在波… 相似文献
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黄河口潮滩以其悬浮沉积物浓度高而闻名。但是，目前对其高浓度悬浮沉积物的控制因素和来源的了解尚不清晰。因此，本文基于黄河口潮滩上为期7天的水动力(水深，波高和水流速度)和悬浮沉积物浓度观测，对黄河口潮滩不同海况下悬浮沉积物的控制因素和来源进行分析。数据显示，在大部分时间里，黄河口潮滩处于1级海况下(波高小于0.1m)，SSC的变化范围为0.1-3.5 g/L，潮流的沉积物输运为悬浮沉积物的主要来源。但是，当水动力作用增强并且导致海底发生大规模侵蚀时，再悬浮沉积物成为了悬浮沉积物的主要来源，水体中的悬浮沉积物浓度可达到17.3 g/L。我们发现悬浮泥沙通量主要受平流输运的控制，而波浪引起的切应力也可通过影响悬浮泥沙浓度影响悬浮泥沙通量的变化。在观测期间， 1级海况下，流致再悬浮沉积物浓度(RSC)大于波致RSC。与此相反，在2级海况下，波致RSC大于流致RSC，例如，在观测期间出现的单个波浪事件导致6小时内海床被侵蚀了11.8 cm。该研究揭示了河控河流三角洲潮滩附近高悬浮沉积物浓度的不同控制因素，并有助于我们更好地了解三角洲的沉积和侵蚀机制。 相似文献
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大通湖是湖南省面积最大的淡水养殖湖泊,冬季作为捕鱼的旺季并且水位较低,水体和表面沉积物中氮、磷容易受到渔业生产的影响。本文从地统计学出发,通过研究冬季大通湖水体和沉积物中有机质(OM)、氮(N)和磷(P)的空间结构特征及其耦合关系,探讨大通湖富营养化程度及其影响因素,为可持续水产养殖和生态修复提供科学依据。结果表明:冬季大通湖水体中总氮(TN)、总磷(TP)浓度较高,平均值分别达到了3.78mg/L和0.29mg/L,为劣Ⅴ类。水体中NH_4~+含量相对较低,平均为0.17mg/L,属于地表水Ⅱ类。与2011年数据比较,沉积物中TP浓度较高,平均升高到了1469mg/kg;而沉积物TN基本持平,平均为1224mg/kg;沉积物TP和水NO_3~-的"块金值/基台值"分别为43.4%和34.5%,表现为中等空间相关性(spatial dependence),其他N、P指标的"块金值/基台值"均低于25%,表现为强烈空间相关性。冬季大通湖沉积物OM、TN和TP在空间上呈现出有规律的带状分布,而水体N、P大体上呈现出"品"字形的斑块分布;水体中的氮磷比平均为13.03,比较适合浮游植物生长;沉积物OM只与沉积物TN和TP呈极显著正相关(P0.01),而积物中TN和TP与水体中的TN和TP相关性不显著。因此,大通湖水体修复在控制外源输入的情况下,还应考虑综合的生态系统工程措施。 相似文献
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大型海藻龙须菜凋落物分解对水质的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)规模栽培具有重要的经济和环境效益, 但藻体的凋落分解会对栽培区和邻近海域水环境造成一定影响。为探讨龙须菜凋落对水环境的影响, 本文通过45d的室内受控实验, 评估了龙须菜凋落分解过程中水体溶解氧和氮、磷的含量变化。结果发现, 干龙须菜实验组在实验期内水体溶解氧浓度显著降低(较对照组降低了82.81%); 水体氮、磷浓度显著提高, 总氮、总磷浓度较对照组分别上升了161.78%和759.93%。鲜龙须菜+海水+沉积物组在实验前中期(第0~21天)水体溶解氧浓度持续降低(较对照组降低了53.92%), 但在21d后又逐渐恢复至对照组水平; 其水体氮、磷浓度在实验中末期亦显著提高, 分解过程总氮、总磷浓度分别较对照组上升了36.65%和177.80%, 水体氮、磷变化曲线较干龙须菜组平缓且迟滞。鲜龙须菜凋落分解过程中的营养盐释放率低于干龙须菜, 沉积物对鲜龙须菜的分解及氮、磷和碳释放有促进作用, 但对干龙须菜的分解及氮、磷和碳释放有一定程度的减缓作用。龙须菜失重率、分解速率及营养盐释放率均呈现如下规律: 干龙须菜+海水组>干龙须菜+海水+沉积物组>鲜龙须菜+海水+沉积物组>鲜龙须菜+海水组。依据上述结果, 建议在龙须菜规模栽培和收获过程中应及时打捞脱落或衰老藻体, 尤其对已收获的大型海藻应妥善处理, 避免大型海藻腐烂而导致水体污染。 相似文献
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海底沉积物再悬浮及其分布取决于海洋水动力、沉积物类型与床面形态之间复杂的相互作用,准确地理解和确定沉积物再悬浮过程对于沉积物输运的研究具有重要的意义。本文在祥云湾海洋牧场典型海域开展现场原位观测,获取研究区波浪、海流及悬浮沉积物浓度数据;分析了波、流作用下海底边界层悬浮沉积物垂向分布特征,并探究了海洋水动力和床面形态对悬浮沉积物垂向分布的影响。结果表明,研究区波流之间的相互作用不显著,沉积物再悬浮受控于风暴浪作用,风暴浪作用下底床切应力可以达到沉积物临界切应力的10～15倍,沉积物的再悬浮滞后于风暴浪作用2～3 h。在波浪荷载微小的情况下,悬浮沉积物垂向分布呈现"I"型,波浪荷载下,悬浮沉积物垂向分布呈现幂指函数分布,表现为"L"型;床面形态随波、流作用而演化,影响沉积物的再悬浮过程,u_(?w)/u_(?c)=1.00可作为波浪和海流起主导控制作用的床面形态的判别依据,纯波浪荷载作用下的u_(?w)/u_(?c)显著高于波浪主控作用下,但二者之间的界线随着波浪荷载的增加而升高。 相似文献
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通过一系列室内水槽试验,对规则波与不规则波浪荷载作用下的粉土质海床内的孔隙水压力、底层悬沙浓度以及底层水体流速的变化进行了比较分析。结果表明:波浪荷载的能量分布对床土的响应强度有着重要影响,尤其低频(大周期)部分的影响尤为强烈;随着超孔隙水压力累积,进而影响到底层悬沙浓度的变化;悬沙颗粒的结构和性质同样随着水动力的变化而变化,不同强度的水动力通过影响颗粒的絮凝特性而影响到悬沙颗粒的沉降和悬浮。另外,随机波浪所伴随的较强的非线性作用同样影响着悬浮体的絮凝与解体,这大大加剧了细颗粒沉积物的悬浮、运动的复杂性。 相似文献
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在实验室内模拟研究了沙海蜇消亡过程中氮与磷的释放特征。模拟结果表明:沙海蜇消亡过程中向水体释放氮、磷可分为两个阶段,且氮的释放速率比磷高一个数量级。在沙海蜇消亡的初期阶段,水体中溶解态氮、磷和总氮、总磷的浓度迅速增高,氮可以达到其消亡过程中的最高浓度;在后期阶段,水体中溶解态氮和总氮的浓度不断下降,但水体中的磷在这一阶段达到消亡过程中的最高浓度碱性条件有利于氮的释放,酸性条件有利于磷的释放;盐度越高氮与磷的释放速率越小;温度对氮、磷的释放影响不大;水体中氮与磷含量越高,沙海蜇消亡的速度越慢,而且氮的浓度越高,氮与磷释放到水体中的速率就越慢。 相似文献
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M. Falco M.N. Santos T. Drago D. Serpa C. Monteiro 《Estuarine, Coastal and Shelf Science》2009,83(4):451-459
The present study investigates the differences between nutrient fluxes and particulate organic matter within an artificial reef system (AR) deployed in August 2002 off Faro (Algarve, Southern Portugal) and in a non-reef area (NRA), and how fluxes and suspended material may be affected by the hydrodynamic regime. Surveys to collect sediment cores, suspended/settled particles and overlying water samples were carried out by divers, from March (2006) to October (2007) in AR and NRA. Sediment cores and settled particles were collected to determine grain size, organic and inorganic carbon, nitrogen and phosphorus content. Overlying water and pore water samples were analysed for ammonium, nitrite, nitrate, phosphate, silicate, dissolved organic nitrogen, dissolved organic phosphorus and chlorophyll a. Results from the period studied showed that: (1) the benthic export of dissolved N, P and Si was 2–3 times higher at AR; (2) the particulate organic carbon (POC), nitrogen (PON) and phosphorus (POP) in suspended/settled particles were about 1.5 times higher at AR; (3) at both AR and NRA, the benthic export of dissolved N, P and Si, during a calm weather period, was 2–4 times higher than during or immediately after a storm event; and (4) at both sites, particulate organic compounds (POC, PON and POP) increased about 20 times during a storm event. These findings suggest that both the nutrients transport from sediment to water column and the quantity/quality of suspended/settled particles were highly dependent on the existence of reef structures and on the hydrodynamic regime. 相似文献
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为了解胶州湾水体和表层沉积物营养环境状况及其主要影响因素,于2019年8月在胶州湾30个站位点采集了海水和表层沉积物样品,并于2021年5月在胶州湾沿岸采集了18个站位点的水样,对水体溶解无机态营养盐浓度和组成以及表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷及生物硅含量和碳、氮稳定同位素（δ13C、δ15N）进行了分析。结果表明,胶州湾内水体和沿岸水体中溶解无机氮、溶解无机磷和溶解硅酸盐浓度空间分布相近,高值均位于湾东北部,主要受到河流输入和沿岸污水排放的影响,低值主要出现在湾中部和湾口处。结合近30年来的历史数据分析发现,胶州湾夏季营养盐浓度在1990?2008年期间呈持续上升的趋势,政府实施的污染物总量控制措施以及河流径流量下降使得2006年以来营养盐浓度呈现下降的趋势,该变化在空间上主要体现为大沽河氮、磷输入量的减少及其对应的湾西部营养盐高值的消失。胶州湾氮、磷营养盐输入的不平衡使得“磷限制”在2000年后逐渐加剧。胶州湾表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷含量高值均集中于东北部和东部沿岸,结合生物硅和水体营养盐含量分析显示,这主要是河流与排污输入及其带来的高初级生产力造成的,沉积物生源要素与水体营养盐在空间分布上存在较好的耦合关系。沉积物粒度较粗对有机质保存的不利影响以及湾口较强的水动力作用共同导致了湾西部、中部以及湾口的生源要素含量较低。δ13C以及二端元混合模型显示,胶州湾表层沉积物有机质来源总体以海源为主,平均占比为64%,东部沿岸受陆源输入影响较明显。δ15N的空间分布显示,胶州湾表层沉积物中氮元素受到了海水养殖与污水排放的共同影响。水体和沉积物营养环境现状共同表明,对东北部河流和沿岸污水排放的控制是后期胶州湾污染治理的关键。 相似文献
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The aim of this study was to investigate nitrogen and phosphorus released in the process of the decomposition of giant jellyfish in the laboratory and found the evidence to verify the influence of nutrients released by the decomposition of jellyfish on the ecosystem in the field. The release of nitrogen and phosphorus from the decomposition of Nemopilema nomurai was examined in a series of experiments under different incubation conditions such as different p H values, salinity values, temperatures and nitrogen and phosphorus concentrations. The results showed that the complete decomposition of Nemopilema nomurai generally took about 4–8 d. The release of nitrogen and phosphorus from the decomposition of Nemopilema nomurai could be divided into two stages: the early stage and the later stage, although the efflux rate of nitrogen was one order more than phosphorus. In the early stage of the decomposition of Nemopilema nomurai, the concentrations of dissolved nitrogen, dissolved phosphorus, total nitrogen and total phosphorus in seawater increased rapidly, and the concentration of nitrogen could reach the highest level in the whole degradation process. In the later stage of the decomposition, the concentrations of dissolved nitrogen and total nitrogen declined slowly, while the concentration of phosphorus in water could reach a maximum in the degradation process. High p H, low salinity,high temperature and N/P will promote the release of nitrogen; low p H is unfavorable to the release of nitrogen but favorable to the release of phosphorus. In addition, we found the concentrations of ammonium and phosphate in the bottom water were higher than those in the surface water during the period of jellyfish bloom in the Jiaozhou Bay, proving that nutrients released by the decomposition of jellyfish have significant influence on nitrogen and phosphorus in the field. For the whole Yellow Sea, nutrients released by jellyfish carcasses may reach up to(2.63±2.98)×107 mol/d of dissolved nitrogen(DN) and(0.74±0.84)×106 mol/d of dissolved phosphorus(DP) during the period of jellyfish bloom. The values are comparable to riverine inputs in a day, but much higher than sediment–water exchange flux in the Yellow Sea. The great amounts of nutrients must have significant influence on the nutrients balance of the Yellow Sea during the period of jellyfish dead and decomposition. Both the experimental data and field observations proved that the decomposition of jellyfish may release a great amount of nutrient to the surrounding environment during the period of jellyfish decomposition. 相似文献
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Measurements were made of suspended sediment (SS), volatile suspended solids, dissolved organic carbon (DOC), nitrogen (N) and phosphorus (P) concentrations, turbidity, black disk visibility, pH, alkalinity, and temperature, at monthly intervals for 2–5 years on nine streams draining catchments with pasture, pine plantation, and native forest land uses. Stream flow and flow‐weighted concentrations of SS, N, and P were also measured for up to 2 years from pasture, native forest, and mixed land‐use catchments enabling calculation of export (kg ha‐1 yr‐1). During 1996–97, export from the pasture stream was 2.5‐ to 7‐fold higher for SS (988), total P (1.50), total Kjeldahl N (5.65), nitrate N (4.37), and ammoniacal N (0.34) than from the stream draining native forest. In contrast, export of DOC (25.5) and dissolved reactive P (DRP) (0.25) from the pasture stream were within 20% of the native stream's values. Export of SS and nutrients (except DRP) from the pasture catchment was 4‐ to 15‐fold higher during the winters of 1995 and 1996 than winter 1997 when rainfall was half the normal level. Streams draining native forest had lower temperature, sediment, and nutrient concentrations (except DRP), and higher water clarity, than those draining pine forest and pasture. A pine/scrub stream had the highest SS and turbidity and lowest DRP, pH, and alkalinity. Pasture streams had the highest concentrations of all N species (geometric means 2‐to 4‐fold > native), total P, and DOC, and also showed the greatest variation in water quality attributes in relation to season and flow. The influences of land use were attributable to differences in both source materials of sediment and nutrients available for transport and changes in rates of in‐stream processing. 相似文献
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Modelling nitrogen and phosphorus cycles and dissolved oxygen in the Zhujiang Estuary Ⅰ. Model development 总被引：1，自引：0，他引：1
wrmcrloxHuman activities related to the population growth and developrnent of industry and rnwhci-pality have led to the incrouing hadings of various POllutants into estudries during the past fewdecades. These increasing edlutant lOadings have caused declined estuallne hedth which can bemereured by a vdriety of indices. In order to obtain solutions to environrnent problerns, re-sources manageTnnt apencies are supporting a holistic approach to envirorirnental management.An effcient strategy t… 相似文献
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基于氮、磷收支的人工湿地-池塘循环水养殖系统净化效果评价 总被引：1，自引：0，他引：1
池塘循环水养殖与人工湿地相组合,是将养殖生产与净化养殖废水并举的新思路,研究该组合系统中氮、磷物质的源-汇作用,对系统工艺参数的设置具有指导意义。本文研究了在复合垂直潜流人工湿地-池塘循环水养殖系统中氮、磷生源要素的流向与收支,并通过氮、磷收支评价人工湿地对池塘尾水净化效果。研究表明:在5个月的试验周期内,饲料投入是该养殖系统氮、磷收入最主要的途径,分别占总收入的65.61%和81.44%,其次是水体中带入的氮、磷。在试验初期,由于养殖生物与湿地植物的生物量较小,因此其对系统的氮、磷收入部分贡献较小。沉积物蓄积是氮、磷最主要的支出途径,占总支出氮、磷的比例为28.60%和42.23%;其次为养殖生物的收获,占总支出氮、磷的26.05%和30.77%;人工湿地植物与基质蓄积的氮、磷占总支出的15.81%和16.11%;通过池塘底泥渗漏损失的氮、磷较少。人工湿地对氨氮、总氮、总磷的去除率分别为33.72%~66.32%、36.35%~72.40%、44.69%~57.32%,且氨氮与总氮的去除率受温度影响显著。研究结果表明:人工湿地对池塘尾水有显著的净化效果,可通过植物收割、基质移除等方式去除系统内未被有效利用的氮、磷,减少池塘内源性氮、磷的蓄积。人工湿地-池塘循环水养殖模式具有良好的生态效益,是一种绿色、可持续的养殖模式。 相似文献
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人类活动引起的营养物质输入导致大亚湾出现海水富营养化、赤潮频发和生物多样性下降等生态问题。为探究陆源输入影响下大亚湾湾顶淡澳河输入对湾内浮游植物粒级结构和种类组成的影响, 2016年10月在大亚湾进行了原位观测和培养试验。原位观测结果显示, 淡澳河口的总溶解态氮、磷浓度分别达到85.3μmol·L-1和1.5μmol·L-1。加富培养试验结果表明, 淡澳河河口水加富对总叶绿素a (Chl a)和总浮游植物丰度有显著促进作用, 并导致浮游植物粒级结构由小粒级Chl a (0.7~20μm)占主导; 浮游植物丰度中甲藻比例升高, 主要种类为锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)和原甲藻(Prorocentrum spp.)。同样, 尿素加富也促进了浮游植物群落中小粒级Chl a和甲藻的比例增加, 且主要甲藻种类与河口水加富结果一致。无机氮、磷同时加富促进了总Chl a和浮游植物总丰度增加, 而对浮游植物粒级结构和甲藻丰度则没有明显影响。对照河口水和氮、磷营养盐加富试验结果, 说明河口水携带的溶解性有机氮源可能是导致大亚湾浮游植物群落小型化, 促进甲藻生长的关键营养盐形态, 其携带的无机氮、磷同时促进总浮游植物丰度增加。本研究结果表明有机形态营养组分对大亚湾富营养化和有害藻华可能产生重要影响。 相似文献