梯级筑坝下小型山区河流水体碳氮磷的时空特征及富营养化风险     

阙子亿  王晓锋  袁兴中  吴胜男  余乐乐  李航  张媛媛  王继龙 《湖泊科学》2022,34(6):1949-1967

梯级筑坝对河流水环境演化的影响是国内外关注的热点.小型山区河流高密度梯级开发对水体生源要素的空间格局以及水环境演化的累积影响特征尚不清楚.以重庆市五布河为研究对象,对流域内8个“河流-水库-下泄水”交替系统中表层水体理化因子及碳（C）、氮（N）、磷（P）形态组成进行季节性监测,探讨了梯级筑坝对小型河流生源要素空间格局及水体富营养化风险影响的累积特征及驱动机制.结果表明：梯级水电开发对五布河流域水生生境和生源要素空间分配的影响具有潜在的累积效应,各库区水体碳氮磷浓度均呈逐级增加的空间规律;水库段的有机碳及不同形态的氮、磷浓度均高于入库河流,因此水体养分浓度呈现出河段尺度（即单个河流-水库-下泄水系统）和流域尺度（即上游至下游）耦合的空间变异模式.上游水库中溶解性氮、磷的再释放及下泄输移能够补给下游库区,加之下游水库泥沙对氮、磷的吸附-沉积作用的减弱,导致水体氮、磷总量及溶解性氮、磷的占比沿程增加,呈现梯级筑坝对水环境演化的累积影响.梯级筑坝影响下河流碳氮磷总量的相关性减弱,而溶解性养分间的相关性增强,形成了特殊的养分协同演化;水库群之间水力滞留时间的差异与水体碳氮磷浓度具有较好的线性关系,是影响流域养分分配的关键因素.五布河流域水体均为高富营养化风险,由于梯级筑坝下水体溶解性养分的逐级增加,下游水库水华风险更大;水力滞留时间与水体富营养化指数及叶绿素a浓度呈显著正向关,结合氮磷比特征的分析,本研究认为外源磷输入控制及水力滞留时间的调节是五布河梯级水库富营养化防控的有效途径.  相似文献   

氮磷比对微囊藻与栅藻磷赋存及分配的影响     

谭啸  石琳  段志鹏  曾庆飞  李聂贵  强娟 《湖泊科学》2022,34(5):1461-1470

太湖水体氮浓度及氮磷比的改变可能影响藻类对磷元素的赋存及分配,进而影响水体总磷浓度. 为此,本研究选取常见蓝藻(群体微囊藻和单细胞微囊藻)和绿藻(斜生栅藻),设置低氮磷比(N ∶P=2)和高氮磷比(N ∶P=20)培养实验,分析藻体胞内磷(INT-P)和胞外磷(EPS-P)含量、形态及分布,探究氮磷比对藻体磷元素赋存及分配的影响. 结果表明：低氮磷比组斜生栅藻和群体微囊藻的藻体磷(CTP,即INT-P与EPS-P之和)显著增加,分别为高氮磷比组的2.7和1.4倍. 斜生栅藻和群体微囊藻EPS-P含量(约占CTP的80%)分别增加了3.1和0.48倍,而INT-P含量对氮磷比无明显响应. 低氮磷比组的斜生栅藻和群体微囊藻EPS含量分别增加了51.7% 和63.5%. 此外,微囊藻的CTP与EPS-P主要以可交换态活性磷存在,而INT-P主要以铁铝结合态磷存在. 本研究发现低氮磷比促进了藻类EPS分泌,导致EPS-P升高,显著增加了藻体颗粒态磷的含量. 这或许是近年来太湖水体总磷波动的原因之一.  相似文献   

太湖入、出湖湖区磷的特征及其影响因素分析     

蔡梅  钱旭  王元元  陆志华  张玮 《湖泊科学》2022,34(5):1493-1504

为进一步了解人类活动及环境因子对太湖磷污染的贡献,揭示磷在太湖不同介质中的迁移转化规律,本文以太湖主要入湖湖区竺山湖、西部沿岸区、南部沿岸区和主要出湖湖区东太湖为对象,调查了表层水、上覆水、间隙水和沉积物中总磷(TP)分布的概况,分析了不同介质中磷的交换特征及其影响因素. 结果表明,表层水和上覆水TP浓度基本相当,平均值均为0.10 mg/L,上覆水和间隙水TP差异较大,间隙水平均浓度约为上覆水的7倍,表层沉积物TP含量为474~2160 mg/kg. 在本研究水域中,TP具有较强的沉积物吸附特性,沉积物作为“汇”的特征明显强于其“源”的特征,且磷的留存能力高度依赖于铁浓度. 空间分布上,入湖湖区磷污染程度明显高于出湖湖区,竺山湖和西部沿岸区存在较大的底泥污染释放风险,但竺山湖外源污染影响较内源污染更加突出,应列为当前太湖磷治理重点关注的区域,建议以控源截污作为竺山湖周边区域的治理重点. 西部沿岸区需注重外源和内源污染同步控制. 南部沿岸区周边区域需妥善处理好未来经济发展与废水排放负荷的关系.  相似文献   

磷、铁营养盐的交互作用对隐藻(Cryptomonas sp.)生长影响的初步研究     

陈静峰  翁焕新  孙向卫 《海洋科学进展》2006,24(1):39-43

利用正交实验设计方法,初步研究和探讨了磷、铁营养盐交互作用对隐藻生长的影响。结果表明,磷、铁营养盐的交互作用(P×Fe)的影响是极其显著的,得出隐藻合适生长铁浓度范围为50 nmol/L~1μmol/L,隐藻生长的培养液最优组合为10μmol/L磷浓度和100 nmol/L铁浓度。  相似文献   

太湖水体中胶体磷含量初探   总被引：37，自引：3，他引：34  

孙小静  张战平  朱广伟  秦伯强 《湖泊科学》2006,18(3):231-237

室内静态模拟不同温度下太湖15个湖区柱状沉积物磷酸根释放,分析了相应表层沉积物形态磷,以及梅梁湾间隙水中相关离子Al(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)和PO43-含量的季节变化．研究表明,受陆源影响较大的泥区通常是太湖内源磷的稳定源;而在开敞度较大的湖区,由于表层沉积物胶体的物化吸附,使得温度对底泥磷释放的影响作用减弱,并易产生磷的“内汇”现象;在梅梁湾区成汇区,还加上春夏季藻类的局部超负荷需磷这一控制因素,从而使得太湖大部分泥区在一年中至少发生一次源-汇转换过程．化学热力学分析揭示,Al-P较之Fe-P和Ca-P更易在界面发生溶解可能是太湖表层沉积物Al-P与PO43-P释放速率呈显著相关(r=0．3858>r1-0．01,n=45)的内在原因．虽然沉积物中Fe-P有较高的释磷潜力,但浅水湖所营造的沉积物表层氧化层和广泛覆盖的无机胶体及粘土矿物的强吸附介质,可能是抑制沉积物中Fe-P释放成为优势的主要因素．估算太湖沉积物-水界面磷的净通量为899．4±573．6 t／a,约占太湖磷入湖量的1／4-1／2,其中成汇通量约为-91．2±42．4 t/a．  相似文献   

源自生物絮团产絮凝剂的异养硝化-好氧反硝化菌xt1的鉴定及其脱氮特性   总被引：3，自引：0，他引：3  

盛建海  韩涛  王骥腾  郑普强  杨敏  徐含颖 《海洋与湖沼》2018,49(2):375-383

为了高效进行水体脱氮,本实验从形成于凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖水体的生物絮团中分离到一株具产絮能力的脱氮菌xt1,经16S r RNA基因测序与生理生化分析确定菌株xt1为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。在此基础上,本文研究了该菌的脱氮特性。结果表明:菌株xt1最佳碳源为葡萄糖,以其为底物对氨氮、硝态氮去除率分别达95.56%和57.40%。以蔗糖为碳源亦具较高脱氮率,对氨氮、硝态氮去除率分别达69.95%和49.50%;该菌能利用有机氮加速生长,添加0.25%、0.5%、1%和2%的蛋白胨能促进OD600,分别达到0.925、1.034、1.103和1.314,均高于未加蛋白胨下的生长,且氨氮去除率均超过90%,硝态氮去除率均超过88%;该菌能适应20—200mg/L无机氮浓度;该菌能以NH4+-N、NO2–-N或NO3–-N为唯一氮源进行异养硝化-好氧反硝化,反应84h去除率分别达到94.16%、47.60%和91.17%。其中,该菌的硝化形式是将氨氮转化为气态氮脱除,其硝态氮反硝化形式是先将硝态氮转化为亚硝氮,再以气态氮脱除。在进行异养硝化-好氧反硝化同时,菌株xt1体现絮凝特性,絮凝率最高分别达到82.28%、73.15%和75.60%;此外,添加该菌于养殖水体中能加速生物絮团形成,同时提高脱氮率。各项结果表明,菌株xt1可作为水产养殖水体脱氮的备选菌株。  相似文献   

Bringing greenhouse gas removal down to earth: Stakeholder supply chain appraisals reveal complex challenges     

《Global Environmental Change》2021

Greenhouse gas removal (GGR) approaches are considered essential in several projections to meet the climate mitigation ambition of the Paris Agreement. Biomass Energy with Carbon Capture and Storage (BECCS) and afforestation are included extensively in mitigation scenarios but there are concerns about the feasibility of these approaches. This was explored with stakeholders from industry, non-governmental organisations (NGOs) and policy who were involved in interviews and a one-day participatory workshop. Multicriteria mapping (MCM) methodology was used to appraise the ‘real-world’ feasibility of four specific greenhouse gas removal supply chains at a granular level in the UK context. The MCM analysis shows that afforestation performs better in comparison to three BECCS supply chains, on criteria such as business model, social acceptability, and environmental sustainability. This innovative application of the MCM methodology enables the abstract representations of GGR in integrated assessment models to be explored at a more granular level through a supply chain analysis and thus gain a deeper understanding of the issues facing these approaches. The data gathered allows a wide range of technical, environmental, social and political criteria to be systematically applied in appraising the practical performance of different future implementation options for afforestation and BECCS. If these GGR supply chains are to become a reality on the scale required for 1.5 °C global warming, factors such as global cooperation, land availability, and the longevity of policies and incentives were found to be major challenges.  相似文献   

Accuracy assessment of four cloud-free snow cover products over the Qinghai-Tibetan Plateau   总被引：1，自引：0，他引：1  

Xiaohua Hao  Siqiong Luo  Jian Wang  Hongyi Li  Liyun Dai 《International Journal of Digital Earth》2019,12(4):375-393

Four up-to-date daily cloud-free snow products – IMS (Interactive Multisensor Snow products), MOD-SSM/I (combination of the MODIS and SSM/I snow products), MOD-B (Blending method basing on the MODIS snow cover products) and TAI (Terra–Aqua–IMS) – with high-resolutions over the Qinghai-Tibetan Plateau (QTP) were comprehensively assessed. Comparisons of the IMS, MOD-SSM/I, MOD-B and TAI cloud-free snow products against meteorological stations observations over 10 snow seasons (2004–2013) over the QTP indicated overall accuracies of 76.0%, 89.3%, 92.0% and 92.0%, respectively. The K_hat values of the IMS, MOD-SSM/I, MOD-B and TAI products were 0.084, 0.463, 0.428 and 0.526, respectively. The TAI products appear to have the best cloud-removal ability among the four snow products over the QTP. Based on the assessment, an I-TAI (Improvement of Terra–Aqua–IMS) snow product was proposed, which can improve the accuracy to some extent. However, the algorithms of the MODIS series products show instability when identifying wet snow and snow under forest cover over the QTP. The snow misclassification is an important limitation of MODIS snow cover products and requires additional improvements.  相似文献   

改性粘土对球形棕囊藻的消除研究     

邱丽霞  俞志明  宋秀贤  贺立燕  曹西华  于志刚 《海洋与湖沼》2019,50(1):100-105

球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)暴发藻华时多以囊体形态出现,但迄今缺乏囊体消除方法研究。本文在球形棕囊藻藻华暴发水域取样进行实验,比较了原土及不同改性材料制备的改性粘土对囊型球形棕囊藻的消除效果,并考察了水体pH、溶解有机碳(DOC)、溶解无机磷(DIP)等在治理前后的变化。结果表明:粘土经表面改性后对球形棕囊藻消除能力明显提高,对囊体亦有一定破碎作用,且改性粘土浓度越高,其除藻破囊效果越好;在有效消除囊体细胞情况下,添加改性粘土对水体中pH及DOC含量影响较小,但可以导致DIP水平降低。  相似文献   

乳山湾外邻近海域氮和磷的分布与收支过程研究     

臧家业  赵晨英  刘军  张爱军  尹训强  刘季花  王昊  王以斌  冉祥滨 《海洋学报》2019,41(12):26-38

基于2009年6–9月，2014年5月，2014年7–8月在乳山湾外邻近海域的综合调查资料，分析了该开放海域水体与沉积物中氮、磷营养盐的组成和分布，并在潮汐潮流数值模式计算水通量的基础上分析了近岸开放区域无机氮(DIN)和无机磷(DIP)的循环与收支的主要过程，量化了潮汐潮流、初级生产的消耗与转化、底界面过程与内部循环等过程对氮和磷营养盐循环与收支的影响。结果表明，夏季乳山湾外邻近海域水体DIN和DIP的浓度与分布受陆源输入和潮汐潮流的共同影响，高值均出现在湾口区域；沉积物-水界面存在DIN和DIP从沉积物向上覆水释放的现象，使得底层水体的氮、磷营养盐浓度高于表层水体。氮的收支表明，研究海域水体内部循环过程是初级生产所需DIN的主要来源，占初级生产总消耗量的86%，其次是水交换作用(11%)，底界面扩散对初级生产的贡献相对较小(3%)；水体DIN的移出主要是通过埋藏、向外海的输送和水体反硝化作用，其比例分别为80%、16%和4%。磷的收支显示，研究海域水体内部循环过程贡献了初级生产所需DIP的91%，其次是水交换作用(9%)，底界面扩散对初级生产的贡献小于1%；水体DIP支出主要是通过沉积埋藏和向外海的输送，其比例分别为67%和33%。研究结果表明内部循环过程是近海水体氮和磷获得补充的主要途径，不过外部来源的氮、磷营养盐结构与系统内部具有显著的差异，且系统内磷的埋藏效率要高于氮，其必将对乳山湾外邻近海域营养盐结构和初级生产产生长远的影响。  相似文献