秋季连续打捞蓝藻对水-气界面温室气体通量的影响     

荀凡  杜先  陈新芳  刘高飞  齐天赐  冯慕华 《湖泊科学》2020,32(6):1707-1722

在巢湖西北半湖近岸带设置大型围隔研究秋季连续打捞蓝藻对湖泊温室气体通量的影响，应用YL-1000型大型仿生式水面蓝藻清除设备进行原位打捞蓝藻，通过便携式温室气体分析仪-静态箱法对大型围隔内水-气界面CH₄、CO₂通量特征及其影响因素进行观测.结果表明：对比未打捞区，蓝藻连续打捞下打捞区水体中叶绿素a（Chl.a）、悬浮物（SS）浓度不断下降，两者削减率分别为72%、85%，Chl.a、SS浓度分别下降到29.6±2.5 μg/L、12.5±1.2 mg/L，打捞对围隔内颗粒态物质去除效果十分明显；打捞过程中水体溶解性有机物（DOM）中微生物代谢类腐殖质（C1）、类蛋白（C3）显著下降趋势，打捞区C1、C3组分（0.18±0.02、0.06±0.01 RU）强度明显低于未打捞区（0.26±0.05、0.12±0.03 RU），打捞能有效控制藻源性溶解性有机质释放.同时，打捞区水-气界面CH₄通量呈显著下降趋势，未打捞区CH₄通量平均值（17.473±1.514 nmol/（m²·s））为打捞区（7.004±4.163 nmol/（m²·s））近2倍，CH₄通量与Chl.a、C1、C3组分均呈显著正相关，水体中藻源性溶解态有机质对CH₄通量具有促进作用；打捞区CO₂释放通量呈显著上升趋势，打捞区CO₂吸收通量（-0.200±0.069 μmol/（m²·s））明显低于未打捞区（-0.344±0.017 μmol/（m²·s）），CO₂通量与Chl.a、温度均呈显著负相关.秋季打捞对CH₄、CO₂综合日平均通量减排量值为0.275±0.076 mol/（m²·d）（以CO₂当量计）.研究结果揭示了巢湖秋季连续打捞蓝藻过程对水-气界面温室气体具有显著减排作用，且能在一定程度上减缓蓝藻水华与湖泊富营养化、气候变暖之间的恶性循环，为湖泊碳循环和蓝藻水华灾害防控提供科学数据支撑和理论参考.  相似文献   

抚仙湖表层沉积物AVS与SEM分布特征及其生态风险评估     

李彪  荀凡  陈向超  马书占  王亚蕊  冯慕华 《湖泊科学》2019,31(1):72-80

以高原深水抚仙湖为研究对象，分析了全湖16个样点表层沉积物（0~5 cm）的酸可挥发性硫化物（AVS）和同步提取重金属（SEM）的分布特征，并利用∑SEM和AVS的物质的量浓度比对全湖重金属潜在生态风险进行了评估.结果表明：AVS在南北湖区分布存在明显差异，南部湖区分布均匀，平均含量仅为0.074±0.043 μmol/g，而北部湖区则由湖岸带向北湖心（N9）呈现出递增趋势，平均含量高达0.317±0.485 μmol/g.SEM在南北湖区分布较为集中，南部湖区主要集中在路居河口（S2），北部湖区主要分布在老凹地（N5）和东大河口（N4）.除牛摩河口（S5）、梁王河口（N3）和北湖心（N9）外，其余所有点位[∑SEM]/[AVS]>1，且南部湖区平均[∑SEM]/[AVS]值（3.51±1.91）显著高于北湖湖区（2.19±2.10）.因此抚仙湖全湖尤其是南部湖区重金属生态风险应引起高度重视.  相似文献   

水库浮游细菌生产和呼吸过程代谢内外源有机碳研究     

韩一萱  李彪  荀凡  高培鑫  毛振镀  陶晔  邢鹏 《湖泊科学》2022,34(1):162-173

全球气候变化和人类活动的加剧影响水生生态系统中溶解性有机碳(DOC)的种类和浓度.浮游细菌生产和呼吸过程对碳源变化的响应,可能影响水体乃至区域的碳循环特征.本研究选取了南京市11座中小型水库,利用碳稳定同位素技术和双端元混合模型定量分析浮游细菌在生产和呼吸代谢过程中对内外碳源的利用.依据DOC中内外碳源的比例,将11座...  相似文献   

持续性高藻输入河道温室气体时空排放特征及其影响因素     

张璐  荀凡  沈悦  柯凡  杜先  陈新芳  冯慕华 《湖泊科学》2022,34(3):752-765

淡水水生生态系统是大气中温室气体气体重要的“源”,对于城市的动脉——城市河流（尤其是持续性高藻输入河道）温室气体的研究比较匮乏.太湖梅梁湖的高藻水排入地梁溪河是典型的高藻输入河道,月均藻密度为3.6×10⁷ cells/L,夏季日均藻密度为1.2×10⁸ cells/L.本文以梁溪河为研究对象,采用静态箱法测定了梁溪河河道CH₄、CO₂通量,分析其特征及影响因素.结果表明：1）空间尺度上,各断面CH₄气体通量平均值为4.63 μmol/（m²·s）,CO₂气体通量平均值为98.87 μmol/（m²·s）.CH₄在各断面均呈释放态,CO₂除在梅梁湖泵站处呈吸收态外,在其余各点位同样呈释放态;2）对鸿桥点位进行温室气体通量的日尺度观测发现,CH₄通量日变化峰值出现在傍晚,CO₂通量日变化峰值出现在正午前后,昼夜变化不明显;3）影响梁溪河CH₄通量变化的主要因素为河道流速、水体溶解氧浓度和固体悬浮物浓度,影响梁溪河CO₂通量变化的主要因素为河道流速、水体溶解氧浓度、氧化还原电位和pH值,另外河道的水动力条件和蓝藻堆积密度成为影响温室气体排放的关键因子.梁溪河作为典型的高藻输入河道,其温室气体排放量显著高于世界河流平均气体排放量（CO₂释放平均值为7.65 μmol/（m²·s）,CH₄释放平均值为0.1 μmol/（m²·s））.因此,持续性高藻输入河道温室气体排放机制的研究对准确评估全球河流碳排放具有重要理论支撑作用.  相似文献   

蓝藻碎屑堆积对湖泊沉积物矿化特征的影响     

杜先  荀凡  王亚蕊  陈新芳  沈悦  李勇  冯慕华 《湖泊科学》2020,32(6):1671-1682

蓝藻水华暴发形成的大量有机碎屑，沉降到沉积物表面，影响沉积物有机质矿化，进而影响碳氮磷循环.本实验选择于桥水库湖心区作为沉积物采样点，通过设置不同密度藻屑添加组（×1倍组和×20倍组）及空白对照组，研究藻屑堆积对沉积物矿化特征的影响及其环境效应，为蓝藻水华影响下的饮用水环境修复和科学管理提供一定的理论依据.结果表明：（1）藻屑添加降低了上覆水pH值，改变了沉积物生物酶活性.藻屑添加密度越大，上覆水pH值越低、波动越大，反映了培养过程异养微生物活性的变化.×1倍组的转化酶活性较高；×20倍组蛋白酶活性和碱性磷酸酶活性较高.（2）藻屑添加对沉积物的矿化途径和沉积物产物的释放速率产生了显著影响.藻屑添加密度越大，有机质矿化速率越大.其中，×1倍组主要增强好氧矿化，释放CO₂；×20倍组主要增强厌氧产甲烷矿化，释放CH₄.（3）不同密度的藻屑添加组，其氮磷扩散、释放通量存在明显差别.×1倍组以沉积物吸附为主，其上覆水NH₄⁺和PO₄^3-平均释放速率与对照组差异较小；×20倍组的NH₄⁺在第0~10天以沉积物吸附为主，之后和PO₄^3-均以向上覆水中释放为主，其NH₄⁺和PO₄^3-平均释放速率（分别为0.223）和0.075 mg/（L·d））明显大于其他实验组.因此，大量蓝藻堆积明显促进沉积物的碳氮磷矿化，释放大量CO₂、CH₄和氮磷营养盐至上覆水中，对湖泊水环境造成污染，为蓝藻的生长繁殖作贡献.  相似文献   

藻源性有机质对高原深水湖泊沉积物矿化作用的激发效应          下载免费PDF全文

沈悦  杜先  张璐  张一泉  荀凡  柯凡  冯慕华 《湖泊科学》2023,35(1):103-117

湖泊营养水平提升，浮游植物快速增殖，大量藻类碎屑沉降到沉积物表面。藻屑作为新生不稳定有机质，对湖泊沉积物有机质(SOM)产生激发效应，影响湖泊沉积物碳循环过程。本文以深水湖泊抚仙湖南湖心沉积物为研究对象，采用优势种水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)，进行不同浓度藻屑添加(×1倍组、×5倍组和×10倍组)的培养实验。应用碳同位素在线监测仪，探究藻屑添加对于SOM矿化作用的激发效应并预测可能产生的环境效应。结果表明：(1)添加的藻屑对上覆水和间隙水发光性溶解性有机质(CDOM)组成和性质产生影响，前期CDOM中类蛋白组分含量显著增加，但后期CDOM腐殖化程度升高。同时，藻屑的添加使二氧化碳(CO₂)释放量增大，蛋白酶活性和转化酶活性增强；(2)3个不同浓度的藻屑添加组均检测到不同程度激发效应，其中×1倍组和×5倍组对SOM矿化过程前期体现为正激发效应，最大值分别达到(12.18±0.65)和(26.60±9.14)μg/(mL ws)，后期两个组别都转为负激发效应；×10倍组则在整个实验过程中均表现为负激发效应；(3)藻屑的添加使得间隙水易...  相似文献