凡纳滨对虾盐碱水养殖池塘沉积物-水界面氮元素交换通量的研究

为探究凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)盐碱水养殖池塘沉积物-水界面中氮元素的转化规律,于2019年5—7月测定了山东省滨州市3个不同盐度(28、45和55)的池塘上覆水和沉积物间隙水中各种形态氮的含量。利用Fick第一定律估算了池塘沉积物-水界面氮元素交换通量,分析了环境因素与交换通量的相关性。结果表明:(1)总体来讲,DIN、DON、TN由沉积物向水体扩散,即沉积物为DIN、DON和TN的源;NO_(3)^(-)-由水体向沉积物扩散,沉积物为NO_(3)^(-)的汇。在养殖期间,盐度28、45和55组,DIN总交换通量分别为1.69、23.07和19.36 mg/m^(2),DON总交换通量分别为36.60、27.90和19.98 mg/m^(2),TN总交换通量分别为38.09、43.66和32.56 mg/m^(2)。(2)从季节变化来看,DIN、DON、TN在养殖初期(5月)的交换通量显著高于养殖末期(7月);从盐度组来看,在5月,盐度28、45和55组,DIN平均交换通量分别为2.08、6.37和12.47 mg/(m^(2)·d),7月分别为-0.48、0.06和1.47 mg/(m^(2)·d),盐度55组显著大于其他两组(P<0.05);DON交换通量5月分别为13.91、5.32和6.79 mg/(m^(2)·d),盐度28组显著大于其他两组(P<0.05),7月分别为5.82、10.94和5 mg/(m^(2)·d),盐度45组显著大于其他两组(P<0.05);5月TN平均交换通量分别为15.9、8.79和19.16 mg/(m^(2)·d),盐度45组显著小于其他两组(P<0.05),7月分别为5.31、9.1和3.28 mg/(m^(2)·d),盐度45组显著大于盐度55组(P<0.05)。(3)冗余分析结果显示,盐度与NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N交换通量显著正相关;有机质与NH_(4)^(+)、TN通量显著正相关;温度与NH_(4)^(+)交换通量显著负相关;含水率、孔隙度与NO_(3)^(-)-N、DON交换通量显著正相关。综上所述,沉积物是氮的潜在污染源,此污染潜力在养殖末期显著小于养殖初期;高盐度组有利于释放DIN,中低盐度组有利于释放DON。研究结果将有助于认识盐碱水养殖池塘的氮交换通量,为该种养殖模式的科学管理提供数据支撑。

海水多品种养殖池塘沉积物-水界面氮磷通量

为探明生源要素氮、磷在沉积物与水体间的迁移过程,比较3种不同养殖模式下、不同时间养殖池塘沉积物-水界面的氮、磷通量变化,2014年6—10月,在3种综合养殖池塘:海蜇+凡纳滨对虾+菲律宾蛤仔、海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏和海蜇+凡纳滨对虾的整个养殖周期内,采集检测3口池塘沉积物-水界面样品中的亚硝态氮、硝态氮、氨氮和活性磷酸盐含量,分析沉积物-水界面的亚硝态氮+硝态氮、氨氮和活性磷酸盐的通量变化。试验结果显示,6—10月,3种综合养殖池塘沉积物上覆水中亚硝态氮和硝态氮均以向沉积物中扩散为主,仅10月海蜇+凡纳滨对虾池塘沉积物中亚硝态氮和硝态氮向上覆水释放。海蜇+凡纳滨对虾+菲律宾蛤仔、海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏池塘沉积物上覆水中氨氮向沉积物扩散,6月海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏池塘沉积物中氨氮向上覆水扩散;与海蜇+凡纳滨对虾+菲律宾蛤仔和海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏池塘相比,海蜇+凡纳滨对虾池塘氨氮通量变化幅度较大,6—7月上覆水中氨氮向沉积物扩散,且扩散速率逐渐降低,9—10月沉积物中氨氮向上覆水释放,释放速率逐渐上升。6、7、10月海蜇+凡纳滨对虾+菲律宾蛤仔池塘沉积物中活性磷酸盐向上覆水释放,8—9月上覆水中活性磷酸盐向沉积物扩散;6—10月,海蜇+凡纳滨对虾+缢蛏池塘沉积物中活性磷酸盐向上覆水释放;海蜇+凡纳滨对虾池塘上覆水中活性磷酸盐向沉积物扩散,10月沉积物中活性磷酸盐向上覆水释放。试验结果表明,配养底栖贝类,可以通过改变综合养殖池塘沉积物-水界面的氮、磷通量,改善池塘的底质和水质环境。

丘陵山区水库沉积物-水界面磷源汇转换机制

以东南丘陵山区典型深水水库对河口水库为研究对象,开展了1a的原位调研,在主要水域内采集原位柱状沉积物样品,分析了沉积物磷的含量、赋存形态、间隙水剖面特征以及沉积物-水界面交换通量的时空变化特征.结果表明:对河口水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为(470.8~1012.3)mg/kg,平均值达到(688.4±186.48)mg/kg,呈现从上游至下游逐渐增加的趋势,下游坝前区域磷污染最为严重;沉积物中各形态磷含量大小顺序依次为:铝结合态磷(352.61mg/kg)>铁结合态磷(Fe-P)(98.10mg/kg)>闭蓄态磷(88.77mg/kg)>钙结合态磷(72.42mg/kg)>有机磷(33.38mg/kg)>可交换态磷(1.64mg/kg).全库沉积物总体表现为磷的释放源,其中,秋季释放风险最高,冬季大部分区域沉积物从磷释放的源转变为汇;全年平均静态释放通量和扩散通量分别为(0.81±2.34)mg/(m^(2)·d)和(2.15±3.47)mg/(m^(2)·d),2种方法所得全年磷释放量分别为1.92和3.67t,秋季释放量最大.铁结合态磷(Fe-P)的转化可能是控制沉积物-水界面磷源-汇转换的重要原因,由氧分层导致的沉积物厌氧及铁结合态磷(Fe-P)溶解释放将增加下层水体磷浓度,并在水体逆温后增加水柱总体磷浓度.在秋季大量磷释放之后,应更加关注随后的逆温对整个水体磷浓度的影响.

水-沉积物界面重金属迁移转化影响因素研究进展

水-沉积物界面是重金属发生迁移转化的主要场所,环境中各种因素可对其过程产生影响,为探讨这些因素对重金属在水-沉积物界面迁移转化过程的影响,围绕沉积物周围的潜在因素进行全面分析,选择上覆水环境因子(pH值、氧化还原条件、离子强度和温度)、重金属赋存形态和沉积物颗粒大、小分别对重金属迁移转化的影响进行分析,探讨上述各因素对重金属迁移转化的影响机理机制过程,最后对重金属迁移转化方面的研究进行归纳总结和未来展望。

南四湖出湖口沉积物-水界面中营养盐分布特征分析及释放风险评估

为了解决南四湖出湖口沉积物-水界面中磷酸盐、氨氮和硝态氮等营养盐释放风险控制缺乏科学依据的问题,利用薄膜扩散梯度技术、高分辨率孔隙水采样技术分析南四湖出湖口沉积物-水界面中营养盐浓度的垂直剖面分布特征,并根据有效态磷、有效态氨氮和有效态硝态氮的浓度,计算三者的净扩散通量,评估三者的释放风险。结果表明:非泄洪期南四湖出湖口上覆水中的溶解态磷浓度低于孔隙水中的,表明沉积物孔隙水中的溶解态磷可能会因浓度梯度的存在而向上覆水中扩散;根据连续分级提取法,钙结合态磷是南四湖出湖口沉积物中磷元素的主要赋存形态,表层沉积物中的不稳定磷元素含量高于深层沉积物中的;有效态磷与有效态铁呈显著正相关,说明南四湖出湖口沉积物-水界面中有效态磷的释放受铁氧化物还原释放影响;有效态磷、有效态氨氮和有效态硝态氮的净扩散通量分别为17.58、1.16、-40.72 ng/(cm^(2)·d),说明有效态磷和有效态氨氮有从沉积物向上覆水中释放的潜在风险。

基于响应面法游湖沉积物-水界面溶解性碳交换通量

湿地作为陆地生态系统最重要的碳汇,是减缓全球大气中二氧化碳含量上升和全球气候变暖的重要途径。目前研究多针对于自然湿地中储碳量和碳密度的研究,对于因煤炭开采形成的采煤塌陷湿地碳密度及其变化研究则相对较少。基于对采煤塌陷湿地水体和沉积物中碳含量和影响因子的调查,研究采煤沉陷湿地沉积物-水界面不同形态碳交换通量规律,评估沉积物对于上覆水中碳素的源/汇特征,探讨不同环境因子单一及交互作用下沉积物-水界面各形态碳的交换通量的变化规律。针对徐州九里湖采煤塌陷湿地沉积物和水体进行研究,分别于2020年12月、2021年4月和2021年8月采集沉积物和上覆水,分析沉积物和水体中碳素的赋存特征以及影响碳素含量的关键因子。通过室内模拟试验,进行沉积物-水界面溶解性碳交换通量研究,并探讨主要环境因子对溶解性碳交换通量的影响。最后基于响应面法构建沉积物-水界面溶解性碳交换通量回归模型,预测采煤沉陷湿地溶解性碳最小释放条件,估算采煤塌陷湿地溶解性碳释放总量。结果如下:温度升高会导致溶解性碳交换通量增大,而pH对其影响较小;在高氧(9.0 mg/L)和低氧(3.0 mg/L)条件下,溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机碳(DIC)交换通量相对较高,在中氧(6.0 mg/L)条件下,相对较小。得出在环境因子交互作用下的最优化条件,当温度为5.69℃、pH为7.18、溶解氧DO为6.38 mg/L时,DOC和DIC交换通量区的最小值分别为2.32、3.54 mg/(m^(2)·h)。估算出湿地8月沉积物DOC和DIC释放总量最高,分别为1.75、5.76 t;12月沉积物DOC和DIC释放总量最低,分别为0.98、2.01 t。结果表明,环境因子对DOC和DIC交换通量均有不同程度影响,温度通过改变吸附能力和生物活性的方式使DOC和DIC交换通量随温度增加而增大;pH影响着沉积物中碳酸盐的溶解度使得DIC在碱性环境中增加不明显,但对DOC交换通量影响较小。DOC和DIC释放总量变化规律一致,夏季温度较高,沉积物微生物活性强,促进DOC和DIC向上覆水中大量释放,冬季温度低,释放作用显著下降。沉积物-水界面溶解性碳交换通量只考虑了温度、p H和DO三个条件,然而影响物质在沉积物-水界面的迁移转化还包括沉积物自身特性、生物扰动以及重金属等因素,对于因采煤形成的湿地,沉积物中金属离子对溶解性碳的释放更应引起注意,在后面的研究中可以微生物为切入点,探究沉积物碳“源”与“汇”转换的临界条件。

闸控河流潜流带沉积物-水界面营养盐分布及交换通量研究

为揭示闸控河流潜流带营养盐“源/汇”特征,本研究以淮河流域沙颍河槐店闸河道为研究对象,于2021年1月中旬实施了蓄水调控背景下的原位沉积物采集实验,通过分析氮磷营养盐在沉积物-水界面的分布与扩散通量,识别了潜流带营养盐“源/汇”角色,探明了闸控河道内源风险。结果表明:1)间隙水NH_(4)^(+)-N与TP浓度分别是上覆水体的6.5与1.1倍,表明沉积物-水界面营养盐存在显著浓度梯度,极易造成潜流带NH_(4)^(+)-N、TP向上覆水迁移;2)经综合污染指数评价得出,上覆水与间隙水水质处于重污染或严重污染状态,且闸下污染程度显著大于闸上,表明蓄水调控对闸下水域产生了负面影响;3)沉积物-水界面的NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、TP交换通量分别为0.39~10.07、-3.45~-2.04、-0.09~0.17 mg/(m^(2)·d),表明沉积物为NH_(4)^(+)-N的“源”,NO_(3)^(-)-N的“汇”,TP的“源”和“汇”;4)空间上,S2(闸下消力坎处)、S4(闸下营养盐沉积段)是氮磷营养盐的主要富集场所,其中,S2主要以氨态氮形态存在,对水质影响贡献率(59.03%)最大,氮磷比(13.25)最高,适宜藻类爆发性生长;5)S2内源NH^(+)_4-N释放是蓄水调控背景下槐店闸河道内源防治的关键,减少外源污染物输入、优化闸坝调度对改善闸控型河道水环境至关重要。

夏、秋季长江口外海域沉积物-水界面溶解无机碳的交换通量

沉积物-海水界面是海洋中溶解无机碳(DIC)转移和储存的重要场所,长江口外海域拥有特定的沉积物-水界面交换的空间格局,研究其沉积物-水界面DIC的交换过程对于碳的循环和转化具有重要意义.本研究于2021年8月和2021年10月在长江口外海域采集沉积物样品及原位底层海水,通过实验室模拟培养法计算了该海域沉积物-水界面DIC的交换通量,并研究了沉积物间隙水-上覆水的DIC浓度差、温度、盐度和pH对DIC交换通量的影响.结果表明,夏季和秋季研究海域沉积物-水界面DIC交换通量平均值分别为(432.45±190.78)μmol·m^(−2)·h^(−1)和(223.05±110.39)μmol·m^(−2)·h^(−1).夏季交换通量高于秋季,DIC扩散方向均由沉积物向上覆水释放,表明沉积物表现为DIC的“源”.此外,交换通量会随着DIC浓度差或温度升高而升高,随着盐度或pH升高而降低.

和川水库沉积物-水界面氮赋存特征及交换通量分析

为明确氮营养盐在沉积物-水界面的交换过程,以和川水库沉积物为研究对象,分析水库整体氮营养盐污染现状及内源释放特征。采集水库不同点位表层沉积物和上覆水,以此分析氮营养盐空间分布特征及差异性;以原位沉积物柱样沉积物静态释放试验获取沉积物-水界面氮营养盐交换通量,并分析和川水库内源释放对水体营养盐的潜在贡献率。结果表明:和川水库上覆水中总氮含量劣于V类水标准,且空间差异明显;上覆水中氮营养盐以硝酸盐氮为主,间隙水中氮营养盐以氨氮为主,沉积物中氮以有机氮为主;沉积物表现为总氮、氨氮的“源”和硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的“汇”;和川水库库区界面交换对上覆水氮营养盐的贡献率较小,TN、NH^(+)_(4)-N、NO^(-)_(3)-N、NO^(-)_(2)-N的潜在贡献率小于10%。

菲律宾蛤仔对沉积物-水界面营养盐交换通量的影响

营养盐在沉积物-水界面的扩散影响菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的底播、菲律宾蛤仔和鳗草实生苗的互作,推测菲律宾蛤仔规格、丰度和活动稳定性影响营养盐的扩散。将不同丰度、规格的菲律宾蛤仔置入沉积物中,室内培养19天,并于第13、19天,研究营养盐在沉积物-水界面的交换通量。菲律宾蛤仔生物量、规格和丰度、活跃性影响营养盐在沉积物-水界面的交换通量,第13天,NO_(2)^(-)-N、NH_(3)-N、TN交换通量受菲律宾蛤仔规格影响,NO_(2)^(-)-N和NH_(3)-N交换通量随菲律宾蛤仔规格增大而增大。第13天和19天,NO_(2)^(-)-N、NH_(3)-N、TN、PO_(4)^(3-)-P交换通量受菲律宾蛤仔丰度影响,随菲律宾蛤仔丰度增大而增大。因此,评估滤食性贝类环境容量、贝类与海草的互作时,需考虑贝类生物量、规格和丰度的作用。

梅梁湖和五里湖水-沉积物界面的物质交换

研究了25℃条件下太湖北部湖区水－沉积物界面的物质交换结果表明：五里湖沉积物中的氮、磷和CODMn的释放程度明显高于梅梁湖，其NH4＋－N、DTP和DCOD的平均溶出速率分别为158．2、2．05和27．8mg／（m2·d）；梅梁湖北部湖区形态氮处于“负释放”状态，DTP和DCOD溶出速率分别为0．584mg／（m2·d）和8．9mg／（m2·d）．此外，形态氮、磷和DCOD的水－沉积物界面物质交换量与底泥中总氮、总磷和有机质含量有显著对应关系根据内源负荷分析．认为减少局部湖区沉积物氛、磷和COD的释放。

沉积物-上覆水界面有效铁浓度对内源磷再移动的影响

铁磷耦合关系是控制沉积物磷再移动的主导机制,基于薄膜梯度扩散(DGT)技术测定的沉积物-上覆水界面RFeP(有效态铁磷摩尔浓度比)可反映内源磷再移动潜力.本文总结了有效铁和磷及IF(磷扩散通量)在沉积物-上覆水界面的区域分布差异,探讨了RFeP、沉积特征和外部环境条件对内源磷再移动的影响机制.结果表明:①有效铁和磷浓度变化范围分别为0.08~10.22和0.02~3.35 mg/L,淡水高于海水;有效铁浓度表现为南方高于北方,有效磷浓度呈相反趋势.②RFeP和IF的变化范围分别为0.09~132.38和0.56~903.67 ng/(cm^(2)·d);RFeP表现为淡水高于海水,平原高于高原;IF则表现为淡水高于海水,高原高于平原.③RFeP与IF成反比,沉积物磷的高污染负荷或水生动植物生理活动会影响判别沉积物内源磷再移动潜力阈值(RFeP=2)的准确性.④对于不同的水域类型,沉积物中Fe^(2+)氧化沉淀或铁氧化物还原溶解均是控制沉积物磷再移动的关键过程,扰动、水生植物、微生物等外部环境条件通过改变沉积特征间接影响磷的再移动.为加深对沉积物内源磷再移动机制的认识,未来研究可关注磷再移动过程的多驱动力耦合作用机制及磷的吸附沉积速率.

冰封期湖泊沉积物-水界面氮磷迁移及源汇特征

以查干湖为研究对象,基于原位-高分辨率被动采样技术(DGT),分析关键营养元素(N和P)亚毫米级空间分布规律及其源汇特征.结果表明,冰封期上覆水中有效态NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N浓度大于沉积物中浓度,而有效态P则呈现相反的趋势.在沉积物-水界面下有效态氮磷表现出不同的分布特征,NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N浓度随着沉积物深度的增加而逐渐减小,P浓度随着沉积物深度的增加呈先增大后减小的趋势.查干湖NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N交换通量均值分别-0.135,-0.333mg/(m^(2)·d),呈现“汇”的特征;而P交换通量均值为0.084mg/(m^(2)·d),呈现“源”的特征.冗余分析(RDA)表明,溶解氧解释了沉积物-水界面氮磷释放通量的32.8%(P<0.05).通过对上覆水贡献率估算发现沉积物中P营养盐扩散对上覆水影响较大,个别采样点达到2297%的贡献率,这可能是由于局部微高值点的存在.

单环刺螠生物扰动对沉积物-水界面氮磷扩散通量的影响

为了解单环刺螠生物扰动作用对沉积物-水界面氮磷扩散通量的影响及其持续性,于2020年11—12月,采用室内实验生态学的方法,设置低密度(LD,500尾/m^(2))、中密度(MD,2500尾/m^(2))、高密度(HD,8300尾/m^(2))处理组和1个对照组(CO,0尾/m^(2)),进行了2 d为一个实验时段,为期20 d的模拟实验。结果显示,处理组溶解无机氮(DIN)扩散通量变化范围为10.6~765.3μmol/(m^(2)·d),与对照组相比,低、中、高处理组的DIN通量分别提高了57%、76%、88%。NH_(4)^(+)是DIN的主要贡献者,对DIN的贡献在低、中、高处理组中分别占55%、65%和80%。与对照组相比,低、中、高密度组的平均NH_(4)^(+)通量分别提高了39%、111%和257%,与低、中密度处理组平均NH_(4)^(+)通量相比,高密度处理组分别提高了43.7%和23.6%。在第2~10天,NH_(4)^(+)通量处于持续增加的趋势。处理组PO_(4)^(3-)通量变化范围为-7.85~6.42μmol/(m^(2)·d),第2~6天,处理组PO_(4)^(3-)通量持续增加。研究表明,单环刺螠的生物扰动能够持续地促进DIN由沉积物向水体中扩散,且存在明显的密度效应。研究结果将为深入认识单环刺螠在水层-底栖系统耦合过程中的生态作用提供基础数据。

崇明东滩沉积物再悬浮对沉积物-水界面氮、磷交换行为的影响

20 0 2年 7月采集崇明东滩低潮滩沉积物样和水样 ,运用模拟实验研究沉积物再悬浮作用对沉积物 水界面三态氮和可溶磷交换行为的影响 .实验发现 ,在沉积物不断发生再悬浮的过程中 ,水体中三态氮的含量明显增加 ,其中NO- 3 N变化最为显著 ,升高浓度值达 1 1 86 9μmol·L- 1,NH+4 N增长 2 1 71 3μmol·L- 1,NO- 2 N的释放约为0 2 μmol·L- 1,可溶磷的含量也有少量的增加 .同时 ,再悬浮作用对沉积物 水界面三态氮和可溶磷的环境地球化学行为也有一定的影响 ,与静置状态相比 ,NH+4 N和NO- 3 N表现出与静置状态截然相反的变化规律 ,NO- 2 N受多种因素的影响 ,变化比较复杂 ,初期与静置状态相反而后表现一致 .再悬浮颗粒物浓度也是制约沉积物 水界面三态氮和可溶磷变化的主要因子之一 .实验结果显示 ,NH+4 N在前 7h以内的变化和悬浮颗粒物浓度表现出较好的相关关系 ,后 5h呈负相关关系 ;NO- 2 N和可溶磷在整个过程中与悬浮颗粒物浓度的变化都有着很好的相关性 ,只有NO- 3 N的变化与其关系比较薄弱 .

海底冷泉区沉积物-水界面甲烷通量原位观测研究进展

海底沉积物-水界面作为冷泉跨圈层活动最关键的界面,近年来已成为冷泉区碳循环研究调查的重点目标。为准确获取海洋沉积物-水界面的流体通量,客观重建界面环境过程,评估环境效应,必须发展一整套精确、高效、科学的水下原位甲烷通量测量技术。综述了当前海洋冷泉区沉积物-水界面甲烷通量研究的意义与价值,详细介绍了多种较为成熟的海洋沉积物-水界面甲烷原位通量测试技术工作原理、使用方法和优缺点等,如测试游离气泡态甲烷通量的渗漏帐篷、声学反射、时序影像等技术方法,原位溶解态甲烷膜脱气技术的甲烷传感器、激光拉曼光谱测量方法等,同时对全球该领域已经调查的地区、研究现状和进展进行了详细的介绍。最后从技术层面对这一研究领域未来的发展方向和趋势进行展望,以期为未来国内海洋冷泉区沉积物-水界面甲烷通量原位观测研究提供思路与方向借鉴。

湖泊沉积物-水界面氧气交换速率的测定及影响因素

水流启动-停止法可有效获取体积式氧气交换速率(O2(t)),且该速率与沉积物柱样培养法获得的总氧气交换速率(TOE)之间具显著相关性;与由一维溶解氧剖面计算获得的氧气在扩散界面层中的扩散速率和氧气在沉积物中的扩散速率相比,O2(t)与TOE不仅能代表氧气扩散速率,而且还包括沉积物中生物呼吸以及生物扰动引起的界面氧气交换速率信息.此外,通过比较太湖及南四湖多位点不同沉积物性质条件下界面氧气交换速率,结果表明界面氧气交换速率在空间尺度上的差异性,除与生物因素有关外,还与沉积物有机物质含量显著相关.

大型底栖动物对长江口潮滩沉积物-水界面无机氮交换的影响

基于实验模拟,通过对比分析潮滩无机氮长短期通量交换、循环规律及沉积物中无机氮的剖面特征在有/无底栖动物活动背景下的差异,探讨了双壳类底栖动物河蚬对长江口潮滩沉积物-水界面无机氮交换的影响及其机制.研究发现:潮滩无机氮界面交换中,河蚬的钻穴活动能增加向上覆水方向氨氮和硝氮的通量值;河蚬长期栖息对界面的生物扰动和代谢物排放能促进氨氮向上覆水的释放并逐渐加强沉积物氧化层中的硝化活动;界面附近河蚬的扰动和喷灌活动改变了沉积物中无机氮的垂直剖面特征,加速了沉积物中有机质的矿化分解和两相界面间氨氮的离子交换,促进沉积物氮库向滨岸水体的释放输出.

春季珠江口内营养盐剖面分布和沉积物-水界面交换通量的研究

2005年春季（4月）时珠江口内6个站住的营养盐剖面分布及沉积物-水界面的交换通量进行了全面研究。在获取该海域沉积物间隙水营养盐剖面资料的基础上，估算了沉积物-水界面营养盐的交换通量，并且与实验测定的沉积物-水界面交换通量进行了对比。研究结果表明。珠江口内间隙水营养盐在不同站位间含量差异明显，呈现出由河口向外海逐渐降低的分布趋势。对于大多数站住营养盐，交换实验得到的通量大于利用间隙水浓度梯度法估算的结果，交换实验具有更高的分辨率。应用交换实验测定的沉积物-水界面交换通量，体现了营齐盐扩散和界面反应的综合作用结果。研究区域的NH4^＋，NO3^-，NO2^-，SiO4^4-和PO4^3-的交换通量分别为-1．3184--0．9854，-0．5583～0．4692，-1.5188--0．1438，-1．9673～3．8831和-0.2464～0．0939mmol·d^-1·m^-2．

Si在胶州湾沉积物-海水界面上的交换速率和通量研究

本文应用实验室培养法研究了 Si O3 - Si在胶州湾 1 6个站位沉积物 -海水界面上的交换速率。考虑培养时间、取样时间和间隔等因素 ,采用连续函数的方法计算了 Si O3 - Si交换速率。结果表明 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换表现为由沉积物向水体的释放 ,交换速率一般在因为 1～5mmol·m-2· d-1范围内 ,平均为 3.3mmol·m-2· d-1。高含量有机质沉积物 ,特别是生物扰动作用可以增大 Si O3 - Si交换速率。考虑胶州湾各种沉积物类型占胶州湾总面积的权重 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换通量为 1 .0 6× 1 0 9mmol·d-1 ,是河流输入量的 5.3倍 ,可提供浮游植物生长所需硅的 58%。