东部平原湖泊沉积物营养盐赋存形态特征研究

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氮、磷营养盐是湖泊富营养化的主要限制性因子,在一定条件下沉积物中的氮、磷营养盐能释放到上覆水体中,成为湖泊水体营养盐的源,沉积物中氮在生态系统中的作用因其形态的差异而不同。东部平原湖泊长期受到外源营养盐、有机质过量输入的威胁,湖泊沉积物也处于不同程度的污染状态。本文通过对东部平原地区13个具有代表性的不同流域特征、水文状况、生态结构和污染状况的湖泊(洪泽湖、高邮湖、骆马湖、微山湖、阳澄湖、滆湖、长荡湖、白马湖、石臼湖、固城湖、邵伯湖、三氿、昆承湖)表层沉积物营养盐环境地球化学循环特征研究,探讨了东部平原湖泊沉积物有机碳、氮、磷营养盐形态及分布特征,分析了沉积物营养盐及有机质的来源情况,评估了东部平原湖泊表层沉积物的有机污染状况,分析了沉积物不同提取态氮含量及分布特征。  本研究主要内容包括:⑴东部平原湖泊表层沉积物有机质平均含量为20.89±16.64g/kg,总氮平均含量为1826.14±1158.15mg/kg,总磷平均含量为593.92±279.23mg/kg,无机磷平均含量为440.10±265.37mg/kg,有机磷平均含量为153.82±66.08mg/kg。有机质、总氮、有机磷表现出相似的空间分布特征,主要与流域内自然环境条件的差异如水草分布、水文条件及人类活动强度如工农业污水、生活污水的排放、大规模的围网养殖和采砂活动、航运等有关;东部平原湖泊表层沉积物总磷与无机磷浓度分布较均匀。不同流域的湖泊沉积物有机质、营养盐表现出一定的差异。⑵东部平原湖泊表层沉积物氮主要以有机氮形态存在,无机磷占总磷的72.32±10.11%,是磷的主要存在形态,有机磷在有机质中比例相对稳定。沉积物不同粒径与沉积物有机质、不同形态氮、磷的结合程度存在差异。沉积物中C/N平均值为39.04±33.70,有机质大部分来自于陆生高等植物,洪泽湖、高邮湖、骆马湖、邵伯湖、阳澄湖、滆湖、长荡湖、三氿、昆承湖沉积物中的磷主要来自外源输入,微山湖、白马湖、石臼湖与固城湖沉积物中磷主要来自于湖泊内部,外源输入较少。⑶大部分东部平原湖泊受到不同程度的有机氮污染,部分湖泊表层沉积物受到不同程度的有机污染。微山湖和白马湖表层沉积物由于含有很高的Corg和TN,氮污染指数和有机污染指数明显高于其他采样湖泊。应加强对湖泊入水的监管,并对围网养殖等活动做出科学规划,防止湖泊沉积物有机污染进一步恶化。⑷东部平原湖泊表层沉积物中SOEF-N平均含量为565.72±312.72mg/kg,是TTN的主要组成部分,SOEF-N:WAEF-N:SAEF-N:IEF-N=4.56:2.23:1.30:1。不同湖泊表层沉积物中IEF-N含量差异较大,TTN变幅也较大,表明东部平原湖泊沉积物中氮释放风险不同,释放潜力也相差较大。东部平原湖泊表层沉积物TTN占TN的60.41±15.51%,但不同流域湖泊沉积物TTN占TN比例差异较大,主要受湖泊沉积物有机质及总氮含量的影响,同时受到流域水文特征、沉积物粒度等自然因素和人类活动的影响。⑸对东部平原湖泊聚类分析,Corg、TN、TP、CN和 NP表现出不同的流域特点,主要受自然环境条件的差异如水草分布、水动力状况及人为因素如工农业污水、生活污水的排放、大规模的围网养殖和采砂活动、航运等的影响。
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