长江口潮滩沉积物-水界面营养盐环境生物地球化学过程(刘敏,许世远,侯立军著)思维导图
长江中下游地区浅水湖泊生源要素的生物地球化学循环
长江中下游地区浅水湖泊生源要素的生物地球化学循环一、本文概述Overview of this article本文旨在深入探讨长江中下游地区浅水湖泊生源要素的生物地球化学循环。
长江中下游地区作为中国的重要经济和文化中心，其浅水湖泊生态系统对于区域生态环境和经济发展具有至关重要的影响。
本文将对这一区域内浅水湖泊中的生源要素（如碳、氮、磷等）的生物地球化学循环过程进行系统的阐述和分析。
This article aims to explore in depth the biogeochemical cycles of biogenic elements in shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River. As an important economic and cultural center of China, the shallow lake ecosystem in the middle and lower reaches of the Yangtze River has a crucial impact on the regional ecological environment and economic development. This article will systematically elaborate and analyze the biogeochemical cycling process of biogenic elements (such as carbon, nitrogen, phosphorus, etc.) inshallow lakes in this region.我们将概述长江中下游地区浅水湖泊的基本特征，包括湖泊的水文条件、生态环境和生源要素的分布状况。
在此基础上，我们将深入探讨这些湖泊中生源要素的生物地球化学循环过程，包括生源要素的输入、转化、输出和积累等关键环节。
长江口浮游植物群落特征及影响因素分析
第39卷第1期大连海洋大学学报Vol.39No.1 2024年2月JOURNAL OF DALIAN OCEAN UNIVERSITY Feb.2024DOI:10.16535/ki.dlhyxb.2023-171文章编号:2095-1388(2024)01-0124-10长江口浮游植物群落特征及影响因素分析邵海燕1,王卿2,高春霞1,3,4,赵静1,4∗(1.上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;2.上海市环境科学研究院,上海201306;3.大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室,上海201306;4.长江口水生生物资源监测与保护联合实验室,上海201306)摘要:为了解长江口浮游植物的群落组成㊁结构特征㊁时空分布及关键影响驱动因子,基于20182020年8月(夏季)㊁11月(秋季)长江口浮游植物调查数据,运用群落多样性分析指标及广义加性模型(generalized additive models,GAM)探究了长江口浮游植物群落特征及与各影响因子间的关系㊂结果表明:本次调查共采集浮游植物8门99属185种,其中,硅藻门(Bacillariophyta)㊁蓝藻门(Cyanophyta)和绿藻门(Chlorophyta)是主要的浮游植物类群,优势种主要包括中肋骨条藻(Skeletonema costatum)㊁颗粒直链藻(Aulacoseira granulata)㊁具槽直链藻(Melosira sulcata)㊁小环藻(Cyclotella sp.)和衣藻(Chlamydo-monas sp.)等,其中中肋骨条藻长期占绝对优势;在时间上,夏季浮游植物丰度和种类数显著高于秋季(P<0.05),但秋季浮游植物群落多样性指数和丰富度指数更高,分布更均匀;在空间上,浮游植物平均丰度整体上呈现东滩>南支>北支的分布格局;GAM分析显示,在夏季,水温(Tem)㊁酸碱度(pH)和氮磷比(TN/TP)是显著影响长江口浮游植物丰度分布的环境因子(P<0.05),其中TN/TP的贡献率最高(71.86%),在秋季,盐度(Sal)㊁溶解氧(DO)和化学需氧量(COD Mn)是显著影响长江口浮游植物丰度分布的环境因子(P<0.05),其中DO的贡献率最大(48.48%)㊂研究表明,长江口浮游植物群落的组成㊁结构㊁时空分布及影响因素存在季节差异,本研究结果可为掌握长江口浮游植物资源动态提供参考依据㊂关键词:浮游植物;群落特征;影响因素;广义加性模型;长江口中图分类号:S932.7㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀浮游植物是水生生态系统食物链营养级的能量基础和主要初级生产者,并通过为鱼㊁虾和贝等水生生物提供摄食饵料和必要能量,参与水生生态系统碳循环和能量流动的关键环节,在河口生态系统中发挥着至关重要的作用[1]㊂浮游植物因其种群世代周期短,对环境变化敏感并能做出迅速反应,其群落结构和功能的长期演替可以看作是对生态干扰的一种响应,因此,浮游植物可作为生态监测的指示生物[2]㊂长江口是中国最大的河口,位于黄海与东海交汇处,此处洋流与径流共存,受长江径流冲淡水㊁外海高盐水㊁苏北与杭州湾大陆沿岸流㊁台湾暖流消长变化㊁黑潮余脉和黄海冷水团等不同水文性质的耦合水系交汇影响,长江口物质与能量交换活跃,演变机制复杂多变,水文环境敏感脆弱[3],浮游植物生态类群十分丰富㊂丰水期,其径流强盛,浮游植物淡水种被冲入高盐海区而在外海短暂出现;枯水期,浮游植物海洋种因潮汐作用混入河口[4]㊂随着社会和经济的高速发展,在自然过程和人为扰动的作用下,长江口浮游植物赖以生存的水体环境发生了显著变化,由于气候变暖㊁工农业污废水排放及水利枢纽工程建设等原因,长江口水域水沙分布节律发生改变[5],富营养化问题日益严重[6],藻华现象和有害赤潮频发,持续时间长且规模范围变广[7],浮游植物群落也呈现了明显的演变特征[8]㊂浮游植物的变化又会产生一系列生理生态学响应,将进一步影响长江口水体水质㊁上层食物网的运营㊁水生生态系统结构和服务功能的稳定性㊂因此,研究长江口生态变化背景下浮游植物群落对影响因子的响应机制成为水生生态学的热点方向[9],但近年来的研究存在时间跨度较小,研究重点多集中在环境因子上行控制的线性相关层面等问题[10],然而,物种与环境关系极其复杂,多数呈非单调关系㊂本研究中基于2018 2020年㊀收稿日期:2023-07-23㊀基金项目:上海市科委高校地方能力建设项目(21010502200,2310502500);上海市科学技术委员会项目(20dz1204703)㊀作者简介:邵海燕(1998 ),女,硕士研究生㊂E-mail:2714062287@㊀通信作者:赵静(1984 ),女,博士,讲师㊂E-mail:jzhao@夏㊁秋季长江口浮游植物及环境实测数据,运用广义加性模型(generalized additive models,GAM)探究驱动长江口浮游植物资源时空分布格局形成的关键要素,以期为长江口水生生物资源的可持续利用和科学管理提供参考㊂1㊀材料与方法1.1㊀调查时间及站位设置本研究中的浮游植物及环境数据均源于2018 2020年间8月(夏季)和11月(秋季)在长江口开展的实测调查,每个航次设置14个采样站位(图1),长江口是一个呈三级分汊㊁四口入海形势的三角洲河口,其河槽被崇明岛分为南支和北支,南支由长兴岛和横沙岛分为南港和北港,南港又被九段沙分为南槽和北槽,崇明岛东边口门处的湿地为东滩,故根据采样位置可将站点大致分为3个区:北支(中段Z4㊁Z5,近口门Z7,江海分界Z13㊁Z15)㊁东滩(Z17㊁Z18)㊁南支(中段Z1,北港Z3㊁Z6㊁Z19,江海分界Z9㊁Z14㊁Z16)㊂图1㊀长江口浮游植物采样站点分布Fig.1㊀Distribution of sampling stations for phyto-plankton in the Yangtze River Estuary1.2㊀方法1.2.1㊀水质指标的采集与测定㊀使用采水器于每个站位水面下0.5m处采集浮游植物定量样品,采样后将样品转移至1L采样瓶中,现场加入1.5%的鲁哥氏液进行固定,静置24h后采用虹吸法将样品浓缩至50mL,在浓缩样品中加入体积分数为4%的甲醛并保存㊂环境水体取样方法参照‘海洋监测规范“第三部分(GB17378.3 2007),采用WTW Multi3430水质测试仪现场测定表层水温(Tem)㊁盐度(Sal)㊁pH和溶解氧(DO),其余水样带回实验室,采用过硫酸钾氧化法测定总氮(TN)㊁总磷(TP)含量,采用碱性高锰酸钾法测定化学需氧量(COD Mn)㊂1.2.2㊀优势度及多样性指数的计算㊀浮游植物丰度以每升水中出现的个体数(ind./L)表示,优势度(Y)㊁Shannon-Wiener多样性指数(Hᶄ)㊁Mar-galef丰富度指数(D)和Pielou均匀度指数(J)[11]计算公式为㊀㊀Y=(n i/N)ˑf i,(1)㊀㊀Hᶄ=-ðS i=1n i N log2n i N,(2)㊀㊀D=(S-1)/log2N,(3)㊀㊀J=Hᶄ/log2S㊂(4)式中:n i为第i种的个体数;N为所有种类的总个体数;S为总种类数;f i为第i种在各采样点出现的频率㊂选取Y>0.02的藻种为调查区的优势种[12]㊂1.2.3㊀模型构建与筛选㊀由于长江口浮游植物资源季节差异明显,故本研究中利用GAM模型探讨造成此差异的原因㊂以浮游植物丰度作为GAM的响应变量,鉴于水温会影响浮游植物细胞新陈代谢的化学反应速率[13],盐度会影响藻类的渗透压生理反应[14],溶解氧和化学需氧量是浮游植物生存不可或缺的必要条件[15],pH过低会诱导海洋有毒藻类的暴发[16],氮㊁磷等营养盐是浮游植物繁殖发育的物质基础[17],风速通过搅动底质可以降低浮游植物对光的吸收和促进其对营养盐的二次利用[18],故选择水温㊁盐度㊁溶解氧㊁酸碱度㊁化学需氧量㊁氮磷比及风速(WS)作为模型的解释变量,GAM的全因子表达式为ln(abundance)=s(Tem)+s(Sal)+s(DO)+㊀㊀㊀s(pH)+s(COD Mn)+s(TN/TP)+s(WS)㊂(5)式中:s为自然样条平滑函数;Tem为水温;Sal为盐度;DO为溶解氧;pH为酸碱度;COD Mn为化学需氧量;TN/TP为氮磷比;WS为风速㊂分布模式选择高斯(Gaussian)分布㊂本研究中,采用方差膨胀因子(variance infla-tion factor,VIF)分季节对影响因子进行共线性检验[19],检验的临界值选择为10,当有因子的VIF 阈值大于10时认为存在共线性[20],移除方差膨胀系数最大的因子再次进行共线性检验,依次往下筛选,直至影响因子间不存在共线性㊂将经过筛选后的解释变量通过逐步向后回归法分别放入GAM,利用赤池信息准则(akaike information criterion,521第1期邵海燕,等:长江口浮游植物群落特征及影响因素分析AIC)最小原则选择最佳拟合模型[21]㊂1.3㊀数据处理试验数据均以平均值ʃ标准误(mean ʃS.E.)表示,采用SPSS 26.0软件进行数据统计与差异分析㊂采用Arcmap 10.8软件绘制浮游植物采样站点及资源分布图,采用R 4.2.0软件完成GAM 的构建与筛选㊂由于试验数据不符合正态分布(Shapiro-Wilktest),故选择Mann-Whitney U 检验和Kruskal-Wal-lis H 检验进行组间多重比较㊂显著性水平设为0.05,极显著水平设为0.01㊂2㊀结果与分析2.1㊀长江口水环境因子的变化从时间上看,夏季和秋季间除化学需氧量和风速无显著性差异外(P >0.05),其余各项环境因子均存在显著性差异(P <0.05);从空间上看,水温㊁盐度和风速在南支和北支间存在显著性差异(P <0.05),盐度和风速在北支和东滩间也存在显著性差异(P <0.05),其余各项环境因子在不同区域中均无显著性差异(P >0.05);夏季水温显著高于秋季,南支的水温显著高于北支;而秋季盐度显著高于夏季,北支盐度显著高于东滩和南支(表1)㊂表1㊀长江口水环境因子的变化Tab.1㊀Environmental factor change in the Yangtze River Estuary时间和空间time and space水温/ħtemperature盐度salinity溶解氧/(mg㊃L -1)DO酸碱度pH化学需氧量/(mg㊃L -1)COD Mn氮磷比TN /TP风速/(m㊃s -1)WS季节season 夏季27.50ʃ3.45a 7.43ʃ9.72a7.49ʃ0.68a 8.02ʃ0.12a 4.34ʃ1.3930.39ʃ17.09a 2.66ʃ1.54秋季14.17ʃ2.62b 10.87ʃ9.60b 10.13ʃ0.67b 8.02ʃ0.88b 4.04ʃ1.7722.25ʃ23.84b2.58ʃ1.32北支19.07ʃ7.57a 20.55ʃ6.81a 9.13ʃ1.647.93ʃ1.02 4.11ʃ1.5624.17ʃ12.88 1.99ʃ0.89a 区域area东滩22.28ʃ6.88ab 4.21ʃ4.81b8.56ʃ1.288.07ʃ0.10 4.67ʃ2.0825.66ʃ21.75 2.84ʃ1.57b南支21.68ʃ7.05b2.43ʃ3.03bc 8.65ʃ1.378.06ʃ0.184.11ʃ1.4528.05ʃ25.23 3.02ʃ1.57bc㊀注:同列中标有不同字母者表示相同时间或空间上组间存在显著性差异(P <0.05),标有相同字母和未标字母者表示组间无显著性差异(P >0.05)㊂Note:Means with different letters in the same column are significant differences between groups over the same time or space (P <0.05),and meanswith the same letter and without letter are not significant difference between the groups (P >0.05).2.2㊀长江口浮游植物的群落组成调查期间共鉴定出浮游植物8门99属185种,其中硅藻门(Bacillariophyta)40属86种,占所有物种数的46%;绿藻门(Chlorophyta)27属44种,占比24%;蓝藻门(Chlorophyta)10属22种,占比12%(图2(a))㊂2018年,夏季共鉴定出浮游植物6门42属60种,秋季共鉴定出6门33属45种;2019年,夏季共鉴定出6门39属50种,秋季共鉴定出5门31属33种;2020年,夏季共鉴定出8门78属134种,秋季共鉴定出8门47属69种(图2(b))㊂调查期间,长江口浮游植物种类数夏季的中位数显著高于秋季(P <0.05)㊂2018 2020年的夏季和秋季,长江口浮游植物优势种共有中肋骨条藻(Skeletonema costatum )㊁颗粒直链藻(Aulacoseira granulata )㊁具槽直链藻(Melosira sulcata )㊁小环藻(Cyclotella sp.)和衣藻(Chlamydomonas sp.)等18种,主要隶属于硅藻门㊁蓝藻门㊁绿藻门和隐藻门(Cryptophyta),均属于富营养化水体常见种㊂其中,硅藻门的中肋图2㊀长江口浮游植物种类组成Fig.2㊀Phytoplankton species composition in the Yangtze River Estuary621大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷骨条藻在调查期间稳定出现,为常年优势种,分别在2018年夏季(Y =0.81)㊁2018年秋季(Y =0.51)及2020年夏季(Y =0.18)占据第一优势种地位;蓝藻门的两端细颤藻(Oscillatoria sp.)在2019年夏季为第一优势种(Y =0.14);小环藻在2019年秋季为绝对优势种(Y =0.20);具槽直链藻和颗粒直链藻在2020年秋季均为绝对优势种(Y =0.11)㊂秋季仍以适低温的硅藻为主要优势种,夏季优势种门类组成更加丰富,适高温的蓝藻门明显增多,隐藻门的两种藻类仅在2019年成为优势种(表2)㊂表2㊀长江口浮游植物优势种及优势度(Y )Tab.2㊀Dominant species and species dominance (Y )of phytoplankton in the Yangtze River Estuary门phylum 优势种dominant species2018年2019年2020年夏季summer 秋季autumn 夏季summer 秋季autumn 夏季summer 秋季autumn中肋骨条藻(Skeletonema costatum )0.810.510.050.150.180.07小环藻(Cyclotella sp.)0.040.060.20具槽直链藻(Melosira sulcata )0.040.080.11硅藻门(Bacillariophyta)颗粒直链藻(Aulacoseira granulata )0.030.070.11尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens )0.030.06江河骨条藻(Skeletonema potamos )0.03洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus )0.04扭曲小环藻(Cyclotella comta )0.03琼氏圆筛藻(Coscinodiscus jonesianus )0.03伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)0.050.05大颤藻(Oscillatoria major )0.04蓝藻门(Cyanophyta)细小平裂藻(Merismopedia tenuissima )0.03两端细颤藻(Oscillatoria sp.)0.14微囊藻(Microcystis sp.)0.02绿藻门(Chlorophyta)衣藻(Chlamydomonas sp.)0.030.060.05小球藻(Chlorella sp.)0.03隐藻门(Cryptophyta)尖尾蓝隐藻(Chroomonas acutauterm )0.030.09啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa )0.032.3㊀长江口浮游植物群落的多样性指数2018 2020年夏季长江口浮游植物群落的Shannon 指数平均值分别为0.86㊁1.90㊁2.98,秋季分别为1.65㊁1.82㊁2.99;夏季Margalef 指数平均值分别为0.93㊁1.02㊁4.31,秋季分别为0.90㊁0.69㊁5.14;夏季Pielou 指数平均值分别为0.31㊁0.71㊁0.85,秋季分别为0.66㊁0.83㊁0.86㊂从时间上看,秋季长江口浮游植物群落的Shannon 指数㊁Margalef 指数及Pielou 指数平均值(分别为2.15㊁2.24㊁0.78)均高于夏季(分别为1.91㊁2.09㊁0.62),其中仅Pielou 指数中位数在夏㊁秋季间有显著性差异(P <0.05)(图3)㊂2.4㊀长江口浮游植物丰度的时空分布2018年夏㊁秋季长江口浮游植物平均丰度分别为5.76ˑ106㊁4.46ˑ105ind./L,2019年夏㊁秋季平均丰度分别为1.33ˑ106㊁2.19ˑ105ind./L;2020年㊀∗表示中位数与夏季有显著性差异㊂㊀∗indicates significant differences from median of summer.图3㊀长江口浮游植物群落的多样性指数Fig.3㊀Phytoplankton community diversity index in theYangtze River Estuary夏㊁秋季平均丰度分别为4.23ˑ103㊁6.04ˑ102ind./L;北支㊁东滩㊁南支浮游植物平均丰度分别为9.79ˑ105㊁1.70ˑ106㊁1.40ˑ106ind./L㊂时间分布上,夏季长江口浮游植物丰度显著高于秋季(P <0.05);空间分布上,浮游植物平均丰度整体上呈东滩>南支>北支的格局,但各区域间无显著性差异(P >0.05),在秋季这一空间分布格局更为明显(图4)㊂721第1期邵海燕,等:长江口浮游植物群落特征及影响因素分析图4㊀长江口浮游植物丰度的时空分布Fig.4㊀Spatial and temporal distribution of phytoplankton abundance in the Yangtze River Estuary2.5㊀长江口浮游植物丰度与影响因子的最优模型本研究中选取的7个影响因子中,夏季影响因子的VIF阈值均小于10,秋季水温和溶解氧的VIF 阈值均大于10,其余5个影响因子的阈值均小于10㊂移除秋季GAM中VIF阈值最大的水温影响因子后,各影响因子阈值均小于10(表3)㊂最佳拟合模型相关参数如表4所示,其中,夏季最佳模型影响因子组合是Tem+Sal+DO+pH+ TN/TP,其中,Tem㊁pH和TN/TP对长江口浮游植物丰度有极显著性影响(P<0.001),该模型的偏差解释率为86.7%,其中TN/TP的贡献率最大,821大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷为71.86%;秋季最佳模型影响因子组合是Sal +DO +COD Mn ,3个因子对长江口浮游植物丰度均有极显著性影响(P <0.001),该模型的偏差解释率为80.0%,其中溶解氧贡献率最大,为48.48%㊂表3㊀模型解释变量共线性检验Tab.3㊀Collinearity test of model explanatory variables季节seasonVIF 阈值VIF threshold value水温Tem盐度Sal溶解氧DO酸碱度pH化学需氧量COD Mn氮磷比TN /TP风速WS夏季summer6.512.22 5.221.34 1.43 1.30 1.52秋季autumn 12.77 1.7612.18 1.08 1.11 1.03 1.241.671.771.081.111.031.24㊀注: 表示移除该因子㊂Note: denotes detachment of this factor.表4㊀各季节最佳拟合模型相关参数Tab.4㊀Related parameters of the optimal model in each season季节season关键解释变量key explanatory variable估计自由度degree of freedomP 值P value赤池信息准则AIC偏差解释/%deviance explained相对贡献率/%relative contribution rate水温Tem5.5020.0002∗∗∗4.74盐度Sal1.8280.2160.75夏季summer溶解氧DO1.0000.302301.9786.713.90酸碱度pH 2.0430.0007∗∗∗8.75氮磷比TN /TP6.853<2ˑ10-16∗∗∗71.86盐度Sal3.011<2ˑ10-16∗∗∗19.09秋季autumn溶解氧DO 6.669<2ˑ10-16∗∗∗308.7180.048.48化学需氧量COD Mn4.933<2ˑ10-16∗∗∗32.43㊀Note:∗,P <0.05;∗∗,P <0.01;∗∗∗,P <0.001.2.6㊀长江口浮游植物丰度与影响因子的关系GAM 分析表明:夏季,长江口浮游植物丰度与水温㊁TN /TP 呈现双波峰的非线性关系,浮游植物丰度随着水温的升高整体呈现先升高再降低的趋势,即丰度在28.5ħ达到峰值后开始下降(图5(a));浮游植物丰度与pH 呈非线性正相关,在pH 达到8.1时,丰度增速减缓(图5(b));在TN /TP <16之前,浮游植物丰度与其呈负相关,当TN /TP 值为16左右时,浮游植物丰度达到最低值,随后丰度随TN /TP 值的增加而增大并最终趋于平稳(图5(c))㊂图5㊀不同季节最佳GAM 模型的显著性影响因子与长江口浮游植物丰度的关系Fig.5㊀Relationship between the significant influencing factor of optimal GAM model and phytoplankton abundance in dif-ferent seasons in the Yangtze River Estuary921第1期邵海燕,等:长江口浮游植物群落特征及影响因素分析㊀㊀秋季,长江口浮游植物丰度与盐度㊁DO和COD Mn均呈非线性关系,整体上与盐度呈负相关(图5(d)),与DO呈正相关(图5(e)),且随COD Mn的升高浮游植物丰度呈先降低后升高的趋势,并在COD Mn为2.2mg/L时浮游植物丰度达到最低值(图5(f))㊂3㊀讨论3.1㊀长江口浮游植物群落的变动格局本研究的时间格局上,长江口浮游植物种类数与丰度存在季节性差异,夏季浮游植物的丰度与种类数显著高于秋季,优势种门类组成也更丰富,除了具低温耐受性的河口半咸水类群的硅藻外,部分暖水性淡水种也明显增多㊂产生这一现象的原因主要包括两个方面:一是,夏季降水充沛,致使长江地表径流强盛,陆源中的有机泥沙随着岸边带水位的抬升(垂向扩散与混合)及冲淡水的水平迁移汇入河口,为浮游植物的生长发育提供了充裕的氮㊁磷等营养物质,故而使得作为水体富营养化标志的一些耐污性小型蓝藻成为优势种[22];二是,长江口夏㊁秋季监测站位的平均水温分别为27.50㊁14.17ħ,适宜的高温可以通过良好的光合作用来提高浮游植物代谢活性并延长其生长时间,随着温度的升高,硅藻的优势逐渐受到抑制,蓝藻和绿藻的生长发育被促进,这是因为不同的藻种有着各自不同的适温范围,蓝藻㊁绿藻(25~ 35ħ)比硅藻(15~25ħ)对高温具有更强的耐受性[23],故部分物种会出现季节性生消导致浮游植物群落组成发生变化㊂广盐性的隐藻仅在2019年成为优势种,从当时的水体环境分析, 2019年尤其是秋季盐度在调查期间处于最高水平,高盐度使得对高盐水有着较好适应能力的尖尾蓝隐藻(Chroomonas acutauterm)和啮蚀隐藻(Crypto-monas erosa)迅速繁殖和暴发㊂本研究中,秋季长江口浮游植物群落的Shan-non指数㊁Margalef指数及Pielou指数平均值均高于夏季,虽然夏季有着比秋季更高的丰度和种类数,但多样性指数是反映生境物种数目和各物种相对丰度两个维度信息上的综合指标,更关注的是均匀生境下的物种数目[24],故出现此现象的原因可能是由于夏季物种之间的丰度分布不均匀㊁物种局部聚集所致,而秋季多样化的群落更能维持生态系统的稳态,这与刘笑等[25]的研究结果相类似㊂本研究中,2020年长江口浮游植物的种类数及Shan-non㊁Margalef和Pielou指数均较其他两年高,而丰度较其他两年低,数据信息产生变动的主要原因之一可能是2020年的调查站位与往年发生了细微变动,如Z1站位更往东偏移㊂空间格局上,长江口南支的浮游植物资源丰度大于北支,且秋季此趋势更为明显,这与李照等[26]的研究结果存在差异,可能是因为二者的研究区域和调查时间不同㊂由于长江口北支河道较南支陡而窄,径流冲淡水分流量少㊁流速慢且紊动强度低,受咸潮影响大,盐水入侵[27]造成北支分汊河道与南支的盐度格局迥异,秋季枯水期尤为明显,北支的高盐度对浮游植物的生长造成了一定制约,故北支的浮游植物丰度较南支低㊂3.2㊀长江口浮游植物丰度分布的主要影响因素本研究中GAM结果表明,夏季,浮游植物丰度虽在20.0~28.5ħ较适宜的水温范围内,随着水温的升高大幅增加,但当温度超过绝大多数藻类的耐受范围后,高温会抑制浮游植物代谢酶活性及营养盐利用率,还会导致水体缺氧[28],故使浮游植物丰度迅速下降㊂氮㊁磷等营养盐是浮游植物生长的物质基础,贯穿了浮游植物光合作用㊁能量储备㊁细胞分裂及沉降消解等生长的全过程[29]㊂有研究表明,海洋生物地球化学循环会改变长江口营养盐的形式及比例(如N/Si及N/P),使得溶解态硅的通量大幅下降,DIN和磷酸盐含量升高,而在较高营养水平的水体中,种群生物量的增加会导致群落多样性下降[30]㊂TN/TP是影响浮游植物资源分布的潜在限制性环境因子,夏季丰水期流量大,水体获得空气中的氧气较快,泥沙含量处于较高水平,从而提高了浮游植物对氮㊁磷等营养物质的可获得性,故TN/TP在夏季比在秋季对浮游植物的影响更为显著㊂关于对浮游植物养分潜在相对限制的观点,不同学者间存在差异㊂如张光贵[28]研究认为,水体TN/TP低于9时就可能存在氮限制,高于21时表现为磷限制;Bergström[31]研究表明,TN/TP大于10时为磷限制,而小于10时则为氮限制;曾辉[32]认为,藻类是按Redfield比例吸收海洋中的营养元素,当其周围水体的碳㊁氮㊁磷(CʒNʒP)循环比率为106ʒ16ʒ1时,细胞接近饱和营养增长,当氮㊁磷比超过16后,即存在磷限制,一般而言,河流中常为磷限制,海洋中主要为氮限制㊂本研究中,长江口夏㊁秋季TN/ TP的平均值分别为30.39㊁22.25,且GAM结果表明,夏季,在TN/TP达到16之前浮游植物丰度031大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第39卷与其呈负相关,超过16后丰度随TN/TP比值的增加而增大,并在TN/TP为35左右时丰度趋于平缓㊂综合考虑,长江口磷相对缺乏,磷成为浮游植物生长的潜在相对限制性营养盐㊂盐度在一定程度上影响着藻类的季节分布和渗透压生理反应,不同浮游植物的盐度效应亦有所差异,低盐度一般有利于淡水种与河口半咸水种生长,而高盐度较适合外洋性浮游植物类群的生长[33]㊂王金辉[34]研究认为,盐度是影响长江口浮游植物群落组成及时空序列变化的最重要环境因子㊂本研究中GAM结果表明,盐度对秋季浮游植物丰度的影响较夏季大,是影响长江口浮游植物秋季丰度分布的重要制约因素㊂溶解氧是影响秋季浮游植物丰度分布的主导因子,温度越高,水体含氧量越少,溶解氧未成为夏季浮游植物丰度重要影响因子的原因,可能是由于夏季受营养盐的影响较大,溶解氧在当季的影响因子排序中重要性相对下降㊂本研究中,GAM在量化响应变量长期动态趋势方面有良好效果,在甄别不同季节的多解释变量不同作用及重要程度上具有较大优势,但由于本研究中调查数据时间序列较短,同时,浮游植物受水流影响较大,又缺乏波浪及水流等数据,可能会使GAM结果缺少普适性㊂后续研究应不断积累有效数据,并将多物种的空间模型考虑进来,进一步揭示长江口浮游植物对影响因子的响应规律㊂4 结论1)本次调查共采集浮游植物8门99属185种,以硅藻门㊁蓝藻门和绿藻门为主,优势种中,中肋骨条藻长期占绝对优势㊂浮游植物种类组成㊁群落结构及生物丰度随季节变化呈现明显的差异㊂2)GAM结果显示,上行效应中,水温㊁酸碱度和氮磷比是驱动夏季浮游植物群落变化的决定性控制因子;盐度㊁溶解氧和化学需氧量是影响秋季浮游植物资源分布的主导因子㊂对不同季节关键影响因子的识别与分析,有助于进一步理解生态环境变化背景下近海浮游植物群落的演变格局㊂参考文献:[1]㊀林峰竹,吴玉霖,于海成,等.2004年长江口浮游植物群落结构特征分析[J].海洋与湖沼,2008,39(4):401-410.㊀㊀㊀LIN F Z,WU Y L,YU H C,et al.Phytoplankton community struc-ture in the Changjiang Estuary and its adjacent waters in2004[J].Oceanologia et Limnologia Sinica,2008,39(4):401-410.(in Chi-nese)[2]㊀SUIKKANEN S,LAAMANEN M,HUTTUNEN M.Long-term chan-ges in summer phytoplankton communities of the open northern Baltic Sea[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,2006,71(3): 580-592.[3]㊀ZHANG Z R,ZHOU M,ZHONG Y,et al.Spatial variations of phy-toplankton biomass controlled by river plume dynamics over the lower Changjiang Estuary and adjacent shelf based on high-resolu-tion observations[J].Frontiers in Marine Science,2020,7: 587539.[4]㊀UNDERWOOD G J C,KROMKAMP J.Primary production by phy-toplankton and microphytobenthos in estuaries[M]//Advances in Ecological Research.Amsterdam:Elsevier,1999:93-153. 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崇明东滩大型底栖动物食源的稳定同位素示踪
第23卷 第2期自 然 资 源 学 报Vol123No12 2008年3月JOURNAL OF NAT URAL RES OURCES Mar.,2008 崇明东滩大型底栖动物食源的稳定同位素示踪余 婕1,刘 敏13,侯立军2,许世远1,欧冬妮1,程书波1(1.华东师范大学地理学系,教育部地理信息科学重点实验室,上海200062;2.华东师范大学河口海岸科学研究院,上海200062)摘要:利用稳定同位素示踪技术,对崇明东滩盐沼湿地夏季不同生境大型底栖动物的食物来源和营养结构进行了初步研究。
结果显示,表层沉积有机质稳定碳、氮同位素组成分别在-21.3‰～-24.2‰、4.6‰～5.6‰,不同生境下存在一定差异。
植物体各组织的同位素值存在差异,在判别食物来源时需要注意,不能简单地以植物叶片值来代替整个植株。
大型底栖动物的δ13C值为-14.7‰～-23.6‰,表现出食物来源的差异。
总体上说,湿地优势植物的活植物体不是大型底栖动物的主要食物来源,沉积有机质是大部分底栖消费者的食物基础。
底栖动物的氮同位素能较好地反映其食性和营养级,计算出崇明东滩大型底栖动物营养级在2.0～3.7,为一级消费者和二级消费者。
关 键 词:海洋生物学;底栖动物;食源;营养级;碳同位素;氮同位素;崇明东滩中图分类号:Q178.53 文献标识码:A 文章编号:1000-3037(2008)02-0319-08了解生态系统中物种间的营养关系是建立复杂食物网的主要途径,对于生物资源的管理和保护有着重大的意义。
研究食源的传统方法主要是消化道内含物法,它的优点是直观,但采样量大,带有偶然性,且结果倾向于保留在消化道内的难消化食物[1,2]。
近年来使用的稳定同位素示踪法,所取的样品是生物体的一部分或全部,得到的数据反映的是生物长期生命活动的结果[3],且可以分析食物网的基础[4]。
利用消费者和其食物的碳稳定同位素比值接近,可确定消费者的食物来源,而消费者的氮同位素比值随营养级升高有明显的富集,可用来确定食物网的结构和营养级[5]。
近30年来东海长江口泥质区浮游植物生产力与群落结构变化的生物标志物记录
摘!要#!随着人类活动的增加和全球气候变化的加剧$东海生态环境受到了人类活动和自然环境变化的双重影响&本文 选择位于东海长江口泥质区的柱状样 )4=?5进行生物标志物分析$利用多种生物标志物含量及相对比例重建了东海近=" 年!5H6=+#"5"年"浮游植物生产力*群落结构和陆源输入相对贡献的变化$并探究人类活动与自然因素产生的综合影响& 结果表明#近="年来$浮游植物生产力呈现上升趋势%约5HH#+#""5年$硅藻比例下降*甲藻比例上升$约#""5年后硅藻 比例上升*甲藻比例下降&陆源有机质含量在约5HH#+#""<年呈现增加趋势$约#""<年后相对降低%海源有机质含量则 呈现持续增加趋势&东海近="年来浮游植物生产力的升高主要是因为人类活动剧增与上升流引发东海营养盐输入量增 加&群落结构与陆源有机质含量交替变化可能是由不同年份人类活动与自然因素的作用强度不同导致的& 关键词#!东海泥质区%浮游植物生产力%群落结构%生物标志物%人类活动%上升流 中图法分类号#!$>=:9<!!!!!文献标志码#!+!!!!!文章编号#!5:>#?!5><!#"#"""#?"6!?5" !"##!5"95:<<5'@9ABCD9EFG89#"5H"5:< 引用格式#!郭新宇$张海龙$李莉$等9近="年来东海长江口泥质区浮游植物生产力与群落结构变化的生物标志物记录 (;)9中国海洋大学学报!自然科学版"$#"#"$!"!#"#6!?H<9 I/(NDB?3J$Z4+.I 4KD?,TBL$,',D$7PKR9\DTYKQC7QQ7ATQFVTUWE[PTWRKBCPTBWQTFJAPDSDP[KBFATYYJBDP[VPQJAPJQ7 AEKBL7VDBPE7YJFKQ7KTUPE73KBLPg7&DS7Q%VPJKQ[DBPE7%KVP*EDBK17KFJQDBLPE7RKVP="[7KQV(;)9$7QDTFDAKRTU(A7KB /BDS7QVDP[TU*EDBK$#"#"$!"!#"#6!?H<9
长江口潮滩湿地-大气界面碳通量特征
长江口潮滩湿地-大气界面碳通量特征长江口潮滩湿地-大气界面碳通量特征选择长江河口崇明东滩为典型研究区域,使用原位静态箱-气相色谱法,对长江河口潮滩湿地-大气界面碳通量(CH4和CO2)进行了为期一年的现场观测实验.结果表明,观测期内,崇明东滩低潮滩(CM-3)表现为碳的吸收汇,平均碳通量为-13.23 mg·m-2·h-4,且有明显的变化特征,8月为碳吸收的高峰期,2月碳的通量值最低;虽然低潮滩CH4年平均排放通量仅为0.04mg·m-2·h-1,在碳通量中所占比例很小,但却是大气CH4的持续排放源.中潮滩(CM-2)为大气CH4的排放源,在7月达到排放高峰;对CO2而言,光照条件下(明箱)以吸收为主,而无光照时(暗箱)中潮滩是CO2的排放源.中潮滩湿地-大气界面碳的年平均交换通量为51.79 mg·m-2·h-1,显著高于低潮滩,植被和有机质含量的不同是导致两者差异的主要原因.温度和光照是影响碳通量及其季节变化的重要因素.海三棱藨草植株和中、低潮滩藻类的光合作用均显著促进了潮滩对大气碳的吸收.作者：杨红霞王东启陈振楼陈华王军许世远杨龙元YANG Hongxia WANG Dongqi CHEN Zhenlou CHEN Hua WANG Jun XU Shiyuan YANG Longyuan 作者单位：杨红霞,王东启,陈振楼,陈华,王军,许世远,YANG Hongxia,WANG Dongqi,CHEN Zhenlou,CHEN Hua,WANG Jun,XU Shiyuan(华东师范大学资源与环境科学学院,地理信息科学教育部重点实验室,上海,200062)杨龙元,YANG Longyuan(中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京,210008)刊名：环境科学学报 ISTIC PKU 英文刊名： ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE 年，卷(期)： 2006 26(4) 分类号： X142 关键词：长江口潮滩湿地-大气界面碳通量。
长江河口盐沼湿地酸挥发性硫化物的时空分布特征及影响因素
长江河口盐沼湿地酸挥发性硫化物的时空分布特征及影响因素王永杰;郑祥民;周立旻;翟立群;钱鹏;吴永红【摘要】以长江河口典型潮间带(崇明东滩湿地)不同地貌单元植被根际柱样沉积物(0～33 cm)为研究对象,探讨了长江河口潮间带表层沉积环境中酸挥发性硫化物(AVS)的时空间变化特征及其与环境因子的关系.结果表明,不同植被根际沉积物中AVS含量存在显著季节变化,表现为:互花米草大于海三棱蔗草和芦苇.各采样点根际沉积物中AVS含量垂向变化为:高潮滩芦苇,随深度的增加而降低；中潮滩互花米草与海三棱蔗草,随深度的增加先增大后减小,且在地面下约20 cm处显著增大.Pearson相关分析表明,沉积物中AVS含量与＜16 μm的颗粒物、有机碳含量及含水率之间不存在简单的正相关关系.根际沉积物中AVS含量的时空变化可能受潮汐、植被生长等因素的综合影响,其时空变化特征反映了长江河口潮滩复杂多变的氧化还原条件.与芦苇和海三棱蔗草相比,入侵物种互花米草对沉积物中硫酸盐异化还原有显著影响,其可能改变了潮滩湿地生态系统原有的氧化-还原生物地球化学循环过程.%In order to investigate spatial and seasonal variation of acid volatile sulfide (AVS) in salt marsh and its influence factors, several cores of the rhizosphere sediments (0~33 cm) were collected from different landforms of the intertidal zone in Dongtan wetland of Chongming Island, the Yangtze River estuary. The results demonstrate that AVS concentrations obviously vary with season in different rhizosphere sediments. AVS concentrations are greater in the rhizosphere of Spartina alterniflora than in the rhizospheres of both Scirpus mariqueter and Phragmites australis throughout the growing seasons. The distribution pattern of AVS concentrations shows a rapid decrease with depth in therhizosphere of P. australis, but another profile, i.e. rapidly increase with depth at first and then decrease, is presented for both 5. alterniflora and S. mariqueter rhizospheres. Pearson correlation analysis shows that no obvious positive correlation is observed between AVS concentrations and fine-grain particle percent (< 16 urn), TOC, and water content of sediments. Spatial and seasonal variations of AVS in the rhizosphere sediments are probably influenced by some factors, such as tide and vegetation growth. So it can be used to reveal complex redox conditions in the salt marsh of Yangtze River estuary Compared to P. australis and S. mariqueter, the invading exotic species 5. alterniflora has an obvious influence on the sulfate reduction in sediments, which possibly change the biogeochemical cycle of salt marsh ecosystem.【期刊名称】《地球化学》【年(卷),期】2012(041)002【总页数】8页(P158-165)【关键词】盐沼湿地;酸挥发性硫化物(AVS);互花米草;长江河口【作者】王永杰;郑祥民;周立旻;翟立群;钱鹏;吴永红【作者单位】华东师范大学资源与环境科学学院地理系,上海200062;华东师范大学资源与环境科学学院地理系,上海200062;华东师范大学资源与环境科学学院地理系,上海200062;华东师范大学资源与环境科学学院地理系,上海200062;华东师范大学资源与环境科学学院地理系,上海200062;南通大学地理科学学院,江苏南通226019;华东师范大学资源与环境科学学院地理系,上海200062;闽江学院地理科学系,福建福州 350108【正文语种】中文【中图分类】P5950 引言沉积物厌氧环境中, 在微生物作用下, 有机质的降解过程伴随着硫酸盐异化还原作用造成硫化物大量积累[1-2]。
长江河口潮滩悬浮泥沙输移规律研究进展
长江河口潮滩悬浮泥沙输移规律研究进展王初;贺宝根【摘要】通过阅读和研究大量有关文献,对长江口潮滩悬移泥沙的输移规律有了较全面的了解.目前,长江口潮滩、潮沟、以及两者之间的悬浮泥沙输移基本规律的研究已经比较深入,但对于动力过程的探讨仍然局限在少数几个因子,而悬浮泥沙对重金属、氮、磷等营养元素吸附的研究则刚刚开始.由于在潮滩上获取实测资料的难度较大,使潮沟构成的微地貌系统动力结构和悬浮泥沙运动的研究不足,因此,需要在浅层测流的基础上,进一步探讨其规律.【期刊名称】《上海师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2003(032)002【总页数】5页(P96-100)【关键词】潮滩;长江河口;悬浮泥沙【作者】王初;贺宝根【作者单位】上海师范大学,城市与旅游学院,上海,200234;上海师范大学,城市与旅游学院,上海,200234【正文语种】中文【中图分类】S332长江河口地区广泛分布着淤泥质潮滩，徐六泾以下的潮滩面积约有800km2.潮滩和其上分布的潮沟构成了河口地区最主要的地貌类型.本文拟对长江河口潮滩及潮沟的悬浮泥沙输移规律研究进行梳理，以便寻找有关长江口潮滩研究的不足之处，为深入研究探明方向.1 长江口水文概况长江河口是一个丰水多沙的大型河口，多年平均径流量29300m3/s ,最大径流量92600 m3/s(1954.8.1)，年径流总量达9240亿m3 (资料取自大通水文站).5～10月是长江洪水期，径流量占全年的71.7%，其中尤以7月的径流量最大；11月～翌年4月是长江枯水期，径流量仅占全年的28.3%，2月的径流量最小.1.1 长江口地貌类型长江河口又是一个多汊河口，自徐六泾开始分别被崇明岛，长兴与横沙岛，九段沙分为南北支，南北港及南北槽，为三级分汊、四口入海.长江河口由悬浮泥沙沉积而成的主要地貌类型有：暗沙、拦门沙、水下三角洲和潮滩[1].长江口的潮滩一般可分为河口心滩(白茆沙、扁担沙、九段沙等)和边滩(南汇、崇明东滩及边滩).杨世伦[2,3]根据岸滩形状及其与水下地形的关系将长兴、横沙岛及九段沙的岸滩分为“江岸型”、“洲头型” 及“潮滩型”，并分析了其成因，根据潮滩的冲淤状况又可以分为“淤进型”“蚀退型”“稳定型”(或“准稳定型”).1.2 长江口动力条件长江口是一个中等潮差河口，口门处中浚站测得的多年平均潮差为2.66m，最大潮差为4.62m，最小潮差为0.17m.潮流是长江口主要的动力因子[1,2].由于受科氏力的影响，在口门外潮流表现为旋转流，口门内受到地形约束多为往复流，洪季的涨潮流速大于枯季流速.径流同样是河口重要的动力因子，由于径流作用口门内的落潮流速一般大于涨潮流速，涨潮流上溯过程中受径流顶托及地形的阻碍使潮波变形，造成涨落潮历时不一致，落潮历时大于涨潮历时[1].长江口波浪受风控制的特征较为明显，波浪对开敞的河口潮滩地貌短期演变起着重要作用[4].2 悬浮泥沙输移形式长江河口来沙量巨大且水动力条件复杂，悬浮泥沙的输移形式很多，河口段泥沙的输移形式通常可以分为槽内输移、涨落槽间输移、滩槽间输移和滩面输移[2,7]；口门处最大浑浊带泥沙在径、潮流和盐度锋的作用下发生垂直输移[7～9].2.1 槽内悬浮泥沙输移长江口河槽是长江向海输送水、沙的主要途径.根据优势流理论长江河口分成落潮优势流河段、涨潮优势流河段，口门以内径流的作用较强，槽内悬浮泥沙整体向口外输移[1].2.2 滩、槽间悬浮泥沙输移长江系多汊河口，在口门处呈现出滩、槽交替出现的特点.滩、槽之间的平面环流实现了在滩、槽之间悬浮泥沙输移交流.河槽中水、沙向海净输移，在口门处由于水面展宽，径流作用减弱和相应潮流势力加强，两者达到动力平衡；盐水锋作用令泥沙作垂直输移使悬沙滞留于口门附近并在此大量沉积下来[2].在无风或微风条件下，潮滩上径流作用很小，涨潮流的作用占主导地位，泥沙净向陆地输移，口门处的泥沙又被携至潮滩并沉积下来，这样便形成了一个完整的环流.在大风天气条件下，特别是有风暴潮出现时潮滩沉积物大量被冲刷，泥沙又进入河槽，形成了与前者相反的平面环流.2.3 滩面及潮沟的泥沙输移以前对泥沙输移的研究多集中于对槽内及滩、槽间泥沙输移模式的探讨[1,8]，对于在潮滩、潮沟这样的浅层面流、线流条件下的泥沙输移研究(包括潮滩和潮沟间的泥沙交换)十分有限，而且也局限于对一两个动力因子的探讨[4,10～12]，对其系统的研究则显得相当不够.主要原因在于：(1)潮滩上设立长期的观察点较为困难，野外实测获取第一手资料的难度极大；(2)即使设立了长期观察点，受到滩沟形态演变的影响，资料的稳定性和代表性也存有疑问；(3)潮滩及潮沟中的动力条件和地形地貌十分复杂，研究难度较大.但这方面的研究却是深入研究潮滩演变规律及物质循环规律的基础和关键，所以有着极大的研究价值.3 水动力对潮滩悬浮泥沙输移的作用长江口是水动力条件十分复杂的区域，潮流、径流、波浪、风暴潮等动力因子交织在一起极大影响了悬浮泥沙在潮滩上的输移[1,8].3.1 潮流在长江三角洲的发育过程中，潮流是一个重要的动力因子.它在长江口的悬浮泥沙输移过程中起着重要作用，也是现代潮滩地貌发育的重要动力因素[1,13,14].沉降滞后和侵蚀滞后的概念基本描述了潮滩上悬浮泥沙输移特征[13].对潮锋的研究是对浅层面流作用下滩面上泥沙输移规律有价值的研究[10,11].潮流对河口泥沙的输移作用可以分为两个阶段：潮锋作用过程和锋后水流过程.潮锋是水流在滩坡平缓的淤泥质潮间带涨潮水体前锋历时数十分钟的水流加速过程[10].通过对1979～1992年间各种类型潮滩水沙数据的分析发现从涨潮前锋到达滩面至该处达到一定水深期间会出现一段历时数10 min左右的水流高速期.其流速比随后水流的平均流速高1～3倍.相应的水体含沙量也较高，如长江口南边滩和杭州湾湾口及北岸的潮滩在风浪平静的涨潮过程中潮锋带水体的含沙量亦可达10kg/m3，相对于区域水体0.5～2.5 kg/m3的含沙量要高得多[10].究其原因是较薄水层(数10 cm)短时期内的流速脉动引起的水体高紊动状态使滩面沉积物出现再悬浮，加之从潮间带外携来的泥沙使得潮锋带水体含沙量高于锋后水体.潮锋作用的强弱由潮滩的潮位变率及滩面坡度决定[10,11].3.2 径流径流不仅为长江河口带来了巨量泥沙，同时也是河口复杂动力环境的重要组成部分.但径流对潮滩上的悬浮泥沙输移所起的作用远没有潮流大，它主要加强了落潮流的势力并改变流速不对称性从而影响悬沙的输移[8].根据优势流理论，以径流作用为主的河段称作落潮优势流河段.洪季时除了长江北支，长江口横沙岛以西的水域以径流作用为主，表层及近底层的悬沙向海输移[1].如通过对南槽上首的径流占优落潮优势流河段的输沙量的研究，发现在表层0.2水深和0.6水深的悬沙均向海发生输移.在径流作用不强的河段即涨潮优势流河段表层及近底层的悬沙输移则与落潮流优势流河段正好相反，表现为向陆地输移[1].3.3 波浪一般观点认为潮流是潮滩发育的主要动力，但在长江口一些面向开敞海域(如南汇东滩等地)的潮滩,波浪塑造滩面的作用也是不可忽视的[4,5,8,12].茅志昌[12]研究了南汇东滩的波浪作用及其对滩面冲淤的影响，发现风速、波浪与滩面冲淤之间的关系是：小于或等于5级风速引起的波浪场常使滩地发生淤积，而大于6级的风速产生的波浪则会对滩面进行冲刷.通过用能量法分析认为，影响滩面冲淤性质的波浪破碎水深和破波带宽度会随波高、潮位及底坡坡度发生变化.杨世伦[4]就波浪对开敞潮滩的作用进行了研究，以引水船站的风、浪相关性为依据，结合南汇东滩的实测数据认为风浪是控制开敞潮滩短期演变的主要动力因子，它决定了潮滩(特别是光滩)泥沙的起动或沉降.3.4 风暴潮风暴潮是台风、低气压、海啸等事件引起的短时期内造成水位陡然上升的自然灾害.长江河口在夏、秋季多有台风侵袭，此时如遇天文大潮，就会出现特大风暴潮.风暴潮虽然是短期的动力因子，但其对潮滩地貌的迅速改变却影响巨大.许世远等[16,17]研究了长江三角洲的风暴潮沉积系列，发现从长江三角洲的滨后沼泽低地到前三角洲均发育风暴沉积，在沉积剖面中的比例可达30%～40%, 与常态沉积形成韵律性层理.邵虚生[21]等也认为上海潮滩沉积物原生沉积构造中的韵律性层理是常年低能期和大潮台风高能期交替作用的产物.对风暴沉积系列研究也揭示了其动力及泥沙输移的过程.风暴沉积的底部冲刷面清晰保存，沉积结构较粗且自下而上粒度变细等显示出风暴沉积是风暴潮高峰期及随后消退期快速堆积的产物，反映了期间水动力有弱—突强—渐弱的过程变化[16,17].4 潮滩植物对悬浮泥沙输移过程的影响近年来，植物影响潮滩动力环境及泥沙输移过程的研究成为河口学的研究热点[24].当淤泥质潮滩达到一定的高程后便会有植物的出现.植物的出现会改变潮滩的动力条件，从而改变滩面的冲淤作用[19～22].4.1 植物对水动力条件的影响植物对水动力有两方面作用.一是缓流作用：植被是一种粗糙的下垫面，潮间带植物会阻滞水流[19,20].通过对南汇东滩植被带和刈割地流速的对比，发现植被带的流速在任何情况下都小于刈割地，对平均流速的缓流系数(植被带流速/无植被地流速)为0.71.通过对南汇东滩相同高程但不同植被覆盖的地区实地观测，发现沼泽的近底层流速总是小于相邻的光滩，流速可降低20%～60%.并认为植物缓流作用的大小与植株的覆盖率及测点距沼泽外缘的距离成正相关[20].另一是消浪作用：波浪对开敞型潮滩短期内演变起着重要影响，主要表现为对滩面的冲蚀，而植被却有削减波浪波高及波能的作用，特别在植被完全被淹没之前作用最为明显.涨潮初期植物冠顶未被淹没，沼泽中的平均波高及波能都只有光滩的43%和19%，并发现在正常天气条件下，波能传入沼泽后50m左右便完全消失.4.2 植物对潮滩悬沙输移的影响植物的消浪、缓流作用能改变水动力条件，再加上植物本身的特性，植物对潮滩悬浮泥沙输移有着不可忽视的影响.植被带在洪季时，悬浮泥沙浓度总的来说要小于光滩.如“沼泽岛”的悬浮泥沙浓度为相邻光滩的71%[22].其主要原因是植被对潮流及波浪的削弱作用使水体的挟沙能力大减，至使悬沙大量下沉引起的.从植被带沉积物的组成来看，不难推断出悬浮泥沙的粒度大小与光滩的差别.据杨世伦[19]的研究，沉积物在光滩—海三棱镳草—互花米草的植被变化过程中平均粒径逐渐减小，从5.83Φ减小至8.27Φ，而粘土含量则由12%增为43%.植物对潮滩上悬浮泥沙输移影响的研究仍需深入，此外，营养元素随悬沙的输移、积累对潮滩植物生长的影响，以及潮滩悬沙输移对植物生长状况的反馈也是很值得深入探讨的.5 潮滩悬沙输移的环境效应通过对上海滨岸潮滩4个具有代表性的采样断面潮滩表层沉积物中重金属含量的季节性变化的分析[28]，发现在水动力作用较弱的地貌部位，表层沉积物中重金属元素趋于富集.并发现在东海农场表层沉积物中重金属含量的季节变化与其它地区不同，认为是受长江冲谈水的影响[28].刘敏等[29,30]对长江口滨岸潮滩表层沉积物中各种形态的磷进行了研究，发现沉积物粒径与形态磷之间有密切联系，粒径越小形态磷的含量越高.高效江等[31]通过对上海滨岸潮滩的表层沉积物，上覆水和间隙水中的无机氮的研究总结出了无机氮浓度的季节性变化规律，认为水动力条件的变化对潮滩无机氮的分布有很大影响.同时滩-水界面的各类形态的N、P的垂向输移、扩散也有了一定的研究[29,31].但对于整个潮滩(包括潮沟)中的营养元素随悬沙的输移、沉积过程和机制，及其通量的研究还未涉及，潮滩对于营养元素迁移的影响仍很难确定，故这方面的研究急待深入.6 展望当前对长江口悬浮泥沙输移规律的研究取得了一系列的成果，但仍然存在着一些问题.长江口潮滩、潮沟、以及两者之间的悬浮泥沙输移基本规律的研究已经比较深入，但对于悬沙输移动力过程的探讨仍然局限在少数几个因子，系统的研究还很不够.悬浮泥沙对重金属、氮、磷等营养元素吸附的研究则刚刚开始，悬沙输移对重金属、氮、磷等物质的迁移、积累及分布的影响仍难以确定.对潮沟构成的微地貌系统动力结构和悬浮泥沙运动的研究不足是造成以上问题的主要原因.浅水条件下泥沙输移规律研究是潮滩物质循环研究的基础，所以要在长期浅层测流的基础上，进一步对浅水环境中的潮滩悬浮泥沙输移规律进行深入研究.[1] 茅志昌，潘定安，沈焕庭. 长江河口悬沙的运动方式与沉积形态特征分析[J]. 地理研究，2001(2)： 170-177.[2] 杨世伦，徐海根. 长江口长兴、横沙岛潮滩沉积特征及其影响机制[J]. 地理学报，1994 ,49(5)：450-456.[3] 杨世伦，姚炎明，贺松林. 长江口冲积岛岸滩剖面形态和冲淤规律[J]. 海洋与湖沼，1999，(6)：764-769.[4] 杨世伦. 风浪在开敞潮滩短期演变中的作用——以南汇东滩为例[J]. 海洋科学，1991,(2)：59-64.[5] 沈焕庭，潘定安. 长江口最大浑浊带[M]. 北京：海洋出版社，2000.38-61.[6] 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潮滩生态系统中生源要素氮的生物地球化学过程研究综述
第19卷第5期2004年10月地球科学进展A DVAN CE S I N E AR TH S C I E N C EV o l.19 N o.5O c t.，2004文章编号：1001-8166（2004）05-0774-08潮滩生态系统中生源要素氮的生物地球化学过程研究综述侯立军1，2，刘 敏2，许世远2，欧冬妮2，刘巧梅2，刘华林2，蒋海燕2（1．华东师范大学河口海岸动力沉积和动力地貌综合国家重点实验室，上海 200062；2．华东师范大学地理系，上海 200062）摘 要：海岸带潮滩生源要素生物地球化学循环过程是国际地圈生物圈计划（I G B P）、海岸带陆海交互作用（L O I C Z）研究的重要内容，也是全球变化区域响应研究中的重要组成部分。
在过去的10～20年之间，潮滩生源要素氮的生物地球化学循环研究得到了长足的发展。
基于此，较为全面、系统地总结和分析了有关潮滩氮营养盐的来源、潮滩氮素的物理、化学和生物迁移转化过程及氮素地球化学循环过程中底栖生物效应等一系列研究成果，并提出了今后潮滩生源要素氮的生物地球化学循环研究重点和发展趋向。
关 键 词：潮滩；生态系统；生源要素；生物地球化学循环；硝化—反硝化耦合作用中图分类号：X142 文献标识码：A 滨岸潮滩是海陆作用的重要地带，是一个多功能的复杂生态系统［1～3］，具有独特的生态价值和资源潜力。
由于受海陆交互作用影响，滨岸潮滩各种物理、化学、生物因素变化剧烈，是一个典型的环境脆弱带和敏感区［4］，易受各种自然和人为活动的干扰和破坏。
尤其随着人口的不断增长和经济的快速发展，大量的人为污染物如营养盐、微量重金属、多环芳烃和多氯联苯等污染物质输入到滨岸地区［5］，给滨岸环境质量造成不同程度的威胁，对潮滩复杂环境的初级生产力、生物多样性以及生态系统功能产生深刻的负面效应［6］。
其中富营养化对滨岸潮滩生态环境产生的潜在危害日益严重，已成为当前国际环境研究的热点和重点问题之一［7］，而潮滩富营养化现象的研究在很大程度上依赖于对营养盐的生物地球化学过程的了解和认识［8～10］。
地表水体底泥中氮磷及重金属的释放规律研究
地表水体底泥中氮磷及重金属的释放规律研究杨文澜,刘力(淮阴师范学院化学系,江苏淮安223300)摘要 通过对地表水体底泥污染特性的分析,论明水体沉积物与水体之间具有复杂的迁移规律。
分类介绍了影响水体底泥中氮磷及重金属释放的各种因素,主要分析了温度、pH 值、溶解氧、沉积物形态、水体扰动的影响,认为影响释放的主导因素因地而异,指出开展污染底泥综合整治技术研究的重要性。
关键词 底泥;氮磷;重金属;释放规律中图分类号 X523 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)17-08151-02S tud y on th e R e le a s e Law s o f N itro g en,Ph o sph o ru s an d H e av y M e ta ls fromS e d i m e n ts o f S urfa c e W a te r B o dy YANG W en -lan e t a l (D epar tm en t o f C h em is try ,H u a iy in T each e rs C o llege ,H u a ian,J ian gsu 223300)A b s tra c t T h e po llu tion ch a ra cte ristics o f sed i m en ts o f su rface w a te r body w e re an a ly zed.I t w a s po in ted ou t th a t th ere w e re com p lica ted m ig ra tionlaw s be tw e en sed i m en ts and w a te r body.T h e in flu en cin g fa cto rs o f th e re lease o f n itrogen,ph o sph oru s an d h eavy m e ta ls fromsed i m en ts inth e w a te r body w ere cla ssified and in trodu ced.T h e in flu en ces o f tem pera tu re ,pH,disso lv ed o xyg en ,formo f sed i m en ts an d h yd rodyn am ic d is tu rban ce w e re m a in ly an a ly zed.It w as th ou gh t th a t th e m a jo r in flu en cin g fa cto rs va ried in d iffe ren t su rrou nd in g s .A n d th e e ssen tia lity o f de ve lop in g th e stu dy onth e com preh en s ive con tro l tech n o log y o f sed i m en ts w as po in ted ou t .K e y w o rd s S ed i m en ts ;N itrogen an d ph osph o ru s ;H eav y m e ta ls ;R e le ase law s作者简介 杨文澜(1981-),男,江苏徐州人,讲师,从事水污染控制工程的研究,Em a il :yw lhp3004@hy tc 。
1982和2012年枯季长江口最大浑浊带悬浮泥沙和盐度垂向剖面特征对比
ISSN1009-2722海洋地质前沿第36卷第1期CN37-1475/P Marine Geology Frontiers Vol36No1彭子源，蒋雪中，候立军，等.1982和2012年枯季长江口最大浑浊带悬浮泥沙和盐度垂向剖面特征对比[J].海洋地质前沿,2020,36(1):7-18.1982和2012年枯季长江口最大浑浊带悬浮泥沙和盐度垂向剖面特征对比彭子源|,蒋雪中八，候立军|,何青1(1华东师范大学河口海岸学国家重点实验室，上海200062,2华东师范大学城市与区域科学学院，上海200062)摘要:2012年1月在长江口北港、北槽和南槽水域纵断面开展枯季多船准同步观测.将获得的大小潮悬浮泥沙和盐度数据与1982年12月同水域调查结果进行对比分析。
结果表明：2012年长江口最大浑浊带枯季悬沙浓度比1982年减小了约50%；北港、北槽、南槽相近测点的大潮垂向平均悬沙浓度相较于1982年分别减小了43%、60%和40%,2012年长江口表层平均悬沙浓度与1982年相比减少了约53%。
北港断面浑浊带核心与1982年浑浊带核心位置相近；北槽浑浊带核心向内迁移；南槽浑浊带核心位置向外迁移。
2012年与1982年枯季遥感反演的长江口同水域表层悬浮泥沙浓度也明显降低。
在30年来入海泥沙持续减少背景下，长江口3条入海主汉的最大浑浊带特征依旧显著，径流与潮流的此消彼长、径流的季节分配不同以及口内汉道分流分沙比的变化影响了长江口最大浑浊带核心的移动，浑浊带悬沙浓度最高的地段也是盐度梯度最高的地区。
关键词：最大浑浊带；悬浮泥沙；河口环流；长江口中图分类号:P736.4文献标识码：A DOI：10.16028/).1009-2722.2019.0320引言河口最大浑浊带是河口中悬浮泥沙浓度稳定地高于上下游，且在一定范围内有规律地摆荡的浑浊水体。
20世纪90年代的测量结果显示，长江口最大浑浊带的纵向延伸范围约25〜46km.其含沙量表层变化范围为0.1-0.7kg/m3,底层为1〜8kg/m3,其核心部分在近底层含沙浓度很高时常出现浮泥层。
长江口潮滩湿地主要生源要素的动力学过程研究
长江口潮滩湿地主要生源要素的动力学过程研究【摘要】：世界大型河口沉积物间隙水中营养盐的剖面以及沉积物-水界面营养盐交换通量等研究对于了解生源要素在河口系统的分布格局和生物地球化学循环规律，河口及河口区最大混浊带对河流陆源输入物质的影响和改造，河口、海岸、大陆架环境对全球大洋生源要素通量和收支的贡献具有重要意义。
本论文主要是基于在2005年3月至2006年2月间，对长江口崇明东滩典型站点(包括高潮滩、中潮滩和低潮滩)沉积物间隙水中营养盐剖面以及沉积物-水界面营养盐交换通量进行了为期一年、每月一次的观测。
另外，通过长江口12个站点在2005年11月大潮和小潮各2个M_2潮周期内(约25个小时)的准同步观测，研究了潮汐作用对长江口营养盐分布的影响；并通过既包括物理参数，又包括化学参数的箱式模型，研究了各种营养盐的来源途径对长江口固定区域营养盐收支的贡献。
论文取得的主要研究成果如下：1．长江口崇明东滩沉积物中生源要素的循环对长江口崇明东滩潮间带高、中、低潮滩典型沉积物柱状样进行了生物硅含量(BSi)测定。
BSi的测定采用了7h的碱液连续提取法以校正样品中粘土矿物中非生物硅的溶出对测定结果的影响，结果表明：与渤海和黄海沉积物类似，研究区域沉积物BSi含量也处在较低水平(小于0.5Si％)；沉积物中所含有的陆源粘土矿物也使SiO_3~(2-)在间隙水中的浓度(小于250μM)远远低于纯BSi的溶解度；高潮滩和中潮滩沉积物中BSi、N以及N／BSi等指标随浓度都呈现出降低的趋势，反映了沉积物中的N以及BSi在早期成岩过程中的降解，并且N比BSi降解得快；沉积物中δ~(15)N值与N、N／BSi 等指标都具有一定的正相关关系，显示在早期成岩过程中，与~(14)N 相比，~(15)N更容易从有机物中释放出来；粒径较粗、有机质含量较少、无植被覆盖以及根系影响的低潮滩沉积物则不具备上述趋势，显示出了与高、中潮滩完全不同的沉积物性质。
盐沼植被对江苏盐城湿地生态系统有机质贡献的初步研究
盐沼植被对江苏盐城湿地生态系统有机质贡献的初步研究姜启吴;欧志吉;左平【摘要】运用稳定同位素技术,借助两种不同的计算模型,对原生湿地的沉积物有机质来源进行了潜在物源分析,并计算了盐沼植被对其生态系统有机质的贡献.通过多元线性混合模型和欧几里德距离模型计算得知,在假定微体藻类的δ13C值为-23‰的情况下,微体藻类、互花米草是盐沼湿地生态系统的主要贡献体.其中微体藻类的平均贡献量可达40％,是苏北盐沼湿地生态系统有机质来源的主要贡献者；互花米草植被对互花米草滩的有机质贡献率达56％,对滩外的潮间带水体的有机质贡献率可达57％,在滨海湿地生态系统中占有重要地位.两种定量计算模型比较分析发现,欧几里德距离模型会对偶然性物源的贡献计算结果偏高,高贡献率的物源有平均化的趋势.%Stable isotope techniques and different calculation models were used to analyze the potential sources of sediment organic matter in the core area of primary wetland and to calculate the contribution of salt marsh vegetation. By using multiple resources linear mixing model and the Euclidean distance model, we concluded that micro-algae and Spartina olterniflora were the main contributors in the assumption that the δ13C value of micro-algae was -23 ‰， Micro-algae was the leading contributor to the salt rnarsh wetland ecosystems in northern Jiangsu, the average contribution rate of which was 40 %. The contribution rate of Spartina alterniflora to its marsh was 56 % and to the intertidal was 57 %.By comparing the two quantitative models, it was found that the Euclidean distance model would overestimate the contribution of incidental resources and average the resources with high contribution rate.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2012(031)005【总页数】5页(P547-551)【关键词】稳定同位素;植被;滨海湿地;沉积物;有机质物源【作者】姜启吴;欧志吉;左平【作者单位】南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室,江苏南京210098;中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室,江苏南京210098;南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】S153.6Abstract：Stable isotope techniques and different calculation models were used to analyze the potential sources of sediment organic matter in the core area of primary wetland and to calculate the contribution of salt marsh vegetation.By using multiple resources linear mixing model and the Euclidean distance model，we concluded that micro-algae and Spartina alterniflora were the main contributors in the assumption that the δ13C value of micro-algae was-23 ‰.Microalgae was the leading contributor to the salt marsh wetland ecosystems in northern Jiangsu，the average contribution rate of which was 40%.The contribution rate of Spartina alterniflora to its marsh was 56%and to the intertidal was 57%.By comparing the two quantitative models，it was found that the Euclideandistance model would overestimate the contribution of incidental resources and average the resources with high contribution rate. Keywords：stable isotope； vegetation； coastal wetlands； sediments；organic matter source研究区域位于江苏省盐城国家级珍禽自然保护区研究区（图1），是目前保留最完好的原生盐沼湿地之一，自陆向海有规律地分布有芦苇滩、碱蓬滩、互花米草滩（简称米草滩）、光滩。
河口潮滩湿地沉积物中胞外酶研究
河口潮滩湿地沉积物中胞外酶研究【摘要】：本文以长江口典型湿地—崇明东滩为例，首次研究了沿高程梯度或沿植被演替系列沉积物中碱性磷酸酶等五种胞外酶活性的空间分布规律，分析了胞外酶活性与环境因子的相互关系及其产生机制，讨论了胞外酶活性在湿地植被演替中的作用。
同时以崇明东滩沉积物为对象，运用重金属离子的添加和去除等方法，研究了重金属离子对沉积物中碱性磷酸酶活性的影响，利用胞外酶活性的变化探讨了崇明东滩重金属污染的状况。
此外，本文还研究了横沙东滩吹泥试验工程对沉积物环境因子和胞外酶活性的影响并进行了对比分析。
上述工作的开展不仅有助于丰富湿地沉积物胞外酶的理论，理解湿地生态系统的生态过程，而且对于河口湿地的保护和利用具有重要的现实意义和应用价值。
主要研究结果如下：1．崇明东滩沉积物中胞外酶活性沿高程梯度或演替系列呈规律性变化，沉积物理化性质影响着胞外酶活性的分布。
崇明东滩沉积物中沿高程梯度碱性磷酸酶活性有增加的趋势。
而各植被样带沉积物中碱性磷酸酶活性、Vmax除在表层有一高值以外，各植被样带在20-30cm处有一较高峰值，而Km值在该处有一较低值，说明除了表层之外，在亚表层有一个令人注意的碱性磷酸酶活跃区。
通过直线回归分析发现，碱性磷酸酶活性与沉积物中粒径、溶解无机磷含量呈显著负相关，与总磷、有机质、总氮含量呈显著正相关。
最大反应速度Vmax与环境因子的关系与有机质、总氮呈正相关，而Km则相反。
说明有机质总氮含量是提高碱性磷酸酶活性的重要因素，同时反映出碱性磷酸酶活性受底物和产物并存机制的诱导或抑制，这种并存机制在其它土壤或沉积物碱性磷酸酶的研究中并不多见。
华东师范大学博士学位论文摘要过氧化氢酶活性随着演替的发展有逐渐增大的趋势。
各植被带酶活性垂直分布受环境因子的影响而没有统一的分布规律。
无论是水平还是垂直样品，沉积物过氧化氢酶活性与有机质、总氮、总磷呈正相关，与溶解无机磷和沉积物粒径呈负相关。
充分反映了随着演替的发展，沉积物的肥力逐渐增高的特点，也反映了沿高程梯度沉积物生物氧化作用逐渐增强。
高潮滩盐沼前缘沉积物——水界面NH4 +-N浓度的潮周期变化
东端前 哨东 旺沙潮滩 宽度 达 ６５ ｍ， 、 ．ｋ 高 中 、 滩 分带 明显 Ｊ通 常 ， 低潮 ． 高潮 滩 沉 积物最 细 ， 以黑 色—— 青 灰 色 粉 砂 质 黏
土 和粘土质 粉 砂 为 主 ， 面 上 芦 苇 和海 滩
三 棱 藤 草 发 育 茂 盛 ，呈 连 绵 片 状
中图分 类号 ： ７４４ Ｐ３．
文献标 识码 ： 文 章编 号 ：１０．１７２０）６ ６７ ６ Ａ ００５３（０８０－ ３－ ０ ０
０ 引 吾
河口滨岸潮滩是一个 多功能的复杂生态系统 ， 具有独特的生态价值 和资源潜力． 由于受海陆交互作 用影响， 滨岸潮滩各种物理、 化学、 生物因素变化剧烈 ， 是一个典型的环境脆弱带和敏感区… ， 易受各种
自然 和人为 活动 的干扰 和破坏 ． 同时 ， 滩沉 积物是 河 口生 态 系统 中无 机 氮 的主 要归 宿 ， 河 口营养 状 潮 在
况的控制和营养盐循环过程中扮演着十分重要的角色． 口沉积物也是各种营养物质 的重要蓄积库或 河 源， 对上覆水体具有很强的环境净化功能； 另一方面， 由于各种 自 然和人为因素的干扰 ， 导致河 口沉积物 在一定程度上又能够充当营养源的作用 ， 作为营养源可以不断地向上覆水体 中释放不 同形态的营养盐 ，
图 １ 研 究 区域
行水样品的采集 ， 采样频率为 ０５／ 样品的预处理与保存过程 ： ．ｈ次． 将所采集的水样品用 ０４ ｍ滤膜过 ．５ 滤后 ， 置于 ２０ Ｌ塑料瓶中， ５ｍ 运输过程采用简易冰箱存储 ， 然后放人冰库于 一 Ｏ ２ ℃避光保存． 所有采样
工 具都用 采样地 点 的现场水 充分 洗涤 ．
期７ ｄ的连 续观 测和采 样 ， 以期揭 示 Ｎ 一 沉积 物—水 界面 这一 复杂 环境下 的垂 直分 布特 征 ， Ｈ４Ｎ在 为崇 明
河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程
河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程ΕΣΤΥΑΡΙΝΕΑΝ∆ΧΟΑΣΤΑΛΒΟΤΤΟΜΒΟΥΝ∆ΑΡΨΛΑΨΕΡΑΝ∆ΦΙΝΕΣΕ∆ΙΜΕΝΤΠΡΟΧΕΣΣΕΣ时钟上海交通大学港口与海岸工程系水动力!细颗粒泥沙过程是淤泥质河口海岸变化的重要物理过程 并具有这样的特征 强密度梯度!高度不稳定和非均匀流!高浓度泥沙!底床与流相互作用!难确定的底床 水界面∀淤泥质河口海岸水动力!细颗粒泥沙过程的研究主要起因于 海洋科学的基础理论研究 港口航道的建设!维持 整治!疏浚 !海岸防护工程实践等需要∀就淤泥质河口海岸水动力!细颗粒泥沙过程而言 水流最重要的部分是底部边界层∀为计算河口海岸水流中的底床切应力 必需考虑边界层∀在淤泥质国家自然科学基金资助 号和国家教育部跨世纪优秀人才培养计划基金资助教技函≈ 号∀收稿日期 2 2 修回日期 2 2原核微藻 从原核微藻到真核微藻叶绿体或线粒体 从真核微藻到真核微藻以及从真核生物到真核微藻 由于亲缘关系较近 实现基因转移和表达相对要容易得多∀因此 微藻转基因体系的建立将是开发海洋生物活性物质的重要技术手段之一∀有些微藻和细菌能合成° ƒ 一旦从中分离出° ƒ 合成基因体系 就能把它们转移到容易养殖的微藻中高效表达∀例如 人们已经把一种海洋细菌的° ƒ 合成酶基因群导入到蓝藻中并获得了表达≈ ∀参考文献陈颖!李文彬!孙勇如∀生物工程进展 ∗ 茅云翔!王高歌!张宝红等∀青岛海洋大学学报 30 ∗张士璀!马军英!范晓∀海洋生物技术原理和应用∀北京 海洋出版社 ∀ ∗张学成!魏东∀藻种改良及遗传工程∀见 陈峰!姜悦编∀微藻生物技术∀北京 中国轻工业出版社 ∀ ∗曾呈奎!相建海∀海洋生物技术∀济南 山东科学技术出版社 ∀ ∗∞ ° • ϑ.Πηψχολ., ∗ƒ ° 2° Μολ.Γεν.Γενετ., ∗≤ ÷ ∏ εταλ..≥ ∏ ≥ ≤ ° ≥ ∏° °≤ ° ∗⁄∏ × ƒ ƒ √ ≥ ≥ ⁄ εταλ..Αππλ.Βιοχηεµ.Βιοτεχηνολ., ∗ƒ∏ ° √ ⁄ ° • ΠλαντΠηψσιολ., ∗ΦΕΒΣΛεττερσ, ∗≥ √ ⁄ ≥ °∏ ϑ.Πηψχολ., ∗× ⁄ × ≠ εταλ.. ,Μιχροβιολογψ, ∗∂ ≥ Γενοµιχσ, ∗∂ Σπιρυλιναπλατενσισ(Αρτηροσπιρα).× ƒ ∗÷ • ≥ ∂ ∏ εταλ..Αππλ.Ενϖιρον.Μιχροβιολ., ∗≠ × ≥ ΠλαντΜολεχυλαρΒιολογψ, ∗本文编辑 张培新研究综述∞∂ ∞•≥海洋科学 年 第 卷 第 期河口海岸底部边界层内 强劲的潮流!波致流可以引起淤泥底床沉积物的侵蚀或再悬浮 产生悬沙浓度的垂直分层现象 反过来这又影响潮流!波致流∀海岸底部边界层和非黏性泥沙运动研究得相对深入 如 日本东京大学土木工程系 ≈ !澳大利亚±∏ 大学土木工程系 ≈ 曾对此进行了较为详细的总结∀南京水利科学研究院刘家驹 年也对波浪作用下泥沙 非黏性 运动进行了评述∀英国剑桥大学工程系≥ 年曾就海岸底部边界层和非黏性泥沙运动的研究作了详细的综述∀河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程是海洋学家!港口航道与海岸工程师和环境流体力学共同感兴趣的研究课题∀粗略地讲 海洋学家主要是以现场实验研究为主 港口航道与海岸工程师主要是进行物理模型实验和数模研究 环境流体力学家以数学模拟为主∀本文就近年来国内外河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程研究的进展作一简要评述∀国内进展情况河口底部边界层和细颗粒泥沙过程 现场实验主要是河口海岸学者在几个大河河口进行∀例如 沈焕庭等 年!时伟荣 年!贺松林!孙介民≈ ! 和 ≈ !时钟!陈伟民≈ 对长江口水动力!细颗粒泥沙过程进行了研究∀近年来 利用声学方法 ≥ 等≈ ∗ 对长江口北槽底部边界层细颗粒泥沙过程进行了研究∀标定的声学图像揭示了 高度层化的悬浮液 黏性淤泥底床的再悬浮 近底高含沙层的再携运 近底高含沙层内的高!低频率再悬浮过程∀与中国科学家一道 美国• 学院∂ 海洋研究所• 等 年 • 等 年利用声学等方法研究了黄河口的近底高浓度泥沙异重流的结构和动力机制 发现了大尺度内波∀ 等 年!⁄ 等≈ 利用光学测沙系统研究了浙江椒江口细颗粒泥沙输移过程 结果表明 大潮时 潮流不对称性产生了最大浑浊带 憩流时形成的过渡泥沙层在临界流速为 ∗ # 时被冲蚀∀ 数学模拟徐建益等 年考虑沿垂线方向的泥沙运动以及不同水流条件下床沙质之间的交换 根据实测资料得出的流速与底部含沙量的关系 通过求解垂向扩散方程给出长江口南支垂线上各分层的含沙量和悬沙级配∀周济福等≈ 对长江口泥沙运动进行了垂向二维数学模拟 认为径流和潮流对输沙率的作用是耦合在一起的 非恒定情况下泥沙底边界条件应考虑沉降效应∀利用一个垂向二维模型 ∏ 等≈ 对椒江口细颗粒泥沙输移过程进行了数学模拟∀≤ 等≈ 对珠江口细颗粒泥沙运动进行了三维数学模拟∀但是 他们并没有对底部边界层进行数学模拟∀基于 √ 2≥ 方程 考虑波流相互作用 刘应中!时钟≈ 提出了河口海岸三维水动力数学模型∀ 海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程 现场实验尽管陈卫跃 年 徐元等 年 时钟等≈ 在这方面做了尝试 但由于野外作业的实际困难!观测仪器的精度 国内在淤泥质海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程的现场实验方面还是缺乏的≈ ∀≥ 等 等 时钟≈ 时钟 刘应中≈ 对淤泥质海岸盐沼边界层和细颗粒泥沙过程进行了较成功的实验研究 研究结果表明 大米草冠层上!下水流的复杂性 在冠层内出现流速反转梯度 导致一个流速最大值 大米草冠层上的水流流速切变流速大于冠层内的切变流速∀室内实验赵子丹等 年进行了不规则波在浮泥床面上传播的实验研究 但未涉及波浪边界层∀练继建!洪柔嘉 年对淤泥质床面上减阻流动的紊动特征进行了实验研究 认为淤泥质床面具有减阻!增速!抑制紊流猝发产生和减小紊动耗散率的作用∀顾家龙等 年根据固体颗粒的薄膜水理论 探讨了颗粒间接触面积的计算模式 并在此基础上推导了黏性细颗粒泥沙在波浪作用下的起动公式∀ 数学模拟练继建!赵子丹 年从 √ 2≥ 方程出发 引入相应的紊流模式 从而封闭波流共存场的流动方程和波动方程 求得全水深的流速分布∀练继建!赵子丹 年就波流与淤泥质底床相互作用进行了数学模拟 结果发现 波浪顺流传播波高衰减率减小而泥层输移速度增大 波浪逆流传播波高衰减率增大而泥层衰减率减小 波高衰减率和泥层的输移速度都具有明显的非线性特征 由波高衰减产生的辐射应力对波流共存场中的水流流速分布影响明显∀练继建等 年从水流与淤泥质底床相互作用的动态角度来探讨黏性泥沙悬扬机理 即将水流层视为黏性体!泥层为黏弹性体 耦合求解水流和淤泥质底床的运动方程 得出界面失稳的临界水流流速!界面波波速和波长∀樊社军等≈ 对淤泥质海岸侵蚀堆积动力机制及剖面模式研究综述∞∂ ∞•≥≥ ∂进行了数学模拟∀借鉴前人的工作 采用多尺度摄动方法 樊社军等≈ 从理论上推导了波浪边界层中黏性细颗粒泥沙的再悬浮和扩散输移的规律 并用几个算例细致地分析了波浪对黏性细颗粒泥沙再悬浮和扩散输移的作用∀需指出的是 在他们的研究中并未完全体现出黏性细颗粒泥沙∀利用κ2Ε方程 吴永胜等≈ 求解了粗糙床面上波浪!水流联合作用下紊流边界层结构 结果表明 在边界层内 波浪和水流的耦合运动是非线性迭加 波浪的存在在很大程度上影响了水流的流速分布 而水流对波浪的影响则较小∀国外进展情况河口底部边界层和细颗粒泥沙运动研究 现场实验国外海洋科学家对河口近底边界层泥沙运动做了大量现场实验研究 澳大利亚海洋研究所• 等 年 美国ƒ 海岸与海洋工程系 年 和 年 ≥ 和 年详细地研究了河口底部边界层中泥跃层和近底高含沙层的动力特性∀美国• 大学海洋学院≥ 等 年用一改装的 ∞ ° ∞三角架研究≥ ƒ 湾河口底部边界层的悬沙输移 泥沙浓度采用光学后散射法 ≥ 观测∀利用光学测沙法和一维悬沙数学模型 • 等 年研究了≥ ∏ 河口底部边界层细颗粒泥沙过程∀• 等 年又利用光学测沙法研究了ƒ 河口近底高含沙层对最大浑浊带形成的影响 结果表明 最大浑浊带仅存在于大潮 风在波浪所致底床液化中起十分重要作用 淤泥侵蚀速率与水流速的六次方成比例 悬沙沉降速率与悬沙浓度呈非线性关系∀近年来 国外海洋科学家利用声学法观测海洋环境 河口!海岸和陆架 悬沙浓度∀例如 美国 等 年 等 年利用一个 2 的声学装置观测研究了 ≥ ∏ 中部水下边界层沉积动力 他们观测了水下边界层底部 范围内的悬沙浓度垂线分布∀利用一个环形水槽 美国• 和 学院∂ 海洋研究所 等 年在≤ 现场观测了泥沙悬扬的临界剪切应力 这为河口底部泥沙运动研究提供了新途径∀结果显示 当环速为 时 水槽的最大底床剪切应力大约为 ∀ 和 ≈ 测得≤ 底床泥沙再悬浮的切应力夏季为 ° !秋季为 ° ∀此外 他们还发现测得的再悬浮系数随底床应力的增加而增加∀利用广波段声学多谱勒流速剖面仪 美国地质调查局水资源部≤ 等≈ ∗ 对加州南≥ ƒ 湾底部边界层的紊流平均速度分布进行了详细观测 结果发现 在不同平均流速情形下 底部粗糙长度与参考速度有不同的关系∀数学模拟对河口边界层和泥沙输移 美国陆军工程兵航道实验站 和 年进行了详细的论述∀美国ƒ 大学海岸与海洋工程系≥ 和∂ 年用一个简单的二阶封闭模式模拟由泥沙导致的分层对河口底部边界层沉积动力学 尤其是侵蚀过程的影响∀利用一个垂向二维宽度积分水沙!耦合数学模型 等 年对法国 河口的最大浑浊带的形成和动力进行了模拟研究 模拟结果显示 计算的水动力参数与观测的值呈较好的对应的关系 潮流振荡导致最大浑浊带在一个潮周期内移动 最大浑浊带受紊动能量场控制 潮幅增加到 时 致使最大浑浊带的大小和强度增加∀海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程 现场实验利用一水下环形水槽 加拿大地质调查局 等 年对ƒ∏ 湾淤泥质潮滩细颗粒沉积物的可侵蚀度进行了详细的原地测量 归纳出 种侵蚀类型 侵蚀速率随时间而递减 侵蚀速率随时间而递减 但产生撕裂开的碎屑并加积达 直径 侵蚀速率随时间变化恒定∀英国≥ ∏ 大学海洋学院≤ 等≈ 研究了潮滩上简单潮流结构 但并没有获得潮流边界层结构∀利用一现场侵蚀水槽 荷兰 ∏ ≈ 观测了荷兰• 海淤泥质潮滩的底床剪切强度∀观测结果发现 临界侵蚀值介于 和 ° 侵蚀速率介于 ≅ 和 ≅ 之间∀室内实验通过室内实验 和 年较早系统地研究了波浪作用下淤泥的侵蚀∀近年来 荷兰⁄ 理工大学土木工程系⁄ • 和 ∏ ≈ 对波浪作用下浮泥的产生机制进行了理论和实验研究 结果发现 当浮泥层出现时 水体层中的紊流强度减小∀⁄ • 和 ∏ ≈ 的水槽实验还进一步表明 当波高超过一临界值时波浪作用产生浮泥 这一临界值随着固结周期而增加 液化开始时测得的波浪平均毛细管水压力减小 这是由于聚积结构的破碎和有效应力的补偿∀通过采研究综述∞∂ ∞•≥海洋科学 年 第 卷 第 期用循环水槽实验 荷兰⁄ 水力学实验室和⁄ 理工大学土木工程系• 和 ∏ ≈ 研究了浮泥层的侵蚀 检验了 ∏ 和• ≈ 建立的浮泥悬扬 携运 模式∀他们得出这样的结论 浮泥初始悬扬 携运 过程与两层流体类似 即浮泥层上部可视为粘性流体∀在这一初始阶段 悬扬 携运 率可能受边界层发展的时间尺度影响∀在晚期 悬扬 携运 过程受到使泥沙悬浮的功和底床剪切强度的阻碍 可将淤泥视为 塑性体∀荷兰⁄ 理工大学土木工程系∂ 和 ∏ ≈ 就波致淤泥液化和输移进行了室内实验研究 实验结果显示 液化开始时 淤泥底床内的波致应力大于底床的剪切强度 液化后 斜坡底床上的淤泥在波浪和重力的综合作用下开始流动 速度为几个 重力提供了一个净坡向力 波浪力减小了浮泥的有效黏滞力∀这一机制可能解释风暴后航道中淤泥快速淤积∀荷兰 大学海洋和大气研究所 ∏ 和∂ ≈ 介绍了用于确定高岭淤泥底床的底切应力和侵蚀的水槽∀他们认为此水槽观测值代表了淤泥侵蚀开始时的最小剪切应力 这一应力将导致淤泥底床的顶层最大剪切强度∀数学模拟利用一个线性化多层模式 美国• 和 学院∂ 海洋研究所和ƒ 海岸与海洋工程系 和 年对波浪!淤泥相互作用的动力学进行了数学模拟∀他们采用一个黏弹性模式 ∂ 模式模拟在小变形下淤泥流变和能量耗损特性 结果显示 预测的波浪衰减系数一般与室内测试结果相一致 表明底床固结和泥沙组成对消浪的影响∀预测出的水体和淤泥中的速度也与有限的实验资料一致∀计算出的水泥交界面底床切应力比假设淤泥为坚硬的计算出的要大 这是由于水泥界面之间的超相位运动∀ 和 年认为 在缺乏水泥界面应力的直接观测情况下 以上模式为计算波浪作用下黏性泥沙的侵蚀速率提供了一个有用的方法∀荷兰⁄ 理工大学土木工程系和⁄ 水力学实验室 ∏ 和• ≈ 建立了浮泥悬扬 携运 模式∀此模式是通过积分横穿混合层的紊动能量方程而得到的 并假设水体层是流动的!淤泥层是静止的∀水体层是紊动混合层!冲蚀静止的淤泥层∀此外 模型中还考虑了淤泥的剪切强度以及黏性拖曳力∀敏感分析表明沉降!底床强度和黏滞力都减少悬扬 携运 率∀进展分析很显然 对于河口海岸底部边界层泥沙过程 国内外海洋学家!海岸工程师已经进行了大量研究∀ 一个最明显的进展是海洋水声学方法用于河口底部边界层泥沙 粗颗粒!细颗粒 过程的实验研究 它能提供连续的!高时空分辨率的泥沙动态变化过程以及悬沙浓度垂线分布∀但是 研究的主要是泥沙边界层而非波流底部边界层 换句话说 仅研究了河口近底部的泥沙过程∀ 此外 在水沙数学模型中 国外研究者考虑了河口近底高含沙层对水流的影响∀ 从国外研究情况来看 环形水槽模拟是研究河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程的现场实验研究的重要途径∀ 就数学模拟而言 国内外河口海岸底部边界层的研究尚缺乏∀严格地讲 过去的数学模拟工作还不是模拟边界层的泥沙过程 因为他们采用的是二阶封闭模式∀ 河口海岸底部边界层细颗粒泥沙沉降速度如何确定 淤泥质河口海岸底床高频率再悬浮过程与湍流猝发的关系如何 由于野外现场!室内详细观测的困难 侵蚀速率和底床切应力一般经验性!非直接地从流速和悬沙浓度计算得出∀参考文献贺松林!孙介民∀海洋与湖沼 ∗时钟!陈伟民∀泥沙研究 ∗周济福等∀水动力学研究与进展 ∗ 刘应中!时钟∀见 周哲玮 主编 湍流理论新进展及其应用 上海 上海大学出版社 ∀ ∗时钟等∀泥沙研究 ∗时钟∀泥沙研究 ∗时钟!刘应中∀见 周哲玮 主编 湍流理论新进展及其应用 上海 上海大学出版社 ∀ ∗樊社军等∀海洋学报 19 ∗樊社军等∀海洋学报 19 ∗樊社军等∀泥沙研究 ∗吴永胜等∀水利学报 ∗Νεαρσηορε∆ψναµιχσανδΧοασταλΠροχεσσεσ.× √ × ° ∗° ΧοασταλΒοττοµΒουνδαρψΛαψερανδΣεδιµεντΤανσπορτ.Σινγαπορε:• ≥ °∏ ≤ °∗ƒ ≤ ΜαρινεΓεολογψ,研究综述∞∂ ∞•≥≥ ∂∗≥ εταλ..ΜαρινεΓεολογψ, ∗≥ εταλ..Γεο2ΜαρινεΛεττερσ, ∗ ≥ εταλ..Εστυαριεσ, 23 ∗⁄ ÷ εταλ..ϑουρναλοφΧοασταλΡεσεαρχη, 13 ∗∏ • εταλ..Εστυαρινε,ΧοασταλανδΣηελφΣχιενχε,46 ∗≤ ≠ εταλ..ΙντερνατιοναλϑουρναλοφΣεδιµεντΡεσεαρχη,14 ∗≥ ≤ ≠ ΧοντινενταλΣηελφΡεσεαρχη,16 ∗° ≠ ≤ 2 ϑουρναλοφΧοασταλΡεσεαρχη, ≥ ∗≤ × εταλ..ϑουρναλοφΧοασταλΡεσεαρχη,≥ ∗≤ × εταλ.. ⁄ ≥ ∞ ΠηψσιχσοφΕστυαριεσανδΧοασταλΣεασ,∗≤ × εταλ..ϑουρναλοφΓεοπηψσιχαλΡεσεαρχη,104 ≤ ∗≤ εταλ..Εστυαρινε,ΧοασταλανδΣηελφΣχιενχε, ∗∏ ∞ Εστυαρινε,Χοασταλ&ΣηελφΣχιενχε, ∗⁄ • ° ≤ ∏ ϑουρναλοφΗψδραυλιχΡεσεαρχη, ∗⁄ • ° ≤ ∏ Εστυαρινε,ΧοασταλανδΣηελφΣχιενχε, ∗• ≤ ∏ ≤ ϑουρναλοφΗψδραυλιχΕνγινεερινγ, ∗∏ ≤ • ≤ ϑουρναλοφΗψδραυλιχΕνγινεερινγ, ∗∂ × ∏ ≤ ϑουρναλοφΗψδραυλιχΕνγινεερινγ, ∗∂ × ∏ ≤ ΧοασταλΕνγινεερινγ, ∗∏ ∞ ∂ ≤ ϑουρναλοφΣεαΡεσεαρχη, ∗本文编辑 李本川对虾池塘养殖业现状及其可持续发展ΤΗΕΧΥΡΡΕΝΤΣΤΑΤΥΣΟΦΣΗΡΙΜΠΠΟΝ∆2ΧΥΛΤΥΡΕΑΝ∆ΙΤΣΣΥΣΤΑΙΝΑΒΛΕ∆ΕςΕΛΟΠΜΕΝΤ阎希柱李德尚董双林青岛海洋大学水产学院从发展角度而言 我国的对虾养殖业在经历 ∗ 年的快速发展阶段和 ∗ 年的急剧衰退阶段之后 近年来一直处于恢复性发展阶段的过程∀本文试图将我国近年来对虾养殖业对虾池塘养殖最近的变化!现状和对虾池塘综合养殖现状作一总结 并探讨今后对虾养殖业的可持续发展方向∀对虾养殖的主要模式我国对虾养殖业养殖模式的 个阶段按集约化程度而言 我国对虾养殖业养殖模式的演变 经历了以下 个阶段粗放式养殖阶段 ∗ 年养殖池规格 ∗ 一般 不投饵 不施肥 不除敌害 完全靠天然饵料或仅投喂饵料以少量新鲜小杂鱼虾!低值贝类为主 平均产量 ∗ 在这一阶段 养殖生态环境良好 很少有病害发生∀ 精养!半精养阶段 ∗ 年收稿日期 2 2 修回日期 2 2研究综述∞∂ ∞•≥海洋科学 年 第 卷 第 期。
长江口潮滩有机质来源的C_N稳定同位素示踪
摘要： 依 据 长 江 河 口 潮 滩 自 然 环 境 特 征 和 受 人 文 活 动 影 响 的 差 异 性 # 沿 长 江 河 口 南 岸 潮 滩 选 取了 １２ 个典型的监测站位 $ 并分别于洪水季节 （７ 月 份 ） 和 枯 水 季 节 （２ 月 份 ） 在 各 监 测 站 位 进 行 了 表 层 （０￣２ ｃｍ ） 沉 积 物 样 品 的 采 集 % 对 表 层 沉 积 物 有 机 质 中 稳 定 碳 & 氮 同 位 素 进 行 分 析 与 测试发现 $ ７ 月份稳定碳同 位 素 值 普 遍 低 于 ２ 月 份 的 稳 定 碳 同 位 素 值 $ 其 变 化 范 围 分 别 为 －２９． ８! ￣ －２３． ７" 和 －２７． ３# ￣ －２５． ６$ ! ７ 月份 和 ２ 月 份 稳 定 氮 同 位 素 分 别 为 １． ０% ￣ ５． ５& 和 １． ７’ ￣ ７． ８( " 研 究 区 域 内 $ 稳 定 碳 & 氮 同 位 素 的 地 区 分 布 和 季 节 变 化 特 征 揭 示 $ 有 机 质 中 的 稳 定
３
结果与讨论
#"$ 稳定碳同位素的分布特征
研究区域内潮滩表层沉积物有机质中稳定碳同位素的沿程分布及其季节性变化显示
（图 ２）# 有机质中稳定碳同位素的年均值分布范围为 －２９． ８% ￣ －２４． ９ & # 此测定结果与长 ［１５，１８］ 江河口悬浮物中稳定碳同位素值相接近 # 且 ７ 月份和 ２ 月份稳定碳同位素的地区分布
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６期
刘 敏 等 ! 长江口潮滩有机质来源的 Ｃ " Ｎ 稳定同位素示踪
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长江作为世界大河之一 # 陆海交互作用十分强烈 $ 河流和海流携带大量的有机质在 河口区汇聚 $ 形成了一个庞大的有机质蓄积库 ［１４］% 因此 $ 有关长江口有机质的来源 " 归宿 及其生态效应研究已经引起诸多生物地球化学家和生态学家的关注 $ 目前已有文献就长 江口悬浮颗粒态有机质中 Ｃ " Ｎ 稳定同位素的地球化学特征进行了研究 $ 并对其来源进 行了分析 ［１５－１９］$ 但有关滨岸潮滩沉积物有机质中 Ｃ " Ｎ 稳定同位素地球化学特征的研究还 未见报道 & 鉴于此 $ 本文选择了长江河口南岸潮滩作为研究区域 $ 分析了表层沉积物中 Ｃ ’ Ｎ 稳定同位素地球化学特征 $ 并结合有机碳与有机氮比值特征对有机质的来源进行了 初步探讨 $ 研究成果可为潮滩生态环境系统内物质循环的收支平衡估算与能量流动图谱 的建立提供重要的基础资料和科学依据 &
氨氮在底泥中的吸附-解吸行为研究进展
氨氮在底泥中的吸附-解吸行为研究进展摘要水体底泥污染是世界范围内的一个重要环境问题。
通过以底泥作为研究对象，对氨氮在底泥中的吸附-解吸行为的研究进展进行较系统的阐述，包括主要营养元素的环境意义和底泥对氨氮的吸附-解吸作用、基本概念及原理，以为农业面源污染方面的研究提供基础资料，也为治理水体富营养化提供理论依据。
AbstractWater sediment pollution is an important environental problem in the world.Taking sediment as the research object，the study progress on the behavior of ammonia nitrogen adsorption and desorption in sediment was discussed systematically，including the environmental significance of main nutrient elements，the effect on ammonia nitrogen adsorption and desorption in sediment，the basic concepts and principles.The basic information can be provided in the study of non-point source pollution，and the theoretical basis will be provided the management of water eutrophication.Key wordssediment；ammonia nitrogen；absorption；desorption近几十年来，由于高强度的人类活动，如农药化肥的使用和排污，导致水体环境中氮素的输入逐年升高，加快水体富营养化的进程，并且已经成为当今世界面临的一个全球性重大环境问题。
长江口滨海湿地植物群落潮沟水体有机碳动态及其影响因素
长江口滨海湿地植物群落潮沟水体有机碳动态及其影响因素作者：费蓓莉解丽娜李诗华陈威葛振鸣来源：《华东师范大学学报（自然科学版）》2019年第01期摘要：潮沟系统是滨海湿地与外界环境之间横向碳交换的重要通道.本研究以长江口滨海湿地典型植物群落（禾本科Poaceaue和莎草科cyperaceae）为研究对象，调查了不同潮汐（小潮期与大潮期）退潮过程中潮沟水体可溶性有机碳（Doc）和颗粒态有机碳（Poc）的季节变化.结果表明，潮水向外输出的过程中，Doc和Poc从高潮滩到口外浅水光滩均逐渐变化，大潮期时不同生境潮沟的有机碳丰度一般比小潮期高.在具有较高植物生物量和土壤有机碳储量的Poaceae群落中，各季节潮沟水体Doc含量均显著高于cyperaceae生境潮沟;相反，各季节cyperaceae群落潮沟Poc含量则高于Poaceaue群落潮沟.此外，Poaceae群落潮沟在各季节均表现为Doc净输出，而Poc为净输入，各季节D0c和Poc在cyperaceae群落潮沟均呈现净输出趋势.关键词：潮沟系统;有机碳;季节变化;植被类型;潮汐中图分类号：P933 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.0170引言作为全球碳循环中“蓝色碳汇”的主要贡献者，盐沼濕地、红树林和海草床等滨海湿地生态系统的固碳减排作用近年来备受关注.然而，滨海湿地受海陆相互作用影响，各种生物、物理和化学过程变化剧烈，存在气态、固态和液态多个碳交换界面，因此碳循环过程较为复杂.一方面，高等植物通过光合作用形成较高的初级生产力以及外源沉积物中较高的碳封存速率等被认为是重要的碳汇集过程;另一方面，潮汐作用会通过水体将物质输入到湿地系统或从湿地系统输出，通过湿地水系（主要是潮沟系统）横向输出被认为是碳流失过程.目前对于滨海湿地碳循环过程研究较多，但通过潮沟系统发生的水平方向碳输运的研究还较少涉及.一般来说，滨海湿地潮汐过程中大部分横向输运的碳组分是溶解有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）和颗粒有机碳（Particulate organic carbon，POC）根据Odum的“Outwelling”溢出理论，滨海湿地有机碳的输运量取决于植被初级生产力和潮汐特征，同时也会受到降雨或洪水的影响.亚热带和温带滨海湿地分布有许多耐盐植物类群，呈现出生态特征和生产力格局的空间差异性.中国长江口拥有多处淤涨型的滨海盐沼湿地，是我国滨海湿地资源的重要组成部分.长江口滨海湿地的高等植被种类多样，但主要由少数几类具有不同生态特征的群落所主导（如禾本科植物Poaceae和莎草科植物Cyperaceae）.在长江口崇明东滩湿地已开展的碳通量研究指出，横向碳输运是碳循环中的重要组分，但这部分碳过程是涡度相关技术和遥感估算较难识别的.因此，本研究选择崇明东滩湿地占优势的Poaceae和Cyperaceae群落，研究群落中潮沟水系的有机碳动态变化，初步分析有机碳组分在潮水向外输出过程中的特征.本研究结果可为评估滨海湿地系统碳收支以及湿地与邻近河口之间横向碳交换提供依据.1.3植物和土壤样品采集在2016年春季（3月）、夏季（7月）、秋季（10月）和冬季（12月），分别在两个潮沟邻近5 m范围内采集植物样品fPoaceae以芦苇为主，Cyperaceae以海三棱草和糙叶薹草为主）.根据0.25 mx0.25 m的随机样方采集植物的地上和地下部分，同时还在相同位置采集了土壤样品，设置4个样方的重复.地下植物体和土壤使用直径10 am的空心不锈钢采样器采集，根据梅花采样法在样方内随机掘取5个土芯，深度为50 cm.采样后以5 cm为间隔分成10段.每个样方同一层次的土壤混合在一起带回实验室.1.4实验室分析1.4.1DOC和POC测定及通量估算将采集的水样用预处理过的0.45um玻璃纤维滤膜过滤.24h内进行真空抽滤，过滤后滤膜在4°C条件下冷藏备测POC.过滤后的水样储存在250ml的玻璃瓶内并在相同条件下冷藏.过滤后的水样用磷酸酸化后密封，然后根据加热催化氧化法在岛津（HTCO）TOC分析仪上测定DOC浓度，以邻苯二甲酸氢钾为标准液制作标准曲线.每个样品进行三次重复测定，其相对偏差小于2%.在实验室的冷冻干燥机中对滤膜进行干燥并称重，从而确定未过滤物质中的总悬浮物.首先，将1/2滤膜在CHNOS元素分析仪（Elementar Vario EL III，Elementar AnalysensystemeGmbH）上测定总悬浮物中的总碳含量，将另1/2滤膜放入干燥器中先用浓盐酸熏蒸24 h以去除无机碳组分，然后再用岛津fHTCO）TOC分析仪测定总悬浮物中的POC含量.每个样品进行三次重复测定，其相对偏差小于5%.1.4.2植物生物量和土壤有机碳测定采集的植物样品分为地上和地下部分.地上部分用清水清洗后置于60。