长江口潮滩湿地生源要素氮的生物地球化学过程研究.doc

《长江口潮滩湿地生源要素氮的生物地球化学过程研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

长江口潮滩湿地生源要素氮的生物地球化学过程研究 长江口潮滩湿地生源要素氮的生物地球化学过程研究 【摘要】：河口滨岸潮滩是陆地、海洋和大气之间各种过程相互作用最为活跃的界面，是地球系统中最富有生机的多功能生态系统之一，具有独特的生态价值和资源潜力，对人类的生存和经济发展起着十分重要的作用。同时，受陆海相互作用影响，河口滨岸潮滩地区各种物理、化学、生物因素变化十分剧烈，具有波潮径流水动力作用强烈、物质交换频繁、物理化学要素变化梯度大等环境特征，是一个典型的环境脆弱带，对于各种自然过程变化引起的波动和人类活动的影响反应十分敏感。随着人口的不断增长和经济的飞速发展，大量污染物输入到河口滨岸地区，给水体环境质量造成了不同程度的威胁，对潮滩环境的初级生产力、生物多样性以及滨岸生态系统结构与功能等产生深刻的负面效应。其中，由营养盐过量输入与累积而引起的水体富营养化(赤潮)对河口滨岸潮滩生态环境产生的潜在影响与危害，早在二十世纪六、七十年代就引起了人们的广泛关注，当前该环境问题已经成为国际海岸带研究的热点和重点之一。氮是影响河口及其近岸生态系统富营养化发生和演变的关键生源要素之一，目前，人为氮输入已经大大超过了它的天然输入，这些高负荷的氮素绝大多数滞留于河口与近岸地带。因而，由氮素过量输入与富集而引发的河口及近岸水体富营养化是当今面临的一个全球性重大环境问题。河口滨岸潮滩作为营养盐氮的主要源、汇和转换器之一，在河口营养状况的控制以及河口氮循环过程中扮演着十分重要的角色，但是目前有关氮素在河口滨岸潮滩这一复杂环境系统内的迁移转化过程及其影响机制尚缺乏深入研究。鉴于此，以长江口作为典型研究区域，探讨了河口滨岸潮滩氮素生物地球化学循环中的关键过程，并取得了以下主要认识和研究成果：(1)利用潮滩沉积物-水界面间无机氮的浓度梯度，并依据Fick’s第一定律对无机氮的界面迁移扩散与沉积物的源-汇效应进行了研究和探讨。结果表明，氨氮(NH_4~+-N)扩散通量的时空分布比较复杂，孔隙水中NH_4~+-N的再生过程是控制其界面扩散通量的主要因素。在潮滩环境系统内，NH_4~+-N的界面扩散以负通量为主，即NH_4~+-N主要由沉积物向上覆水中扩散，反映了沉积物是上覆水中NH_4~+-N的重要来源之一。对硝态氮(NO_3~--N)而言，其界面扩散以正通量为主，即NO_3~--N主要自上覆水向沉积物中扩散，说明沉积物是上覆水中NO_3~--N的重要蓄积库(汇)，对削减上覆水中高含量的NO_3~--N具有重要的环境意义。NO_3~--N界面扩散通量的空间分布显示，在浒浦至石洞口采样岸段，NO_3~--N的界面扩散通量较小，而在吴淞口至芦潮港采样岸段，NO_3~--N的界面扩散通量普遍较高，并且研究发现上覆水与孔隙水之间的NO_3~--N浓度梯度是控制NO_3~--N界面扩散时空变化差异的主要因素。(2)基丁长江口岸带潮滩沉积环境的分异特征，选择东海农场站位作为典型的野外现场监测点，并依据潮滩暴露期间沉积物中氨氮的变化量，对沉积物中氨氮的再生过 程进行了分析和探讨。研究发现，在潮滩暴露期间沉积物中吸附态氨氮含量呈现明显的增加趋势，而溶解态氨氮含量变化相对比较复杂。根据潮滩暴露过程中氨氮的累积量，计算了沉积物中氨氮的再生速率，估算结果表明潮滩表层沉积物中氨氮具有较快的再生过程，再生速率约为496.89【关键词】：氮生物地球化学过程生态效应潮滩长江口【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2006【分类号】：Q14【目录】：中文摘要5-7英文摘要7-10第一章长江口潮滩无机氮的界面迁移扩散与影响机制10-241.1引言10-111.2野外采样与实验方法11-121.3结果与讨论12-191.3.1上覆水中无机氮的时空分布与影响因素12-141.3.2表层孔隙水中无机氮的时空分布与影响因素14-151.3.3沉积物-水界面无机氮的动态交换及生态效应15-191.4小结与认识19-20参考文献20-24第二章暴露期间长江口潮滩沉积物NH_4~+-N的再生过程及生态效应24-392.1引言24-252.2研究区域概况25-262.3野外采样与实验方法26-272.4结果与讨论27-342.4.1沉积物理化性质特征27-282.4.2暴露期间沉积物含水率与温度变化28-292.4.3暴露期间沉积物中NH_4~+-N变化29-312.4.4NH_4~+-N再生与迁移过程31-342.5小结与认识34参考文献34-39第三章长江口潮滩沉积物对NH_4~+-N的的吸附特征39-513.1引言39-403.2野外采样与实验方法40-423.2.1采样区域概况40-413.2.2样品采集413.2.3实验模拟方法41-423.2.4沉积物理化性质测定423.3结果42-453.3.1沉积物对NH_4~+-N的等温吸附特征42-443.3.2盐度对NH_4~+-N吸附过程的影响44-453.4讨论45-483.5小结与认识48参考文献48-51第四章半月大小潮变化对长江口潮滩氮素生物地球化学过程的影响51-644.1引言51-524.2研究区概况52-534.3样品采集与实验模拟53-554.3.1样品采集534.3.2实验模拟53-544.3.3化学分析与测试54-554.3.4底栖通量计算554.4结果与讨论55-594.4.1沉积物理化特征55-564.4.2无机氮的底栖扩散通量56-584.4.3水溶性盐分的剖面分布584.4.4无机氮的剖面分布58-594.5小结与认识59-60参考文献60-64在站期间撰写的主要论文64-66致谢66本论文购买请联系页眉网站。