黄河口湿地沉积物中营养盐分布及交换通量的研究
【摘要】：河口潮滩湿地是海陆相互作用的重要环境界面,其水动力作用强烈、泥沙输移和冲淤变化复杂、生物多样性丰富,具有独特的环境功能和生态价值。黄河口湿地是由黄河携带的泥沙冲淤而成,是我国暖温带最完整、最广阔、最年轻的新生湿地生态系统,其典型性强,生态环境类型独特,自然资源丰富,越来越受到国内外学者的重视。开展黄河口湿地的研究,具有重要的科学意义和应用价值。
本论文以黄河口湿地表层沉积物及柱状沉积物为研究对象,分析了沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)及间隙水中磷酸盐(PO4-P)、氨氮(NH4-N)、亚硝酸盐(NO2-N)、硝酸盐(NO3-N)、硅酸盐(SiO3-Si)的含量和分布特征,通过实验室培养法计算了营养盐在沉积物-水界面的交换通量,并结合盐度等相关参数,讨论营养盐在沉积物-水界面交换过程的影响因素,为进一步研究黄河口湿地营养盐的迁移、转化及沉积物中营养盐的再生循环提供基础数据。本论文得出的主要结论如下：
(1)黄河口湿地沉积物含水率为17.14%-33.90%；沉积物中值粒径是5.4-56.21μm,各站沉积物的组成主要是粉砂,粘土和砂含量较少。沉积物含水率和中值粒径分布基本呈相反趋势,二者有较好的负相关性,说明沉积物颗粒越细,沉积物持水能力越强,沉积物的含水率也就越高。
(2)黄河口湿地表层间隙水中PO4-P的含量变化范围是0.21-26.8μmol/L,平均值为2.82±4.48μmol/L。表层间隙水中NH4-N、NO2-N、NO3-N的含量变化范围分别是12.13-580.3、0.40-143.0、0.06-4464μmol/L,平均值分别为136.7±117.3、19.63±32.16、774.5±940.6μmol/L。表层间隙水中Si03-Si的含量变化范围是41.83-464.0μmol/L,平均值是111.7±86.24μmol/L。
表层沉积物中TP、TN的含量变化范围分别是8.10-42.43、41.66-293.7μg/g,平均值分别为19.15±8.20、140.3±58.26gg/g。沉积物的粒度是影响TP、TN含量的重要因素,表层沉积物颗粒越细,TP、TN含量越高。
(3)黄河口湿地柱状沉积物间隙水中PO4-P的含量变化范围是0.18-2.18μmol/L。在垂直分布上,PO4-P的含量基本随深度增加逐渐降低,到一定深度之后,其含量随深度继续增加有逐渐增加的趋势。沉积物间隙水中NH4-N、NO2-N、NO3-N、DIN的含量变化范围分别为4.51-348.1、0.16-130.0、1.71-2002、20.45-2314μmol/L。沉积物间隙水中无机氮的含量随深度增加基本呈现逐渐降低的趋势。沉积物间隙水中SiO3-Si的含量变化范围是59.72-256.1μmol/L。在垂直分布上,SiO3-Si含量随深度增加有逐渐增加的趋势。
沉积物中TP、TN的含量变化范围分别为4.54-43.07、11.69-293.7μg/g。在垂直分布上,TP、TN的含量基本随深度增加逐渐降低,主要受到沉积物粒度的制约。
(4)P04-P、NH4-N、N02-N、N03-N、Si03-Si在沉积物-水界面的交换通量分别在-0.30-0.045、-9.16-6.94、-1.20～2.10、-22.8～144、0～1.63mmol/m2/d范围内。
营养盐在沉积物-水界面的交换通量受氧化还原条件及盐度影响较大。
【关键词】：沉积物 间隙水 营养盐 交换通量 黄河口湿地 【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X524
【目录】：
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 0 前言10-11
- 1 文献综述11-25
- 1.1 湿地研究背景和意义11-13
- 1.1.1 湿地11-12
- 1.1.2 研究背景和意义12-13
- 1.2 湿地沉积物中营养盐的研究13-16
- 1.2.1 湿地沉积物中营养盐的来源13-14
- 1.2.2 湿地沉积物中营养盐的迁移与循环14-16
- 1.3 营养盐在沉积物-水界面交换的研究16-24
- 1.3.1 实验室培养法17-18
- 1.3.2 沉积物间隙水浓度梯度估算法18-20
- 1.3.3 上覆水营养盐质量平衡估算法20
- 1.3.4 现场法20-21
- 1.3.5 影响营养盐在沉积物-水界面交换的因素21-24
- 1.4 本文研究内容及目的24-25
- 2 黄河口湿地表层沉积物中营养盐的含量和分布25-44
- 2.1 材料与方法25-28
- 2.1.1 主要仪器25
- 2.1.2 调查站位及样品采集25-26
- 2.1.3 溶解态营养盐的测定26-27
- 2.1.4 沉积物中总氮和总磷的测定27
- 2.1.5 沉积物含水率的测定27
- 2.1.6 沉积物粒度的测定27
- 2.1.7 沉积物矿物组成的测定27-28
- 2.2 结果与讨论28-43
- 2.2.1 表层沉积物含水率及中值粒径的分布28-33
- 2.2.2 表层沉积物间隙水中营养盐的含量和分布33-40
- 2.2.3 表层沉积物中TP、TN的含量和分布40-43
- 2.3 小结43-44
- 3 黄河口湿地柱状沉积物中营养盐的含量和分布44-68
- 3.1 柱状沉积物含水率及中值粒径的分布44-48
- 3.2 柱状沉积物间隙水中营养盐的含量和分布48-60
- 3.2.1 PO_4-P的含量和分布48-52
- 3.2.2 无机氮的含量和分布52-58
- 3.2.3 SiO_3-Si的含量和分布58-59
- 3.2.4 黄河口湿地沉积物间隙水中营养盐含量与其它区域的比较59-60
- 3.3 柱状沉积物中TP、TN的含量和分布60-67
- 3.3.1 TP的含量和分布60-62
- 3.3.2 TN的含量和分布62-63
- 3.3.3 影响沉积物中TP、TN含量和分布的因素63-65
- 3.3.4 TP与TN65-67
- 3.4 小结67-68
- 4 黄河口湿地沉积物-水界面营养盐交换通量的研究68-82
- 4.1 样品采集与研究方法68-71
- 4.1.1 采样点设置及样品采集68-69
- 4.1.2 沉积物-水界面营养盐的交换通量培养实验69-71
- 4.2 结果与讨论71-81
- 4.2.1 黄河口湿地沉积物-水界面PO_4-P的交换通量71-73
- 4.2.2 黄河口湿地沉积物-水界面溶解无机氮的交换通量73-77
- 4.2.3 黄河口湿地沉积物-水界面SiO_3-Si的交换通量77-80
- 4.2.4 黄河口湿地沉积物-水界面营养盐交换通量与不同区域的比较80-81
- 4.3 小结81-82
- 5 主要结论82-84
- 参考文献84-90
- 致谢90-91
- 个人简历91
- 发表的学术论文91
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