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长江口潮滩无机氮界面交换通量研究

张兴正  
【摘要】:河口潮滩是海陆交互作用的一个重要环境界面,具有水动力作用强烈、泥沙输移和冲淤变化复杂、生物多样性丰富的特点。同时,河口这个生态环境脆弱区又受到高强度人类活动的影响和控制。河口滨岸潮滩是处于水域与陆地过渡地段的特殊生态系统,具有调节气候、维护生物多样性、保持区域生态平衡等多种生态功能,作为特殊类型的土地,它具有很高的生产力,其巨大的现实或潜在的经济价值加速了湿地资源的开发利用,因此,对河口潮滩的生态和环境学研究具有重要的自然科学和社会经济意义。沉积物-水界面是水体和沉积物两相组成的环境边界,是天然水体在物理、化学和生物特征等方面差异性最显著和进行物质输送与交换的重要边界,潮滩沉积物-水界面是环境科学研究领域的热点之一。 长江口地区属于亚热带季风气候区,气候季节变化分明。其特有的河口过程和特殊的地理位置在国际河口与海岸研究领域中具有重要地位。本文以长江口滨岸潮滩为研究区域,研究河口滨岸潮滩沉积物—水界面无机氮的界面交换作用,通过实验室模拟试验和野外现场观测结合的方法,探讨营养盐在河口地区沉积物—水界面的交换规律。 本研究不仅丰富了河口滨岸生物地球化学的理论,而且为我国河口环境管理、污染治理提供了可靠的理论依据。主要研究结果如下: 1 实验室模拟实验结果表明:长江口作为一个典型的巨型亚热带季风河口,环境因子的季节变化和空间差异导致水体DIN沉积物—水界面的交换有着复杂的季节变化和空间分异规律。长江口南北支入海流量差异导致南北岸盐度的不同,使得北岸沉积物成为水体NH_4~+-N的来源,而在南岸NH_4~+-N则主要是进入沉积物;而NO_3~--N的交换行为因为长江口上下游沉积物的沉积特征、环境因子的不同呈现出空间分异。 2 上覆水体NH_4~+-N浓度的高低是影响其界面交换行为的一个影响因素,当水体NH_4~+-N浓度较高时沉积物是其环境归宿,而在水体NH_4~+-N浓度较低的季节和采样点,潮滩沉积物成为水体NH_4~+-N的来源。但是水体NO_3~--N的浓度与其界面交换行为并没有明显的关系。上覆水体中的无机磷含量较低, 华东师范大学硕士学位论文 摘要 其界面交换作用在通量静态模拟试验中表现不明显。 3现场模拟实验结果显示:采样点的上浮海水的无机氮主要以硝氮为主,均达 到75%以上。不同采样点污染物的外源输入造成的生源要素差异明显。各 采样点沉积环境的差异也会对无机氮界面交换作用产生影响。在有光的条件 下,浮游藻类和一些光自养生物对沉积物水界面溶解态的营养盐的直接吸 收,从而减少了上覆水中可与沉积物可交换的营养盐的含量;浮游植物的活 动甚至有可能改变无机氮在沉积物水界面的扩散方向。


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