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沉水植物黑藻腐解过程及其生物量对高硝氮水体氮素的影响研究

王博  
【摘要】: 水生植物腐烂分解作为湖泊生态系统物质循环以及能量流动的关键环节,是维持湖泊生态系统功能的主要过程之一。结合现今我国湖泊富营养化问题突出,湖泊氮素污染严重的现状,本论文在研究沉水植物黑藻腐解过程以及影响其腐解的环境因素的基础上,围绕沉水植物腐解影响湖泊氮素这一问题,开展了以下两个方面的研究: (1)以湖泊常见沉水植物黑藻作为实验材料,模拟三个不同梯度的温度及营养条件,进行为期64 d黑藻腐解实验。对植物体总重量、以及碳氮的腐解过程进行了分析研究。结果表明,沉水植物黑藻其腐烂分解过程具有明显的阶段性,植物体内C、N元素在分解过程中,表现为在实验期间碳素含量降低而氮素含量升高。黑藻生物量的变化与w(总氮)以及w(有机碳)的变化密不可分。w(总氮)以及w(有机碳)的变化直接影响到了黑藻生物量的变化。并且黑藻腐解速率与周边环境因素温度以及营养条件显著相关。 (2)采用常见沉水植物黑藻为实验材料,引入太湖底泥并设定上覆水初始P(硝氮)为15 mg/L,模拟初春沉水植物大规模腐烂时的温度,开展为期32 d黑藻腐解实验研究。结果显示,黑藻腐解生物量对水体中氮浓度(ρ(氨氮)与ρ(硝氮)之和)的影响呈U字型,实验条件下,黑藻腐解生物量为2g(相当于干重0.111 kg/m~2)时,水体中氮浓度最低。随着黑藻的腐解,释放进入水体的有机质和氮素增加,但同时也提高了水体中p(TOC)/p(NO_3~-)的比值,降低了Eh,提高了微生物的活性,有利于反硝化反应的发生。研究结果将为水生植物的管理提供理论依据。


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