岱海湖泊營養(yǎng)鹽的環(huán)境地球化學(xué)特征研究.pdf

1、本文以中國北方半干旱區(qū)湖泊岱海為研究對象，開展了湖泊上覆水、沉積物中碳、氮、磷等營養(yǎng)鹽的環(huán)境地球化學(xué)行為研究，探討了沉積物中營養(yǎng)鹽的含量、分布特征及其賦存形態(tài)，營養(yǎng)鹽在沉積物中的累積和遷移轉(zhuǎn)化過程，以及對湖泊富營養(yǎng)化進(jìn)程的潛在影響，揭示了湖泊內(nèi)外源污染負(fù)荷特點(diǎn)及富營養(yǎng)化發(fā)生機(jī)理，為湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康受損機(jī)制研究提供了合理的科學(xué)依據(jù)，對岱海流域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展有一定的應(yīng)用價值和指導(dǎo)意義。通過研究得出以下結(jié)論： 1．岱海湖泊上覆水

2、中全氮(TN)、全磷(TP)濃度分別為2.28mg/l和0.20mg／l，TN營養(yǎng)指數(shù)為68.38，TP營養(yǎng)指數(shù)為69.56，除個別區(qū)域外，絕大部分湖區(qū)營養(yǎng)指數(shù)均較高，岱海已處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，上覆水中TN/TP比值為12.6，表明岱海湖泊中磷是限制水體初級生產(chǎn)力及阻礙湖泊富營養(yǎng)化進(jìn)程的營養(yǎng)元素。 2．岱海表層沉積物中全氮含量在0.76g／kg～2.84g／kg間變化，有機(jī)氮含量在706.86mg／kg～2691.95mg／kg

3、間變化，水平分布上全氮與有機(jī)氮總體具有從北到南、由深水區(qū)向淺水區(qū)含量遞減的變化趨勢，硝態(tài)氮含量在1.68mg／kg～7.36mg／kg間變化，湖區(qū)東北出現(xiàn)高值區(qū)，西南、南部及東南出現(xiàn)低值區(qū)，銨態(tài)氮含量在44.25mg／kg～166.00mg／kg間變化，呈現(xiàn)湖區(qū)西北部和東北部高而西南部低的分布特征；沉積物柱芯中全氮、硝態(tài)氮和有機(jī)氮總體呈現(xiàn)隨深度增加含量遞減的趨勢，銨態(tài)氮呈現(xiàn)隨深度增加而含量增加的趨勢。 3．岱海沉積物中有機(jī)氮為

4、氮的主要賦存形態(tài)，無機(jī)氮中銨態(tài)氮含量較高且易于被生物所利用，將對岱海的富營養(yǎng)化進(jìn)程產(chǎn)生極大影響；沉積物中全氮與有機(jī)氮間呈現(xiàn)較好的正相關(guān)，全氮與硝態(tài)氮、銨態(tài)氮間相關(guān)性欠佳。 4．岱海表層沉積物中全磷含量在0.57g／kg～0.91g／kg間變化，水平分布上總體具有從北到南、由深水區(qū)向淺水區(qū)含量遞減的變化趨勢，可交換態(tài)磷和鋁磷均在湖心深水區(qū)含量較高，湖區(qū)東北、西北和南部含量較低，鐵磷在湖區(qū)北部出現(xiàn)兩個小范圍低值區(qū)，西南和東南為高值

5、區(qū)，閉蓄態(tài)磷在湖區(qū)北部富集，南部湖區(qū)較少，自生鈣磷高值主要出現(xiàn)在湖心深水區(qū)，碎屑鈣磷、有機(jī)磷與全磷的分布特征基本一致。 5．岱海沉積物柱芯中全磷、鐵磷總體呈現(xiàn)出隨深度增加而含量遞減的趨勢；可交換態(tài)磷在DH一5站位隨深度增加含量遞減的趨勢較為明顯，在DH一12站位垂向10～26cm沉積物中含量出現(xiàn)波動；鋁磷含量在垂向0～16cm沉積物中波動較大，16cm后趨于穩(wěn)定；閉蓄態(tài)磷含量在垂向上變化不大；自生鈣磷含量在DH-5站位垂向上有

6、所波動，在DH-12站位垂向上較為穩(wěn)定；碎屑鈣磷含量在DH-5站位隨深度增加呈波動遞減趨勢，DH-12站位10cm以下沉積物中出現(xiàn)大幅波動；有機(jī)磷含量在垂向上0～26cm沉積物中變化不大，26cm以后出現(xiàn)波動。 6．岱海表層沉積物中不同形態(tài)磷含量序列為：碎屑鈣磷)有機(jī)磷)自生鈣磷)閉蓄態(tài)磷)鐵磷)可交換態(tài)磷)鋁磷，其中較難被生物利用的形態(tài)磷占沉積物中磷的絕大部分，活性磷中鐵磷含量較高，將對岱海的富營養(yǎng)化進(jìn)程產(chǎn)生重要影響；沉積物

7、中總磷與有機(jī)磷之間呈現(xiàn)較好的正相關(guān)，總磷與可交換態(tài)磷、鋁 磷、鐵磷和閉蓄態(tài)磷之間相關(guān)性欠佳。 7．岱海表層沉積物中有機(jī)質(zhì)含量在0.78％～4.28％間變化，湖區(qū)北部及湖心深 水區(qū)有機(jī)質(zhì)含量較高，湖區(qū)西南、南部及湖區(qū)東側(cè)邊緣區(qū)有機(jī)質(zhì)含量較低；淺水區(qū)沉積物柱芯中有機(jī)質(zhì)含量垂向分異大于深水區(qū)。8．岱海表層沉積物TOC／TN比值在5.98～14.77之間變化，總體呈現(xiàn)出淺水區(qū)高于深水區(qū)的特征，TOC／TN比值表明浮游生物是岱