崇明東灘鹽沼前緣帶上覆水氮、磷營養(yǎng)鹽潮周期變化特征及其影響因素.pdf

1、河口潮灘是海陸交互作用的重要環(huán)境界面，其水動力作用強烈、泥沙輸移和沖淤變化復雜、生物多樣豐富，具有獨特的環(huán)境功能和生態(tài)價值，尤其在清除河口陸源氮污染方面起著十分重要的作用。長江口濱岸帶人口密集、城市化進程迅速，尤其是近20年來，經濟快速增長伴隨的巨大開發(fā)強度，嚴重影響了長江口濱岸潮灘環(huán)境系統(tǒng)內部物質的自然循環(huán)過程，對河口潮灘生態(tài)系統(tǒng)及近岸水體環(huán)境造成了直接和潛在的危害。開展長江口濱岸潮灘氮、磷營養(yǎng)鹽的生物地球化學循環(huán)研究，具有全球性環(huán)境

2、學意義，為濱岸潮灘可持續(xù)發(fā)展和保護提供科學依據(jù)。 在國家自然科學基金項目“長江口崇明東灘高潮灘鹽沼水—沉積物—植物界面泥沙輸移機制研究”(編號：40571012)和河口海岸國家重點實驗室開放基金項目“崇明東灘生源要素在潮流作用下輸移過程”(編號：SKLEC0510)支撐下，于2007年春季(5月)和2007年夏季(7、8月)在崇明東灘鹽沼前緣帶進行野外監(jiān)測和樣品采集，系統(tǒng)研究了該區(qū)域上覆水氮、磷營養(yǎng)鹽潮周期變化和大小潮周期變化及

3、其時空變化特征，并探討了水環(huán)境因子和水動力條件——流速對氮、磷營養(yǎng)鹽的影響機制，取得了以下主要成果： 崇明東灘鹽沼前緣帶上覆水溶解態(tài)總無機氮(DIN)濃度平均值達到4.86mg·L-1。個別潮汐中三態(tài)氮含量高達9.79mg·L-1(NH4+-N)、3.02mg·L-1(NO2--N)和9.15mg·L-1(NO3--N)。春季三態(tài)氮比為NO3--N：NH4+-N:NO2--N=11:1.6:1，夏季三態(tài)氮比為NO3--N： NH

4、4+-N： NO2--N=14:4:1，顯然NH4+-N在夏季時占溶解態(tài)無機氮的比例有所提高。TDP的濃度介于0.000～0.374mg·L-1之間，平均濃度為0.056mg·L-1。 崇明東灘鹽沼前緣帶上覆水三態(tài)氮、DIN和TDP濃度在整個潮周期變化過程中不具有明顯的分層現(xiàn)象。三態(tài)氮、DIN和TDP濃度在垂向上的變化較為復雜，大潮時其垂向濃度變化沒有一致性，且在潮平階段其波動性表現(xiàn)的更為復雜和劇烈；小潮時，隨著潮位降低其垂向濃

5、度變化越來越趨于簡單，甚至其垂向濃度趨于相同。 崇明東灘鹽沼前緣帶上覆水不同潮汐三態(tài)氮、DIN和TDP濃度潮周期變化不存在一致性。三態(tài)氮、DIN和TDP在潮周期變化過程中出現(xiàn)“單峰型”和“雙峰型”的變化過程，甚至在個別潮汐出現(xiàn)“多峰型”變化，且大多數(shù)潮汐無機氮在漲潮階段和落潮階段均出現(xiàn)極大值。 崇明東灘鹽沼前緣帶上覆水三態(tài)氮、DIN和TDP濃度大小潮周期變化表現(xiàn)為：NO2-—N的大小潮周期變化在鹽沼區(qū)和光灘區(qū)變化趨勢基本

6、一致；NO3-N大小潮周期變化均具有增加的變化趨勢；DIN的大小潮周期變化在鹽沼區(qū)和光灘區(qū)具有明顯的差異性；NH4+-N和TDP大小潮周期變化均具有明顯波動減少的變化趨勢，光灘區(qū)減少的速率比鹽沼區(qū)的快，且光灘區(qū)的波動強度高于鹽沼區(qū)。 崇明東灘鹽沼前緣帶上覆水三態(tài)氮、DIN和TDP時空分異明顯。鹽沼區(qū)夏季NH4+—N、NO3-N、DIN和TDP平均濃度高于春季相對應潮汐的濃度；NO2-N則恰好相反，表現(xiàn)為春季高于夏季；三態(tài)氮、DI

7、N和TDP的潮周期變化表現(xiàn)出較大的差異性，其中TDP潮周期變化幅度表現(xiàn)為夏季強于春季，隨著潮位逐漸減少，二者之間的差異也逐漸減少。鹽沼區(qū)和光灘區(qū)NH4+-N、NO3-N和DIN平均濃度在各個潮汐間的差異表現(xiàn)非常復雜，NO2-N和TDP基本上表現(xiàn)為光灘區(qū)大于鹽沼區(qū)或相差不大。鹽沼區(qū)和光灘區(qū)的三態(tài)氮、DIN和TDP的潮周期變化存在差異，其中TDP潮周期變化范圍相對較小。 相關分析表明，崇明東灘鹽沼前緣帶水環(huán)境因子(溫度、鹽度、電導率

8、、pH、溶解氧、懸沙濃度和懸沙粒徑等)對上覆水三態(tài)氮、DIN和TDP的影響大多不具有直接的作用，但是在2007年5月18日夜潮鹽度和電導率分別與NH4+-N呈顯著正相關，即NH4+-N隨著鹽度和電導率增加而增加。 在個別潮汐中，流速與氮、磷營養(yǎng)鹽變化呈顯著性相關，其余潮汐流速對三態(tài)氮、DIN和TDP濃度在沉積物—水界面氮、磷營養(yǎng)鹽遷移和轉化及水平輸移的影響存在較為復雜的關系。潮汐的漲潮階段、潮平階段、落潮階段及潮平均流速與三態(tài)氮