长江口滨岸潮滩沉积物反硝化作用及NO的排放和吸收

摘要

本文以国家自然科学基金重点项目“长江口滨岸潮滩复杂环境条件下物质循环研究”、国家自然科学基金项目“长江口潮滩沉积物—水界面氮的季节性迁移与反硝化作用”、上海市科委和环保局项目“长江口潮滩环境质量调控预测模型研究”、上海市基础研究重点项目“长江口潮滩污染物源汇通量及其生态效应”、教育部优秀青年教师资助计划“长江口滨岸潮滩氮的界面交换通量与循环机制研究”、华东师范大学2005年优秀博士生培养基金等研究课题为依托，在广泛收集国内外相关研究文献、前人研究成果的基础上，以大量野外采样、现场监测和室内模拟、分析相结合，首次在我国河口、滨岸地区系统开展了潮滩湿地反硝化以及湿地—大气界面N2O排放和吸收研究，填补了我国滨岸氮生物地球化学循环研究的空白，丰富和发展了我国河口、滨岸地区生源要素生物地球化学循环理论研究，主要取得了以下几个方面的研究成果： (1)长江口潮滩沉积物反硝化作用速率呈现出明显的季节变化，变化范围较大(0.2～36.4μmolN·m-2·h-1)。 (2)回归分析表明温度、上覆水体溶解氧、盐度、沉积物有机碳、沉积物中总氮与沉积物反硝化速率显著相关。 (3)长江口潮滩表层水体中N2O产生速率较小，在-0.64～0.94nmolN·L-1·h-1之间，水体中N2O主要来自沉积物—水界面的释放。夏季长江口潮滩沉积物N2O产生速率的空间变化范围较大在0.10～8.50μmolN·m-2·h-1之间，GL和BLG沉积物是两个较强的N2O释放源。 (4)在崇明东滩海三棱藨草盐沼带反硝化速率与N2O产生速率有很好的正相关关系，表明N2O主要来自反硝化作用，但在光滩带沉积物N2O产生速率与反硝化速率没有明显的相关关系。 (5)长江口潮滩沉积物N2O自然产生速率与温度和溶解氧有较好的相关关系。 (6)崇明东滩光滩带-大气界面N2O交换在不同月份中的日变化差异较大，随着环境因子的改变，各月交换行为各不相同，总体上白箱中，崇明东滩光滩带全年表现为大气N2O的汇，年平均通量达到-1.53μmolN·m-2·h-1，其中夏季7月对大气N2O的吸收作用最强(-3.33μmolN·m-2·h-1)，2月吸收通量最小(-0.21μmolN·m-2·h-1)。 (7)海三棱藨草的光合作用显著抑制了沉积物中N2O的产生和排放，降低了N2O的排放强度，通量平均值为-8.82μmolN·m-2·h-1。 (8)在崇明东滩盐沼带白箱中，光照强度其是影响盐沼带—大气界面N2O交换的决定因素，交换通量与光强显著相关(Y=2.344940-7.21848159E-05x，R2=0.66654，P＜0.05)。 (9)崇明东滩光滩带沉积物TN、有机碳含量有着明显的季节变化，冬季光滩含量较高，夏季较低，潮滩水动力条件和温度是控制沉积物TN、有机碳含量的主导因素。 (10)沉积物柱样的TN和OC含量剖面变化表明，约30-35cm的厚度上，海三棱藨草盐沼带潮滩沉积物碳库和氮库有一个累积的旋回。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章研究区域地理环境概况

第三章技术路线和研究方法

第四章 长江口滨岸潮滩沉积物—水界面反硝化作用及其时空分异

第五章 长江口滨岸潮滩沉积物、水体环境中N2O自然产生速率及其时空分布规律

第六章长江口滨岸潮滩—大气界面N2O的排放与吸收

第七章 长江口潮滩演替过程中沉积物碳氮库容量变化特征

第八章 结论

附录

后 记