乌梁素海沉积物-水界面间磷的赋存形态分析及释放规律研究

摘要

淡水湖泊生态系统中，磷是控制湖泊水生生态系统结构、组成和功能的关键性元素，是湖泊水体富营养化的主要限制性营养元素之一。磷在沉积物-水界面间的赋存形态及释放特性对于湖泊富营养化具有重要的影响。　　本文以乌梁素海水体及沉积物为研究对象，对乌梁素海沉积物-水界面间磷的赋存形态进行了研究，在分析乌梁素海水体磷含量的水平分布特征和沉积物间隙水中磷含量的空间分布特征的基础上，探讨可能影响水体磷含量变化的主要因素，并采用Psenner连续提取法对乌梁素海表层沉积物中磷的赋存形态进行了测定分析，摸清乌梁素海表层沉积物磷形态赋存特征，结合室内模拟实验研究pH控制条件下对乌梁素海表层沉积物磷释放的影响，揭示了乌梁素海沉积物内源磷释放的主导磷源，得出了以下主要结论：　　（1）乌梁素海表层水体与底层水体总磷含量存在较大的浓度梯度，上覆水体氮磷比值范围为10.67~53.22，大部分采样点水体的氮磷比值高于16，说明磷是乌梁素海富营养化的主要限制因子。　　（2）乌梁素海表层沉积物间隙水中磷含量水平分布表现出湖泊西北部偏高，各采样点柱状沉积物间隙水中磷含量垂向分布总体呈现出随深度的增加逐渐减小的趋势，磷含量的这种分布差异性，表明了沉积物间隙水中的溶解性总磷及可溶性正磷酸盐具有向上覆水体释放的趋势，是上覆水体总磷的重要影响因素。　　（3）对乌梁素海表层沉积物中磷的赋存形态进行研究，结果表明：乌梁素海表层沉积物中无机磷的主要赋存形态是钙结合态磷，生物可利用性磷以铁锰螯合态磷为主，其含量占总磷含量的13.3%~20.9%，与湖泊内源负荷有重要关系。　　（4）乌梁素海沉积物中总磷、各形态磷含量及间隙水中溶解性总磷含量间的相关分析表明：总磷与钙结合态磷呈极显著正相关关系，与铁锰螯合态磷、铁铝氧化态磷均显著正相关，沉积物中总磷的含量与间隙水中溶解性总磷含量具有较好的相关性，说明乌梁素海沉积物中总磷可能是间隙水中溶解性总磷的重要影响因素。　　（5）pH控制条件下沉积物磷释放模拟实验结果表明：不同pH条件下沉积物中弱吸附态磷均容易释放到上覆水体中，酸性条件有利于钙结合态磷的溶解释放，碱性条件有利于铁锰螯合态磷和铁铝氧化态磷释放，中性条件不利于沉积物磷释放。

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插图和附表清单

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.3 乌梁素海研究现状

1.4 研究的主要内容及技术路线

2 研究区基本概况及研究方法

2.1 研究区基本概况

2.2 研究材料与方法

3 乌梁素海水体及间隙水中磷营养盐的分布特征

3.1 乌梁素海水体中磷营养盐的分布特征

3.2 乌梁素海沉积物间隙水中磷营养盐的分布特征

3.3 表层沉积物间隙水与上覆水中磷含量对比分析

3.4 本章小结

4 乌梁素海表层沉积物中磷的赋存形态分析

4.1 乌梁素海沉积物理化特征参数分析

4.2 乌梁素海表层沉积物中总磷含量空间分布特征

4.3 乌梁素海表层沉积物中不同形态磷的空间分布特征

4.4 乌梁素海表层沉积物中生物可利用性磷的含量

4.5 沉积物磷形态间相关性及影响因素分析

4.6 沉积物中各形态磷与间隙水中磷的相关性分析

4.7 本章小结

5 乌梁素海表层沉积物磷释放模拟实验研究

5.1 pH 控制条件下沉积物磷释放实验设计

5.2 不同pH条件对沉积物磷释放的影响

5.3 磷释放实验前后沉积物中各形态磷含量变化

5.4 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

作 者 简 介