营养分布范文（精选5篇）

营养分布 第1篇

廉州湾位于北海市北侧, 湾口朝西半开放, 呈半圆状。海湾口门南起北海市冠头岭, 北至合浦县西场的高沙。海湾口门宽17km, 全湾岸线长约72km, 海湾面积190km2[2]。廉州湾养殖区位于廉州湾的东南侧, 是北海市主要的海水养殖区。本文根据2009年5、8、10月和2010年5、8、10月6个航次的调查资料对廉州湾养殖区海水中营养盐 (即无机氮:包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮、无机磷) 含量的变化和分布变化进行研究, 分析讨论营养盐分布与该养殖区海域富营养化的关系, 为廉州湾养殖区海域生态环境的保护和水产养殖业的可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 调查站位和时间

本次调查在廉州湾养殖区内共设了7个监测站位 (D3N070~D3N076) 。调查时间为2009年5、8、10和2010年的5、8、10月共6个航次 (见图1) 。

1.2 采样与分析方法

样品采集和分析方法均依据《海洋监测规范》GB17378.4-2007[3]进行。

2 结果与讨论

2009年5、8、10月和2010年5、8、10月廉州湾海域溶解态无机氮 (NO2-N、NO3-N、NH4-N之和) 、无机磷 (PO4-P) 化学需氧量 (COD) 的含量范围见表1。

2.1 无机氮 (DIN) 的分布特点

经分析2009年廉州湾养殖区的DIN变化范围在0.075 mg/L~0.219mg/L, 各月DIN含量平均值均﹤0.30mg/L, 符合二类海水水质标准 (《海水水质标准》, GB 3097-1997) , 适用于水产养殖。2010年廉州湾养殖区的DIN变化范围在0.158mg/L~0.395mg/L, 5月份的海水DIN含量值为0.158 mg/L, 符合二类海水水质标准, 8月和10月的海水DIN含量均超过0.30mg/L, 小于0.40mg/L, 属于第三类海水水质标准 (《海水水质标准》, GB 3097-1997) 。

2.2 无机磷 (PO4-P) 的分布特点

调查结果表明:廉州湾养殖区海水无机磷含量的变化:5月<8月<10月。与海水中无机氮的分布规律基本一致。5月份夏季由于生物活动旺盛, 摄取了大量的磷, 因此含量较低。同时5月是汛期入海河流径流量的增加是整个海域PO43--P的浓度有所降低, 随之8、10月份的雨量逐渐减少, 入海河流径流量也递减, 整个海域PO43--P的浓度有所增加。

2.3 N/P比值

人们往往根据Rdfield比值研究生态环境中的限制因素是氮或磷。就是说, 当营养盐总水平足以满足浮游植物生长时, 海洋浮游植物的N/P比基本遵循Rdfield比, 即16:1。只有当海水中无机氮和无机磷均达到一定水平以上时, N/P比对浮游植物才有实际意义, 如果两者含量均很低或特别高, 对自养生物都将是不利的。营养盐吸收动力学研究表明, 当D/P>>16时, 表明水体缺磷, 磷是控制生物量得限制因素;而当D/P<<16时, 表明氮相对不足, 是限制因素[4]。从表1可以看出, 2009年5、8、10月和2010年5、8、10月的N/P比值在5.01~10.53之间, 平均值6.24, 远小于16。说明廉州湾养殖区海水中P含量较丰富。其原因可能受到沿岸陆源水径流带入含P丰富的淡水的影响。

2.4 廉州湾海水营养状况分析

通过富营养化指数的计算公式可以评价养殖区海域富营养化状况:

富营养化指数公式[5]如下:

式中:E为富营养化指数;COD、DIP、DIN的单位均为mg/L;当E≧1时为富营养化, 当E值越大表明营养化程度越严重。根据上述公式计算廉州湾养殖区各测站的E值见表2。

根据营养状态指数E知道的变化趋势可见:2009年和2010年从5月到10月富营养化程度逐渐增加, 10月份的E值较高, 海水富营养化程度最大, 这是与海域的无机氮、磷酸盐含量和COD值逐渐增大有关。2009年5、8月E值均小于1, 水质良好, 富营养化程度不明显。2010年该养殖区的海水富营养化程度都较高, E值均大于1。从2009年到2010年该养殖区海水富营养化程度逐年增大, 水质受污染程度逐年增大。

3 结论

1) 廉州湾养殖区海域营养盐主要来源于陆源径流 (工业生产活动污水和生活污水) 和养殖区自身产生的污水;

2) 廉州湾养殖区无机氮含量秋季高于夏季;

3) 廉州湾养殖区2009年和2010年海水的N/P值均小于16, 说明廉州湾养殖区海水P含量丰富;

4) 廉州湾富秋季营养化程度远高于夏季, 并且该养殖区富营养化程度逐年增大, 通过对陆域工业生产活动污水和生活污水加以控制和治理, 可以改善廉州湾海水的富营养化程度。

参考文献

[1]张伟, 杨秀山.水体富营养化及其治理[J].生物学通报, 2001, 36 (11) :20-22.

[2]李树华.中国海湾志广西海湾分册[M].北京:海洋出版社, 1993:52-95.

[3]国家质量监督检验总局, 国家标准化管理委员会.GB17378.4-2007, 海洋监测规范第4部分:海水分析[S].北京:中国标准出版社, 2007.

[4]胡明辉, 等.长江口浮游植物生长的磷酸盐限制[J].海洋学报.1989, 11 (4) :439-443.

营养分布 第2篇

象山港表层沉积物中营养元素的分布特征及影响因素

摘要：通过对象山港表层沉积物中不同形态氮、磷含量的`调查,分析了该海区表层沉积物中氮、磷的分布特征,象山港表层沉积物中氮、磷含量较高,已对底栖生物产生生态毒性;海产养殖是造成本海域营养元素超标的最主要因素,也是控制营养元素在空间和时间上变化的主要因素.作 者：尹维翰    曹志敏    蓝东兆    翟滨    李桂海    王珊珊    YIN Wei-han    CAO Zhi-min    LAN Dong-zhao    ZHAI Bin    LI Gui-hai    WANG Shan-shan  作者单位：尹维翰,曹志敏,翟滨,李桂海,王珊珊,YIN Wei-han,CAO Zhi-min,ZHAI Bin,LI Gui-hai,WANG Shan-shan(中国海洋大学海洋地球科学学院,青岛,266003)

蓝东兆,LAN Dong-zhao(国家海洋局第三海洋研究所,厦门,361005)

期 刊：环境化学  ISTICPKU  Journal：ENVIRONMENTAL CHEMISTRY 年，卷(期)：, 26(3) 分类号：X1 关键词：营养元素    分布特征    影响因素    象山港   

营养分布 第3篇

关键词：沉积物、氮、分布规律、季节变化

珠江三角洲城市河道多数属于感潮河道，由于流经的城市大多数都发展程度较高，有大量污染物的排入，因此河道已出现不同程度的富营养化现象，底泥沉积严重。珠江广州河段受污自20世纪20～30年代开始，随着珠江广州河段外源截污工程的进行以及城市污水处理厂的建设，当前该河段的工业污染已经得到了有效的控制，但氨氮、化学需氧量和溶解氧仍然超标严重，该河段某些地段已受到较严重的氮污染，河水发黑发臭。相关研究表明，引起该现象的主要原因是底泥内源释放[1]，其中，内源氮释放对水体富营养化进程影响尤为突出[2-4]。也就是说，在外源得到有效控制后，对底泥污染的控制是治理珠江广州河段氮污染的重要途径。因此，治理河流内源性氮污染首先必须了解其沉积物中的氮素的分布特征及循环规律。

近年来人们对沉积物的营养物分布的调查和分析多以一次性实验为主，其季节性变化规律涉及较少，然而季节所引起的温度变化是对不同地点的氮循环都有广泛的影响的，季节性变化的研究可以避开样品之间的差异而取其共性，因此对认识氮营养物质在沉积物中复杂的转化途径是有重大意义的。因此，针对河流沉积物氮污染研究采样时间缺乏连续性的研究现状，本文对受潮汐作用影响的珠江广州河段沉积物中氮营养物质和细菌的时空分布将作更深入的研究和探讨。

综上所述，本研究以氮污染严重的珠江广州河段为对象，分析了具有代表性的3个采样点沉积物的柱状样中碳、氮营养物质的垂向分布、赋存特征及其季节性变化，并对各环境理化因子间的相互关系进行了系统的研究，为揭示含氮化合物在沉积物中的转化积累过程及污染治理措施提供科学依据。

1. 试验材料和方法

1.1 样点布设及样品采集

根据珠江广州河段沉积物分布的特点及富营养化状况，设置具有代表性的3个采样点：1号点（113°17′2″E，23°6′50″N）位于二沙岛，此区沉积物的粘粒含量高，表层含杂质较多，受人为扰动少，在整个剖面上性质较均一；2号点（113°13′22″E，23°6′8″N）位于花地涌北出口，此区沉积物受生活污染严重，泥黑且有分层现象；3号点（113°13′16″E，23°7′36″N）位于珠江大桥东桥，此区沉积物的砂质含量高，而有机质含量低。本实验分别于春、夏、秋、冬四季在3个点采集沉积物柱状样和上覆水，采样后把柱状样品按0～2cm；4～6cm；8～10cm；12～14cm；16～18cm；20～22cm；24～26cm分割为七层。，装入聚乙烯袋中。所有样品均在0～4℃下避光储存。

1.2 仪器及设备

TN 定氮仪（KjeltecTM 2300）；立式高压蒸汽灭菌锅；激光粒度分析仪；YSI 510型pH测定仪（USA）；280W超声仪（AS10200BDT）；分析天平。

1.3 分析方法

沉积物样品测定的项目有pH、总氮（TN）、氨态氮（NH4+-N）、总有机碳（TOC）、含水率、机械组成。各项目的测定方法参考《土壤理化分析》。每批样品均做至少两个以上的空白实验，并按样品量20%的比例做平行实验。

1.4 数据分析

使用One-way显著性差别分析（ANOVA）来辨别营养物质随采样地点及深度变化的差异。所有数据用Excel和SPSS V13.0软件计算分析。

2. 结果与讨论

2.1 总氮的空间分布

对不同季节各采样点沉积物中的总氮的含量进行空间分布的比较，见图2-1。

由图可见，在春季1、3号点沉积物TN含量随深度增加呈现先升后降的趋势，都在10cm处达到峰值。且总体而言，总氮含量3号>1号，这与其污染情况吻合。2号点表层的总氮含量明显高于其他两个点，而且垂向变化不大，这也说明了其氮污染的严重性，必须控制周围居民生活污水的排放。

在夏季，表层（0-2cm）3个采样点的沉积物中TN的含量较为接近，差别不大；而在2-14cm处1、2和3号点的总氮含量均呈现先上升后下降的趋势，都在10cm处达到峰值；14～26cm处3个采样点的总氮含量又呈现先上升后下降的趋势，在22cm处达到峰值。总体上，沉积物TN含量2号>3号>1号，主要受生活污水污染的2号点处沉积物中含有的TN含量反而比受工业排污口影响的3号点要高，这进一步说明了对于珠江广州河段生活污水的排放和污染必须引起足够的重视。

在秋季，3个采样点的TN含量随深度增加均有升-降-升的趋势。在冬季，3个采样点的TN含量随深度变化相对不明显。从实验数据来看，秋冬两季沉积物TN含量均为2号>3号>1号，与其污染情况吻合。

从整体上看，珠江广州河段沉积物的含氮量较高，其水平与菜园土TN的含量（1.13～3.42 g·kg-1）相近，达到了丰富水平。

（ 1号点， 2号点， 3号点）

图2-1 不同季节采样点沉积物中总氮的垂向分布

2.2 总氮的季节变化特征

按照不同采样点，比较各采样点沉积物中总氮的季节变化，参见图2-2。

对1号点，总氮平均含量为春季1.80g/kg，夏季2.39g/kg，秋季2.25g/kg，冬季1.60g/kg；2号点总氮平均含量为春季2.43g/kg，夏季2.83g/kg，秋季2.66g/kg，冬季2.87g/kg；3号点总氮平均含量为春季1.81g/kg，夏季2.53g/kg，秋季1.83g/kg，冬季1.70g/kg。可以看出，随着季节变化，1号、2号和3号点各自的总氮含量整体上均为夏季>秋季>春季>冬季。夏季气温高，生物活动频繁，人为活动排放的污染物开始增多，造成沉积物氮污染加剧。同时，水体中的藻类大量繁殖，其死后的残体部分沉积于河流底部，在一定程度上使沉积物总氮含量升高，因此夏季河流沉积物中总氮含量在一年中最高。而在秋季后，水生生物（包括底栖生物）大量死亡，矿化分解活动的加剧消耗了大量溶解氧，造成河流沉积物处于缺氧的还原环境，给厌氧的反硝化作用创造了适宜的条件，导致沉积物中的氮元素以N2O、N2等无机气体形态散逸到大气中，减轻了沉积物的氮负荷，并使总氮含量在冬季达到最低。从春季起，气温开始升高，沉积物中的总氮含量又开始增加。

（ 春季， 夏季， 秋季， 冬季）

图2-2各采样点沉积物中TN的季节变化

2.3 氨态氮的空间分布

对不同季节各采样点沉积物中的氨态氮含量进行空间分布的比较，见图2-3。可以看出，各个季节沉积物中氨态氮的含量在垂向变化上大部分都呈现随深度增加而含量升高的现象。沉积物和水界面的研究表明，氨态氮极易溶于水，因此表层产生的氨态氮容易通过扩散作用进入上覆水体。此外，由于所有采样点均位于岸边，表层沉积物很容易受到风浪的扰动，在间隙水中的以及吸附于沉积物颗粒上的分子态NH3容易在再悬浮作用下进入上覆水体，从而较大程度地降低了表层沉积物中NH4+-N的含量。另一方面，在还原环境中，NH4+-N极易积累。随着深度的增加，沉积物的DO下降，环境适宜于厌氧细菌活动的反硝化和氨化作用，使氮从高价态向铵态等低价态转化，并且深度越大，沉积物受到的扰动较小，有利于NH4+-N积累。因此表层的氨态氮会出现随深度增加而升高的现象，这也表明了沉积物垂向上氧化还原条件由氧化到还原的变化。

（ 1号点， 2号点， 3号点）

图2-3 不同季节采样点沉积物中NH4+-N的垂向分布

2.4 氨态氮的季节变化特征

按照不同采样点，比较各采样点沉积物中氨态氮含量的季节变化，见图2-4。整体上看，沉积物中氨态氮含量春夏季较高，秋冬季较低，这可能是因为春夏季温度较高，细菌活性增强，促进沉积物中有机氮的矿化。此外，沉积物中氨态氮的季节变化情况与沉积物中总氮的季节变化情况不一致，暗示着氨态氮除了来自于TN中的占较大比例的有机氮的矿化分解外，还可能受其他来源的影响，如硝酸盐的氨化作用等。

（ 春季， 夏季， 秋季， 冬季）

图2-4 各采样点沉积物NH4+-N的季节变化

2.5有机碳含量的空间分布

对不同季节3个采样点沉积物中的有机碳的含量进行空间分布的比较，见图2-5。可以看出，四个季节中2号点有机碳含量垂向变化不大，整体含量最高，这也说明了该区域有机污染严重。而1号点和3号点的有机质含量在垂向上均有先增加后减少的趋势，而且其峰值均在10cm左右深度处。这与河流水文情况和有机质的自身特点有关。

（ 1号点， 2号点， 3号点）

图2-5不同季节采样点沉积物中TOC含量的垂向分布

3. 结论

（1）珠江广州河段沉积物中总有机碳、总氮、氨态氮含量普遍较高，各营养物质具有不同的分布规律。①各点有机碳含量丰富，大部分在28～50g/kg之间。2号点有机碳含量垂向变化不大，整体含量最高，而1号点和3号点的有机质含量在垂向上均有先增加后减少的趋势。②TN含量水平与菜园土相近，达到了丰富水平。总体上来说，沉积物TN含量2号点>3号点>1号点，3个采样点总氮含量垂向变化趋势各有不同。③NH4+-N作为这3个采样点中沉积物氮的主要赋存形态，大部分都呈现出随深度增加而含量升高的情况。

（2）就季节变化而言，不同采样点沉积物中总氮的含量整体上均为夏季>秋季>春季>冬季。氨态氮含量则为夏春季较高，秋冬季较低。硝态氮含量秋季最高，夏季次之，春冬季最低。

参考文献：

[1]朱娴，刘慧璇. 珠江广州河段沉积物的耗氧与细菌总数和总有机碳之前的关系[J]. 生态科学，1992，01：12

[2]范成新，张路等. 湖泊沉积物氮磷内源负荷模拟. 海洋与湖沼，2002，33（4）：370-378.

[3]Pitkanen H， Lehtoranta J， Raike A. Internal nutrient fluxes counteract decreases in external load： the case of the estuarial eastern Gulf of Finland， Baltic Sea [J]. AMBIO， 2001， 30： 195-201.

营养分布 第4篇

1 营养元素含量及空间分布特征

沱江流域上游水系沉积物营养元素含量如下:绵远河中总氮含量在0.016%-0.215%之间,平均值为0.535%,总磷含量在0.007%-0.037%之间,平均值为0.022%。有机碳含量在0.12%-1.74%之间,平均值0.51%,由变异系数表现出数据有较大起伏。由于有机碳/有机氮(总氮*0.95)的平均比值约为10,推测绵远河中外源与内源有机质基本达到平衡。石亭江中总氮含量在0.016%-0.060%之间,平均值为0.027%,总磷含量在0.01%-0.023%之间,平均含量为0.015%,有机碳含量在0.15%-0.65%之间,平均值为0.28%。

绵远河、石亭江从上游到下游依次为1-11号点和25-17、15号点,绵远河中总氮、有机碳含量变化规律一致,6-11号点总磷含量稳定在0.19mg/g左右。石亭江中总氮含量与有机碳含量起伏较大,总氮和有机碳含量在15号点达最大,22号点次之,总磷含量在24号点达最大,有机碳含量在某些采样点与总氮总磷变化规律一致。

2 营养物质环境评价

2.1 有机指数评价

有机指数评价是常用的评价水域环境的方法之一,该方法的表达式为[2]:

w(OC)、w(ON)、w(TN)分别是有机碳、有机氮、总氮的质量分数。该方法可将水域环境分为四级,清洁、较清洁、尚清洁、有机污染。

将公式(1)(2)运用到本次评价中,评价结果显示沱江流域上游2号点较清洁、9号点尚清洁,其余各点均表现为清洁状态,该流域整体未受有机污染。

2.2 综合污染指数评价

有机指数法对沉积物中有机碳和有机氮进行了评价,但忽略了总磷评价,综合指数评价法是建立在单因子污染指数法之上的一种综合方法,该方法本次选用的评价参数为TN、TP。将二者根据以下公式计算出的指数值对沉积物中TN、TP进行评价。单因子污染指数评价公式

综合污染指数评价

式中Si是单项污染指数值,Ci是评价因子的实测值,Cs为该因子的评价标准。FF是综合污染指数值,F是所选评价参数的单项污染指数的平均值是所选参数的单项污染指数的最大值,本次评价标准参照加拿大安大略省环境和能源部(1992)按生态毒性效应制定的沉积物质量评价指南,总氮和总磷的最低级污染风险分别为550μg/g和600μg/g[3],污染分级为四级。清洁、轻度污染、中度污染、重度污染。

将本次实验数据与公式(3)(4)相结合计算出的综合评价指数结果显示,2号点、9号点的综合污染指数值分别处于轻度污染和重度污染,其余各点均属于清洁状态。

3 结束语

绵远河中总氮、有机碳含量变化规律一致,6-11号点总磷含量稳定趋于稳定。石亭江中总氮、总磷、有机碳都存在着较弱的正相关关系。

有机指数评价和综合污染指数评价均显示该流域内仅个别点存在着一定程度的危害,流域整体处于清洁状态。

摘要：文章采用有机指数评价法和综合污染指数评价法对沱江流域上游营养物质进行环境评价,结果显示仅绵远河流域内2号采样点以及9号采样点分别处于不同程度的污染状态,其余各点均处于清洁状态。

关键词：营养元素,有机指数法,综合污染指数法,沱江流域

参考文献

[1]王佩,卢少勇,等.太湖湖滨带底泥氮、磷、有机质分布与污染评价[J].中国环境科学,2012,32(4):703-709.

[2]张雷,郑丙辉,等.西太湖典型河口区湖滨带表层沉积物营养评价[J].环境科学与技术,2006,29(5):4-8.

营养分布 第5篇

关键词：乌梁素海,沉积物,有机质,富营养化

0 引言

湖泊沉积物是湖泊水体的三大环境要素之一,输入湖泊水体的营养性污染物相当一部分经过各种物理、化学和生物过程在底质中积累起来,成为湖泊内负荷的重要蓄积库,因此,底泥能成为水体污染物的汇或源[1]。湖泊底泥中释放出来的营养物,首先进入沉积物的间隙水中,逐步扩散到沉积物表面,再经过湖水的紊流扩散和风浪作用,逐渐进入上覆水体之中。湖泊底泥中营养盐释放量的多寡,除了与底泥中营养物质含量的大小有关,还与底泥中的有机质有关。湖泊沉积中的有机质矿化大量耗氧,同时释放碳、氮、磷等,可造成水体水质恶化及富营养化,而且底泥中有机质对污染物迁移与释放起关键作用,有机质产生、沉降与淤积将导致湖泊富营养化[2]。本文探讨了乌梁素海沉积物中有机质、营养元素的分布特征和有机质与营养元素之间的相关关系,旨在初步揭示有机质对于内源负荷的贡献及其在湖泊富营养化过程中的重要作用。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

乌梁素海位于内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特前旗境内,其地理坐标介于北纬40°36′~41°03′,东经108°43′~108°57′之间,现有水域面积285.38 km2,其中芦苇区面积为118.97km2,明水区面积为111.13 km2,明水区中85.7 km2为沉水植物密集区,其余为沼泽区。湖水于每年11月初结冰,翌年3月末到4月初开始融化,冰封期约为5个月[3]。乌梁素海为黄河内蒙段最大的湖泊,属于河套灌区灌排水系的重要组成部分,对灌区排水和控制盐碱化起着关键作用。同时由于农田退水、工业废水及生活污水的排入造成大量营养盐的排入,加速了乌梁素海的沼泽化,导致乌梁素海成为世界上沼泽化最快的湖泊之一。

1.2 样品采集及分析

根据乌梁素海面积大小、水体流向等情况,共设置12个沉积物采样点,具体布点见图1。取样时间为2008年12月,取样点在采样船上使用GPS定位,使用采泥器采集0~20 cm底泥,然后装入密闭样品袋,运回实验室冷冻保存。

底泥有机质测定采用重铬酸钾外加热法,分析中平行样品绝对误差不超过0.05;总氮含量用半微量开氏法测定;总磷含量用硝酸-硫酸消化法测定[2]。

2 结果与讨论

2.1 沉积物有机质含量空间分布特征

沉积物有机质的来源分为外源和内源两种。外源指流域水源补给过程中输入的有机物质,内源指湖泊生物碎屑、水体浮游和底栖生物残骸等[4]。图2为乌梁素海12个沉积物采样点泥样中的有机质含量,其值为10.241~33.911 g/kg,均值为20.928 g/kg。

图2表明位于湖泊北部的J13、K12、L11、L15、M12及N13的有机质含量较高,其值均大于18.102 g/kg。而位于湖泊南部的P9、P11、R7、U4、W2的有机质含量偏低。

分析其分布原因,一方面是由于湖泊西北岸为人工芦苇区、湖心区为芦苇密集区,从每年5月开始到11月初,芦苇等植物过量生长,形成茂密的水上草原[5],在11月后芦苇上部收割后,芦苇根部等植物残体在湖泊底部分解,形成了一定程度的腐殖质层,因此有机质含量较大。另一方面,进入湖泊的工业废水、生活污水及农田退水中都是通过西北岸进入湖泊,这些污废水中携带大量的有机物质,加之湖水流速较慢[6],从而造成湖泊偏北部有机质的富集。

湖泊南部的有机质含量相对北部较低,主要是由于外源补给较少,有机质在湖泊北部大部分已经沉积在湖泊底部,从而湖水到达湖泊南部时所携带的有机质较少[4]。

但是Q8点有机质含量较高,这主要是由于湖泊南部大量的水草以及藻类主要分布在Q8点附近,这些水生植物的死亡、分解、沉积造成了有机质的富集。

总的来说,乌梁素海底泥中的有机质含量较高,并且呈现不平衡性,这些高含量的有机质使得乌梁素海底泥成为潜在的污染源。

2.2 沉积物营养元素含量空间分布特征

底泥的营养元素主要指氮和磷,它们是植物生长的必需元素,也是富营养化的关键元素。乌梁素海12个采样点底泥总氮的含量为0.519~1.510 g/kg,平均值为0.86 g/kg。总磷含量为0.505~0.635 g/kg,平均值为0.546 g/kg,见图3。

图3表明在表层沉积物中TN与TP的高值主要集中湖泊中部(M12)和湖泊西岸。

沉积物中营养元素的含量则主要依赖于水生植物残体的归还量及生物作用,由于湖泊西北岸为人工芦苇区、湖心区为芦苇密集区[7],芦苇在生长期间所吸收了水体中的大量营养元素N、P等,待芦苇在11月进行收割后,芦苇水下部分及根部这些残体中含有的大量营养元素会归还到沉积物中。另外污废水排放口都在L11、K12、M12点附近,特别是农田退水中含有大量的氮元素,城市生活污水总含有大量的P元素,造成湖泊西北端和湖心区的营养元素较高。

沉积物中营养元素的含量也明显受其自身的湿地滤过作用等的影响[8]。主要表现在湖泊南端P9、P11、R7、U4及W2的营养元素含量较低。

由于乌梁素海为草型湖泊,大量水草的生长对营养元素有吸收作用,大量的污废水从北部进入乌梁素海,从南部的排出。在水自北向南的运移过程中,通过以水草和芦苇为主的生物降解和吸收作用,氮、磷营养元素浓度也逐步降低,在湖泊中部大部分已被吸收,导致南部沉积物中营养元素含量小于北部。

2.3 有机质与总氮、总磷的相关关系

沉积物有机质具有热不稳定性,其中包含的氮、磷和微量元素将随分解过程而释放。大量实验证实:湖泊沉积物中磷含量与沉积物粒级和有机质含量有关系,有机质丰富的沉积物含氮、磷较多[9,10,11],且沉积物中有机质含量与总氮、总磷含量呈线性关系。

将所有沉积物样品总氮含量y(TN)对有机质含量x做线性回归分析,二者间为线性正相关(图4):

沉积物中总氮含量与有机质含量的相关系数R为0.814,这说明沉积物中TN的沉积与生物有机质的沉积相伴随,由于沉积物中大部分的氮是以有机的形态存在的,随着有机质含量增加,必然会导致沉积物中营养氮元素的增加。

图5为湖泊采样点总磷含量y(TP)与有机质含量x的线性回归,其方程式为:

总磷含量与有机质含量的相关系数R为0.738,表明沉积物中TP主要是有机磷为主。沉积物中磷在厌氧状态下转化成溶解态磷。随着有机质的富集,有机质的矿化速率增加,使环境处于厌氧状态,加速沉积物中磷的转化,造成水体中磷的增加。

随着有机质的在沉积物中的沉积,使沉积物更加肥沃,进而极大地影响植物的生长[13],越多的水生植物腐败分解而沉积湖底,植物分解过程会释放出磷元素,从而使底泥中积累了大量磷营养盐。

3 结语

(1)沉积物中营养盐含量较高是乌梁素海富营养化的重要特征。乌梁素海沉积物中总氮的含量在0.519~1.510 g/kg,平均值为0.86 g/kg。总磷含量在0.505~0.635 g/kg,平均值为0.546 g/kg。乌梁素海沉积物中含有大量的营养元素,并且大部分监测点含量已超过警戒线。因此,即便在截断外源污染后,水体沉积物与水体之间处于物质交换过程中,水底沉积物中的液态营养盐也会向上覆水中释放,在动力作用下营养盐再悬浮造成水体的富营养化[12]。

(2)有机质是乌梁素海内负荷的重要来源。沉积物中总氮含量与有机质含量的相关系数R为0.798,总磷含量与有机质含量的相关系数R为0.730,说明乌梁素海沉积物中的有机质、总氮、总磷具有较好的相关性,表明有机质为乌梁素海内负荷的重要来源。

(3)有机质富集是湖泊富营养化的重要促进因素。在这湖泊富营养化[14]过程中,有机质的富集一方面刺激藻类与浮游动植物的生长,引起水域初级生产力的增长[15]。另一方面,有机质为深水层中动物提供食物与能量,这些生物的代谢呼吸消耗深水层中氧气,并且释放原来与有机物结合的N、P等营养元素。