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The phosphorus cycle in the Sanggou Bay

Acta Oceanologica Sinica 2017年第1期36卷 90-100页

作者： XU Wenqi LI Ruihuan LIU Sumei ning zhiming JIANG Zengjie Key Laboratory of Ministry of Education for Marine Chemistry Theory and Technology Ocean University of China/Qingdao Collaborative Innovation Center of Marine Science and Technology Laboratory of Marine Ecology and Environmental Science Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology Department of Mariculture Ecology and Carrying Capacity Laboratory Yellow Sea Fisheries Research InstituteChinese Academy of Fishery Sciences

The phosphorus cycle is studied during 2013–2014 in the Sanggou Bay（SGB）, which is a typical aquaculture area in northern China. The forms of measured phosphorus include dissolved inorganic phosphorus（DIP）, dissolved organic phosphorus（DOP）, particulate inorganic phosphorus（PIP）, and particulate organic phosphorus（POP）.DIP and PIP are the major forms of total dissolved phosphorus（TDP） and total particulate phosphorus（TPP）,representing 51%–75% and 53%–80%, respectively. The concentrations and distributions of phosphorus forms vary among seasons relative to aquaculture cycles, fluvial input, and hydrodynamic conditions. In autumn the concentration of DIP is significantly higher than in other seasons（P〈0.01）, and higher concentrations are found in the west of the bay. In winter and spring the phosphorus concentrations are higher in the east of the bay than in the west. In summer, the distributions of phosphorus forms are uniform. A preliminary phosphorus budget is developed, and shows that SGB is a net sink of phosphorus. A total of 1.80×10^7 mol/a phosphorus is transported into the bay. The Yellow Sea is the major source of net input of phosphorus（61%）, followed by submarine groundwater discharge（SGD）（27%）, river input（11%）, and atmospheric deposition（1%）. The main phosphorus sink is the harvest of seaweeds（Saccharina japonica and Gracilaria lemaneiformis）, bivalves（Chlamys farreri）,and oysters（Crassostrea gigas）, accounting for a total of 1.12×10^7 mol/a. Burial of phosphorus in sediment is another important sink, accounting for 7.00×10^6 mol/a. Biodeposition by bivalves is the major source of phosphorus in sediment, accounting for 54% of the total.

关键词： phosphorus cycle aquaculture Sanggou Bay

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Sedimentary nitrogen dynamics in a coastal reef area with relatively high nitrogen concentration

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Acta Oceanologica Sinica 2023年第4期42卷 33-40页

作者： zhiming ning Ronglin Xia Bin Yang Cao Fang Wei Jiang Guodong Song Guangxi Laboratory on the Study of Coral Reefs in the South China Sea School of Marine SciencesGuangxi UniversityNanning 530004China Guangxi Key Laboratory of Marine Environmental Change and Disaster in Beibu Gulf Beibu Gulf UniversityQinzhou 535011China Key Laboratory of Marine Chemistry Theory and Technology of Ministry of Education Ocean University of ChinaQingdao 266100China

The migration and transformation of nitrogen(N)in sediments play an important role in regulating the N concentration and nutrient structures in shallow ***,studies of sedimentary N dynamics are rarely focused on carbonate sediments,although these account for about 40%of the continental shelf ***,the regulation mechanisms of the N dynamics in the carbonate sands of coral reefs are not *** the coral reef area of Weizhou Island,which has a relatively high N concentration,as the research object,we conducted a series of flow-through reactor experiments to investigate the fluxes of different N forms at the interface of sediment and seawater and their regulation mechanism by environmental *** fluxes of dissolved inorganic and organic N(DIN and DON)at different stations were-0.39-0.12 mmol/(m^(2)·h) and-0.18-0.39 mmol/(m^(2)·h),***(0.11-0.25 mmol/(m^(2)·h) was closely coupled to nitrification,which was limited by the availability of organic matter and its degradation product(i.e.,NH_(4)^(+)).Thus,the excessive NO_(3)^(-) might be reduced to NH4+by dissimilatory nitrate reduction to ammonium,rather than to N_(2) by ***_(3)^(-) reduction peaked at intermediate advection rates(96 L/(m^(2)·h)) and flow path lengths(10 cm),but the release of DON also peaked at the same *** addition,climate warming would significantly affect sedimentary N dynamics at Weizhou *** results may help address the broader issue of the N cycle in coral reef eco systems under the dual pressure of climate warming and anthropogenic activities,and these results are beneficial to coral reef protection and local ecological management.

关键词： nitrogen dynamics sediments coral reefs Weizhou Island

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CCS Technology Helpful for China to Improve Capability of Treaty Execution

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Bulletin of the Chinese Academy of Sciences 2009年第4期23卷 237-239页

作者： LI Xiaochun WEI ning FANG zhiming LI Qi HU Haixiang State key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineeringnstitution of Rock and Soil Mechanics Chinese Academy of Sciences Wuchang Wuhan 430071 China

The International Energy Agency (IEA) Report 2008 illustrated that the CO2 emissions from energy consumption in China was 5.6 billion tons in 2006,accounting for 20% of the global total (28 billion tons).

关键词：中国二氧化碳排放量 CCS 能力技术国际能源机构能源消费经济发展

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Experimental investigation of power output characteristics of RF excited all metal slab waveguide CO2 lasers

Experimental investigation of power output characteristics o...

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Photonics Asia 2004;Optics and Lasers

作者： Shuna Yao, ning Su, zhiming Li, Jianguo Xin* School of Information Science and Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 10081, China.

In this paper, we have presented a new type of RF excited diffusively cooled all-metal slab waveguide CO2 laser. In this laser structure, the four side walls of the slab waveguide are all made of alum

关键词： RF excited, diffusively cooled,all metal, slab waveguide , CO2 laser, power output characteristics

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涠洲岛珊瑚礁区沉积物硝酸盐异化还原过程对温度变化的响应

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热带海洋学报 2024年第4期43卷 137-143页

作者：莫丹杨宁志铭杨斌夏荣林刘志金广西大学海洋学院广西南宁530004 广西大学珊瑚礁研究中心广西南宁530004 广西南海珊瑚礁研究重点实验室广西南宁530004 江苏省海洋生物资源与环境重点实验室江苏海洋大学江苏连云港222005

硝酸盐异化还原包括反硝化、厌氧氨氧化和异化硝酸盐还原为铵(dissimilatory nitrate reduction to ammonium, DNRA)等氮循环中的关键过程,它们影响着海洋中氮元素的移除和保留。在全球变暖的背景下,沉积物硝酸盐异化还原过程将会受到... 详细信息

硝酸盐异化还原包括反硝化、厌氧氨氧化和异化硝酸盐还原为铵(dissimilatory nitrate reduction to ammonium, DNRA)等氮循环中的关键过程,它们影响着海洋中氮元素的移除和保留。在全球变暖的背景下,沉积物硝酸盐异化还原过程将会受到不同程度的影响。但是,尚不清楚珊瑚礁区钙质砂和硅质砂沉积物硝酸盐异化还原过程对温度升高的响应差异。因此,本研究利用15N同位素示踪技术和沉积物的升温受控培养,探究温度升高条件下涠洲岛珊瑚礁区不同类型沉积物中硝酸盐异化还原的响应。结果表明, DNRA和反硝化过程在两种不同类型的沉积物中对升温的响应表现出显著的差异性,在硅质砂中反硝化速率和DNRA速率随温度显著上升,而钙质砂则相反,这可能与不同沉积物中微生物群落结构差异有关。由于厌氧氨氧化对升温更为敏感,反硝化在氮移除方面变得愈发重要,但其副产物N2O可能会对气候造成一定的负面影响。温度升高导致DNRA对硝酸盐异化贡献度增加,环境氮移除能力降低,这会加剧涠洲岛海域氮过剩的情况,对珊瑚礁生态系统产生不利影响。

关键词：反硝化厌氧氨氧化 DNRA 沉积物珊瑚礁

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长棘海星暴发对珊瑚礁区沉积物营养盐动力学的影响研究

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海洋学报 2022年第8期44卷 23-30页

作者：夏荣林宁志铭余克服方草黄学勇韦芬广西大学海洋学院广西南宁530004 广西大学珊瑚礁研究中心广西南宁530004 广西南海珊瑚礁研究重点实验室广西南宁530004

长棘海星暴发对珊瑚礁生态系统产生了严重危害,而水体营养盐的补充可能是导致长棘海星暴发的一个关键因素。砂质沉积物对调控珊瑚礁区的营养盐浓度和结构起着关键作用,因此本研究通过流动式反应器对长棘海星和砂质沉积物进行模拟实验,... 详细信息

长棘海星暴发对珊瑚礁生态系统产生了严重危害,而水体营养盐的补充可能是导致长棘海星暴发的一个关键因素。砂质沉积物对调控珊瑚礁区的营养盐浓度和结构起着关键作用,因此本研究通过流动式反应器对长棘海星和砂质沉积物进行模拟实验,分析长棘海星排泄活动及其死亡后有机体降解对水体营养盐的影响,并探究砂质沉积物的响应。实验结果表明:(1)长棘海星排泄的溶解无机氮(DIN)和溶解无机磷(DIP)通量分别为(83.55±4.74)μmol/(ind.·h)和(2.53±0.03)μmol/(ind.·h),这些营养盐可能给长棘海星的持续暴发提供营养条件;(2)砂质沉积物对长棘海星排泄导致的营养盐浓度升高具有缓冲作用,约70.7%的DIN和91.4%的DIP被截留在沉积物中,但沉积物界面营养盐交换导致的氮磷比升高可能不利于珊瑚生长;(3)长棘海星死后的有机体降解可促使沉积物–水界面释放营养盐,结合海星暴发密度估算,其释放的营养盐可导致上覆水中DIN和DIP浓度分别升高0.32μmol/L和0.01μmol/L,这可能会促使大型藻的快速生长而妨碍珊瑚的自我修复。

关键词：长棘海星沉积物珊瑚礁营养盐生态影响

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水产养殖活动对水体营养盐及浮游植物组成的影响——以桑沟湾围隔实验为例

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2022年第6期52卷 92-102页

作者：柴正晴李瑞环宁志铭董书航宁晓燕刘素美中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心和海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 广西大学海洋学院广西南宁530004 海洋高等研究院山东青岛266237 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237

为讨论不同养殖模式下水体营养盐及浮游植物结构的变化情况,于2013年7月28日—8月7日在桑沟湾进行了现场围隔实验。实验结果显示,在磷匮乏的海域,贝类养殖引起的营养盐累积以无机态含氮营养盐为主,使得实验结束时水体DIN含量相较于初始... 详细信息

为讨论不同养殖模式下水体营养盐及浮游植物结构的变化情况,于2013年7月28日—8月7日在桑沟湾进行了现场围隔实验。实验结果显示,在磷匮乏的海域,贝类养殖引起的营养盐累积以无机态含氮营养盐为主,使得实验结束时水体DIN含量相较于初始浓度增加了39.5%~71.8%,其中NH^(+)_(4)的含量升高为初始浓度的3.0~3.5倍,是引起DIN升高的主要因素。同时,贝类的滤食作用还会促进浮游植物对DSi的吸收利用。此外,贝藻养殖会对浮游植物粒径结构产生影响,滤食性贝类的滤食作用以及藻类竞争利用营养盐,均会使水体内浮游植物偏小型化,因此nano-级和pico-级浮游植物在养殖活动的影响下更易成为优势种。

关键词：营养盐循环浮游植物水产养殖围隔实验桑沟湾

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桑沟湾营养盐及浮游植物对水产养殖活动的响应

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第11期54卷 83-95页

作者：王茂双李瑞环刘素美宁晓燕董书航宁志铭周楠中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国水产科学研究院黄海水产研究所农业农村部海洋渔业可持续发展重点实验室中国水产科学研究院碳汇渔业重点实验室山东青岛266071 崂山实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 广西大学海洋学院广西南宁530004

为了解水产养殖活动对营养盐循环及浮游植物结构的影响以及微型浮游动物的摄食压力,本文在桑沟湾进行了现场培养实验。结果显示,NO_(3)^(-)是秋季浮游植物生长的限制因子。栉孔扇贝养殖会引起NH_(4)^(+)的累积,实验结束时NH_(4)^(+)浓... 详细信息

为了解水产养殖活动对营养盐循环及浮游植物结构的影响以及微型浮游动物的摄食压力,本文在桑沟湾进行了现场培养实验。结果显示,NO_(3)^(-)是秋季浮游植物生长的限制因子。栉孔扇贝养殖会引起NH_(4)^(+)的累积,实验结束时NH_(4)^(+)浓度为初始浓度12.8倍;同时栉孔扇贝会对甲藻选择性摄食,从而改变浮游植物的群落结构;而大型藻类通过与浮游植物竞争营养盐,限制浮游植物的生长繁殖,使浮游植物粒径向小型化转变。此外,浮游植物还受到微型浮游动物的上行控制,调查期间湾内浮游植物生长率为0.39 d^(-1),微型浮游动物摄食率为0.79 d^(-1);微型浮游动物对浮游植物现存量和初级生产力的摄食压力分别为54.6%和169%。本研究有助于加深营养盐及浮游植物对水产养殖活动响应机制的理解并为水产养殖的可持续发展和生态环境管理提供理论支持。

关键词：水产养殖营养盐围隔实验浮游植物摄食率桑沟湾

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亚热带海湾表层沉积物对磷的吸附解析特征研究

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环境科学研究 2023年第2期36卷 363-372页

作者：黄慧倩胡浩鹏杨斌宁志铭 Solomon Felix Dan 李嘉玉沈奇健北部湾大学广西北部湾海洋环境变化与灾害研究重点实验室广西钦州535011 宁波大学海洋学院浙江宁波315800 中国水产科学研究院东海水产研究所上海200090 广西大学广西南海珊瑚礁研究重点实验室广西南宁530004

磷在沉积物-水界面的吸附解析过程对水体富营养化具有重要影响,目前亚热带海湾沉积物对磷的吸附解析特征并不清楚,其自身的粒度组成和理化性质对沉积物磷吸附解析影响尚不明晰.本研究以3个主要入海河口区采集的表层沉积物为基础,通过吸... 详细信息

磷在沉积物-水界面的吸附解析过程对水体富营养化具有重要影响,目前亚热带海湾沉积物对磷的吸附解析特征并不清楚,其自身的粒度组成和理化性质对沉积物磷吸附解析影响尚不明晰.本研究以3个主要入海河口区采集的表层沉积物为基础,通过吸附动力学和等温吸附试验,研究了不同粒径、pH和盐度等环境因子对磷吸附解析特征的影响规律.采用连续提取(SEDEX)法对沉积物吸附磷前后样品进行磷赋存形态分级,探讨沉积物对磷相应的吸附机制.结果表明:亚热带海湾入海河口区表层沉积物对磷的吸附动力学过程可用准二级动力学模型描述,等温吸附曲线符合Langmuir-交叉型模型.沉积物对磷的最大吸附量(Q_(m))范围为0.332~0.864 mg/g,沉积物磷的吸附/解吸平衡质量浓度(EPC_(0))在0.076~0.150 mg/L之间.粒径较小的沉积物具有较强的磷吸附能力,海水酸碱度和盐度有利于沉积物磷吸附,吸附后的沉积物中可交换态磷(Ex-P)和铁结合态磷(Fe-P)含量明显增加,沉积物对磷的吸附过程同时存在物理吸附和化学吸附,且以物理吸附为主.研究显示,亚热带海湾表层沉积物较高含量的黏土矿物和高分子量的有机质能够促进磷在沉积物上的吸附,海水酸碱度和盐度对该区域水体富营养化具有一定的缓冲效应,但沉积物物理吸附结合能力较弱,存在再次释放污染的风险,该区域内源磷污染应引起重视,这对于亚热带海湾水体富营养化污染防治具有重要意义.

关键词：沉积物磷吸附赋存形态富营养化亚热带海湾

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大风江口海域沉积物酸可挥发性硫化物、重金属分布及风险评价

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环境科学研究 2020年第6期33卷 1530-1538页

作者：徐程杨斌朱雪菁钟木凤杨建文亢振军宁志铭桂林理工大学化学与生物工程学院广西桂林541000 北部湾大学广西北部湾海洋灾害研究重点实验室广西钦州535011 广西大学广西南海珊瑚礁研究重点实验室广西南宁530004

为了解广西北部湾典型亚热带主要入海河口区——大风江口海域沉积物重金属生物毒性生态风险现状,以2018年7月在该区域采集的10个采样点表层沉积物为基础,采用冷扩散法提取样本中酸可挥发性硫化物(acid volatile sulfides,AVS),并同步提... 详细信息

为了解广西北部湾典型亚热带主要入海河口区——大风江口海域沉积物重金属生物毒性生态风险现状,以2018年7月在该区域采集的10个采样点表层沉积物为基础,采用冷扩散法提取样本中酸可挥发性硫化物(acid volatile sulfides,AVS),并同步提取重金属(simultaneously extracted heavy metals,SEM),采用碘量法测定AVS含量,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定同步浸提的Cr、Cu、Zn、Cd、Pb等5种重金属元素含量(同步提取的5种重金属含量之和用∑SEM表示),并利用∑SEM AVS比值法和∑SEM-AVS差值法进行沉积物重金属生态风险评价.结果表明:大风江口海域表层沉积物AVS含量范围在0.33~9.30μmol/g之间,平均值为(3.63±2.76)μmol/g,AVS含量呈现由河流向入海河口区域递减的趋势;∑SEM范围在2.12~27.08μmol/g之间,平均值为(7.61±7.32)μmol/g,∑SEM呈由河流向开阔海域先增加后递减的趋势;相比于其他海区,大风江口海域沉积物中AVS含量和∑SEM均较高.大风江口海域沉积物中AVS含量与溶出液pH(7.59~8.89)、沉积物氧化还原电位(E h)(-165~182 mV)均呈显著负相关,表明沉积环境中E h和pH越低,越有利于AVS的生成.大风江口及邻近海域表层沉积物中∑SEM AVS和∑SEM-AVS的变化范围分别为0.62~15.33和-3.49~22.90μmol/g.研究显示,大风江口海域表层沉积物中重金属具有潜在中等或高的毒性生态风险,应加强重金属污染防控.

关键词：酸可挥发性硫化物(AVS) 同步提取重金属表层沉积物生态风险大风江口

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