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Variations of sediment organic phosphorus and organic carbon during the outbreak and decline of algal blooms in Lake Taihu,China

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Journal of Environmental Sciences 2024年第5期139卷 34-45页

作者： Jiehua Wang xiuling bai Wenchao Li Pingping Zhang Mengdi Zhang Haoran Wang Yingge bai College of Geography and Environmental Science Henan UniversityKaifeng 475004China Key Laboratory of Geospatial Technology for the Middle and Lower Yellow River Regions(Henan University) Ministry of EducationKaifeng 475004China National Demonstration Center for Environment and Planning Henan UniversityKaifeng 475004China Surrey International Institute Dongbei University of Finance and EconomicsDalian 116000China

In this study,sediment organic phosphorus(OP)and organic carbon(OC)in Lake Taihu,China,as well as their relationships,were analyzed during the outbreak and decline of algal blooms(ABs)over a five-month field *** results showed synchronous temporal changes in the sediment OP and OC contents with the development of *** addition,there was a significant positive correlation between the sediment OP and OC(p<0.01),suggesting simultaneous deposition and consumption during the ABs *** sediment OP and OC contents decreased significantly at the early and last stages of the ABs outbreak and increased at the peak of the ABs outbreak and during the ABs *** temporal variation patterns suggest that the sediment OC and OP contents did not consistently increase during the ABs outbreak,even though algae are an important source of organic matter in *** depletion or enrichment of OC and OP in sediments may also depend on the scale of the ABs *** obtained results revealed significant differences in the sediment OC and OP contents between the months(p<0.05).In addition,OP in the sediments was dominated by orthophosphate diester(phospholipids and DNA-P)and orthophosphate monoester during the ABs outbreak and decline,*** active OC contents and proportions in the sediments in the ABs outbreak were significantly lower than those observed in the ABs decline period,demonstrating the significant impacts of the ABs outbreak and decline on the sediment OC and OP in Lake Taihu.

关键词： Algal blooms Organic phosphorus Organic carbon Sediment ^(31)P NMR Lake Taihu

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Speciation of organic phosphorus in a sediment profile of Lake Taihu I:Chemical forms and their transformation

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Journal of Environmental Sciences 2013年第4期25卷 637-644页

作者： Di Xu Shiming Ding Bin Li xiuling bai Chengxin Fan Chaosheng Zhang State Key Laboratory of Lake Science and Environment Nanjing Institute of Geography and LimnologyChinese Academy of Sciences College of Forest Resources and Environment Nanjing Forestry University College of Environment and Planning Henan University GIS Centre Ryan Institute and School of Geography and ArchaeologyNational University of IrelandGalwayIreland

Organic phosphorus （nonreactive E NRP） is a major component of P in sediments, but information about its chemical forms and dynamic transformation is limited. The chemical forms and dynamic behaviors of NRP in a sediment profile from Lake Talhu, a freshwater and eutrophic lake in China, were investigated. Five forms of NRP in the sediments were extracted based on a chemical fractionation technique, including easily labile NRP （NaHCO3-NRP）, reactive metal oxide-bound NRP （HCl-NRP）, humic acid-associated NRP （NaOH-NRPnA）, fulvic acid-associated NRP （NaOH-NRPFA） and residual NRP （Res-TP）. There were notable transformations with increasing sediment depth from the labile NaHCOa-NRP and NaOH-NRP pools to the recalcitrant HCl-NRP and Res-TP pools, which caused the NRP to become increasingly recalcitrant as the early diagenetic processes proceeded. Further analyses showed that the relative changes in contents of organic matter and reactive Fe oxides in the sediment profile triggered a competition for binding NRP fractions and led to the transformation of NRP. The results highlighted the importance of abiotic processes in regulating the diagenesis of organic P and its stability in sediments.

关键词： organic phosphorus fractionation transformation Lake Taihu sediment

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Speciation of organic phosphorus in a sediment profile of Lake Taihu Ⅱ.Molecular species and their depth attenuation

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Journal of Environmental Sciences 2013年第5期25卷 925-932页

作者： Shiming Ding Di Xu xiuling bai Shuchun Yao Chengxin Fan Chaosheng Zhang State Key Laboratory of Lake Science and Environment Nanjing Institute of Geography and LimnologyChinese Academy of Sciences College of Environment and Planning Henan University GIS Centre Ryan Institute and School of Geography and ArchaeologyNational University of IrelandGalwayIreland

The understanding of organic phosphorus（P） dynamics in sediments requires information on their species at the molecular level,but such information in sediment profiles is scarce.A sediment profile was selected from a large eutrophic lake,Lake Taihu（China）,and organic P species in the sediments were detected using solution phosphorus-31 nuclear magnetic resonance spectroscopy（31 P NMR） following extraction of the sediments with a mixture of 0.25 mol/L NaOH and 50 mmol/L EDTA（NaOH-EDTA） *** results showed that P in the NaOH-EDTA extracts was mainly composed of orthophosphate,orthophosphate monoesters,phospholipids,DNA,and *** of the major organic P compound groups and pyrophosphate showed a decreasing trend with the increase of *** half-life times varied from 3 to 27 years,following the order of orthophosphate monoesters 〉 phospholipids DNA 〉 *** component analysis revealed that the detected organic P species had binding phases similar to those of humic acid-associated organic P（NaOH-NRP HA）,a labile organic P pool that tends to transform to recalcitrant organic P pools as the early diagenetic processes *** demonstrated that the depth attenuation of the organic P species could be partly attributed to their increasing immobilization by the sediment solids,while their degradation rates should be significantly lower than what were suggested in previous studies.

关键词： organic phosphorus sediment half-life time 31 P NMR Lake Taihu

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鄱阳湖湿地苔草(Carex)景观变化及其水文响应

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湖泊科学 2017年第4期29卷 870-879页

作者：周云凯白秀玲宁立新河南大学资源与环境研究所开封475004 河南大学环境与规划学院开封475004

淡水湿地水文过程控制着湿地植被景观的形成与演变.基于Landsat TM/ETM+遥感影像数据,利用决策树分类法提取鄱阳湖湿地1992、1999、2006、2012年4期景观信息,通过景观格局指数、转移矩阵和质心迁移法对苔草景观的空间变化及其与水文过... 详细信息

淡水湿地水文过程控制着湿地植被景观的形成与演变.基于Landsat TM/ETM+遥感影像数据,利用决策树分类法提取鄱阳湖湿地1992、1999、2006、2012年4期景观信息,通过景观格局指数、转移矩阵和质心迁移法对苔草景观的空间变化及其与水文过程关系进行分析.结果表明:研究期间,鄱阳湖湿地秋、冬季苔草景观分布面积受到水位和退水过程的影响,低水位年的中滩位缓慢退水与低滩位快速出露更有利于苔草景观的扩张;苔草景观的空间格局与水位关系密切,在低水位年份,低位洲滩提前出露,苔草景观分布高程较低,部分低位光滩被苔草所侵占,原苔草分布的部分洲滩转变为芦荻景观,景观的破碎化程度较重,在高水位年份,低位洲滩长期被水体淹没,苔草景观分布高程相对较高,部分芦荻分布区被苔草所侵占,而原苔草景观的部分区域转变为水体和光滩,由于该期间苔草主要集中分布在湖周和入湖河口地带的高位洲滩上,其景观破碎化程度较轻;水位年际间的升降变化会影响苔草景观质心位置,年均水位上升引起景观质心发生向湖岸方向推进,而年均水位下降则会导致苔草景观质心向湖心方向转移.

关键词：苔草景观景观格局水位变化响应鄱阳湖湿地

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水丝蚓对太湖沉积物有机磷组成及垂向分布的影响

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生态学报 2012年第17期32卷 5581-5588页

作者：白秀玲周云凯张雷河南大学资源与环境研究所开封475004 河南大学水资源与水环境数字模拟研究所开封475004 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008

以太湖常见底栖动物——水丝蚓为研究对象,借助室内流动培养装置和31P核磁共振技术(phosphorus-31 nuclearmagnetic resonance spectroscopy)(31P-NMR),研究生物扰动对太湖沉积物有机磷组成及垂向分布的影响。结果表明:短时间内水丝蚓... 详细信息

以太湖常见底栖动物——水丝蚓为研究对象,借助室内流动培养装置和31P核磁共振技术(phosphorus-31 nuclearmagnetic resonance spectroscopy)(31P-NMR),研究生物扰动对太湖沉积物有机磷组成及垂向分布的影响。结果表明:短时间内水丝蚓扰动对沉积物有机磷化合物种类组成影响并不显著,但会引起上层沉积物中稳定性较差的有机磷化合物磷脂和DNA含量出现显著降低,同时沉积物中总磷和有机磷的垂向分布亦发生明显改变。此外,水丝蚓扰动下沉积物含水率、孔隙率和碱性磷酸酶活性显著增加,使活性较高的有机磷化合物分解加速,最终导致表层沉积物中的磷脂与DNA含量降低。

关键词：生物扰动有机磷沉积物水丝蚓

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近17年鄱阳湖区景观格局动态变化研究

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生态环境学报 2011年第11期20卷 1653-1658页

作者：周云凯白秀玲河南大学资源与环境研究所河南开封475004 河南大学环境与规划学院河南开封475004

通过对1989、1999和2006年3期遥感影像进行解译,借助ARCGIS、FRAGSTATS等软件对鄱阳湖区近17年景观格局动态变化进行分析。结果表明:近17年湖区景观空间结构在自然因素和人类活动的影响下发生显著变化。从景观水平上看,湖区整体景观的... 详细信息

通过对1989、1999和2006年3期遥感影像进行解译,借助ARCGIS、FRAGSTATS等软件对鄱阳湖区近17年景观格局动态变化进行分析。结果表明:近17年湖区景观空间结构在自然因素和人类活动的影响下发生显著变化。从景观水平上看,湖区整体景观的破碎化程度不断增大,各斑块类型在空间上的分布趋于均匀和分散,景观中斑块的形状渐趋不规则,复杂程度加大。在斑块类型水平上,研究区水体的破碎化程度增加,斑块向着小型化方向发展,斑块之间的结合度降低,形状逐渐变得复杂,水体斑块之间的水力联系减弱;草地和林地的空间结构相对稳定,变化并不显著;耕地虽然是研究区的优势景观类型,但在近17年间,其优势地位被逐渐削弱,破碎化程度也在逐渐加大,斑块形状的规则性降低,各斑块之间的分离性加大;滩地的变化主要受水文情势和泥沙淤积的影响,破碎化程度经历了先加大、后降低的过程,最大斑块面积有所增大;建设用地的变化最为明显,其破碎化程度也有所加大,但斑块间的连接程度相对研究初期有所增加;未利用地是研究区面积最小的景观类型,其景观破碎化程度则有所降低,斑块形状也渐趋简单。

关键词：鄱阳湖区景观格局动态变化遥感

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太湖螺类的实验生态学研究——以环棱螺为例

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湖泊科学 2006年第6期18卷 649-654页

作者：白秀玲谷孝鸿张钰中科院南京地理与湖泊研究所

通过室内实验探讨环棱螺营养盐释放的影响因子及环棱螺对水体悬浮物、透明度及浮游植物的影响等生态特性．结果表明:温度及进食状况对环棱螺的营养盐释放均有显著影响．15℃时,环棱螺氨氮的释放速率约为55．60±4．95μg／(g·d),磷酸... 详细信息

通过室内实验探讨环棱螺营养盐释放的影响因子及环棱螺对水体悬浮物、透明度及浮游植物的影响等生态特性．结果表明:温度及进食状况对环棱螺的营养盐释放均有显著影响．15℃时,环棱螺氨氮的释放速率约为55．60±4．95μg／(g·d),磷酸根的释放速率约为2．073±0．120μg／(g·d);而25℃时,环棱螺磷酸根的释放速率是2 819±0．075μg／(g·d),表明在一定温度范围内,环棱螺营养盐的释放速率随温度升高而增加,且进食状态下环棱螺的营养盐释放速率高于饥饿状态．此外,环棱螺虽在短时间内可提高水体的透明度,但其释放的营养盐可引起局部水体溶解态氮磷含量的增加,在没有其它初级生产者争夺营养盐和光照等资源的情况下,水体中藻类的再生速率会加快,环棱螺难以对藻类的增殖起到抑制作用．南此建议在利用螺类进行生态调控的过程中,必须与沉水植物的恢复紧密结合,通过合理的空间搭配,实现水生态系统的恢复与健康发展．

关键词：环棱螺悬浮物质叶绿素a 太湖

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1989年至2006年鄱阳湖区土地利用动态变化研究

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资源科学 2011年第6期33卷 1186-1194页

作者：周云凯白秀玲姜加虎河南大学环境与规划学院开封475004 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

本文利用1989年、1999年和2006年三期遥感影像解译数据,借助GIS的空间分析功能,从土地利用变化的幅度及速度、土地利用程度和土地类型转化模式等角度对鄱阳湖区近17年的土地利用动态变化情况进行了定量分析。结果表明:在人类活动和自然... 详细信息

本文利用1989年、1999年和2006年三期遥感影像解译数据,借助GIS的空间分析功能,从土地利用变化的幅度及速度、土地利用程度和土地类型转化模式等角度对鄱阳湖区近17年的土地利用动态变化情况进行了定量分析。结果表明:在人类活动和自然因素的影响下,湖区土地利用结构发生明显改变,耕地面积正在逐渐减少,但其减少速度相对较慢;而建设用地、滩地都有不同程度的增加,其中以建设用地增加速度为最快;水体和未利用地受湖区水土资源开发的影响,面积出现大幅减少;林地是近17年湖区最为稳定的土地类型,面积基本保持不变。从土地利用类型的转移变化来看,湖区各土地类型存在着不同程度的相互转换,水体主要转出方向为草地和滩地,转入部分则主要来自于耕地;而受生态退耕和垦殖活动的影响,耕地、林地和草地三者之间转换较为频繁;研究期间,建设用地的增加主要是通过大量侵占耕地来实现的;而滩地面积的增减主要受水位和人类耕作活动的制约。

关键词：土地利用动态变化鄱阳湖区遥感 GIS

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太湖环棱螺对两种常见沉水植物生长的影响

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湖泊科学 2007年第1期19卷 98-102页

作者：白秀玲谷孝鸿张钰中科院南京地理与湖泊研究所

环棱螺(Bellamya sp．)是太湖常见的一类软体动物．本研究通过室内实验．探讨环棱螺对轮叶黑藻(Hydrilla verti- cillata Royle)和伊乐藻(Elodea nuttalli ST John)生长的影响及水体营养盐含量的变化．结果表明,三种处理情况下,单位质... 详细信息

环棱螺(Bellamya sp．)是太湖常见的一类软体动物．本研究通过室内实验．探讨环棱螺对轮叶黑藻(Hydrilla verti- cillata Royle)和伊乐藻(Elodea nuttalli ST John)生长的影响及水体营养盐含量的变化．结果表明,三种处理情况下,单位质量伊乐藻增加的数量分别为：H组0．475 g,L组0．106 g,C组0．021 g,单位质量轮叶黑藻增加的数量分别为：H组0．704g,L组0．663 g,C组0．478 g．从实验前后两种沉水植物的长度和分蘖数变化来看,H组最高,L组与C组分别次之,所以不论生物量、长度还是分蘖数的变化量,与环棱螺共存的伊乐藻和轮叶黑藻的变化都高于对照组中两种沉水植物的变化．环棱螺新陈代谢促进水体中溶解态氮磷含量增加,三种情况下水生植物的初级生产力都相当,由此可推测环棱螺通过新陈代谢,一定程度上促进了两种沉水植物的生长．

关键词：环棱螺伊乐藻轮叶黑藻沉水植物太湖

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太湖渔业产量和结构变化及其对水环境的影响

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海洋湖沼通报 2009年第2期 143-150页

作者：何俊谷孝鸿白秀玲中科院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 中国科学院研究生院北京100039

依据太湖渔业和水环境监测资料,分析研究了1952～2006年太湖渔业产量、结构变化以及对水环境的影响。结果表明:1952～2006年太湖渔业总产量呈上升趋势;捕捞渔获物组成中,小型鱼类湖鲚为优势种,产量占渔获物比例从1952年的640.5t和15.8%... 详细信息

依据太湖渔业和水环境监测资料,分析研究了1952～2006年太湖渔业产量、结构变化以及对水环境的影响。结果表明:1952～2006年太湖渔业总产量呈上升趋势;捕捞渔获物组成中,小型鱼类湖鲚为优势种,产量占渔获物比例从1952年的640.5t和15.8%增加至2006年的21130t和60.2%;而银鱼、鮊鱼、鲢鳙等其他鱼类在渔获物中比例大幅度下降,2006年渔获物组成远不及1952年合理。结果表明,太湖的逐渐富营养化、不合理的捕捞方式和过高的捕捞强度,以及太湖受改变的水力学特点等导致了这一变化。1991～2006年东太湖养殖渔业尤其是网围养蟹业迅速发展,养殖规模不断扩大后的大量投饵及不合理的水生植被利用方式给东太湖水环境带来了严重影响,东太湖水体现处于富营养状态。因此,需要控制太湖渔业捕捞强度、调整鱼种放流结构、加强鱼类资源繁殖保护,改善养殖渔业方式以及加强对湖泊水环境的综合整治,以使太湖渔业与水环境和谐可持续发展。

关键词：太湖渔业产量渔业结构水环境

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