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基于LOICZ收支模型的涠洲岛近海营养盐浓度及结构变化的关键影响因素研究

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海洋环境科学 2022年第5期41卷 689-696页

作者：方草宁志铭韦芬夏荣林杨斌广西大学海洋学院广西南海珊瑚礁研究重点实验室广西南宁530004 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

本文根据2018-2019年广西涠洲岛近海营养盐的时空变化数据,采用海岸带海陆相互作用(LOICZ)营养盐收支模型对涠洲岛南湾营养盐进行收支估算,研究了影响营养盐浓度及结构变化的关键因素。此外,本研究利用流动式反应器(FTR)模拟实验,探究... 详细信息

本文根据2018-2019年广西涠洲岛近海营养盐的时空变化数据,采用海岸带海陆相互作用(LOICZ)营养盐收支模型对涠洲岛南湾营养盐进行收支估算,研究了影响营养盐浓度及结构变化的关键因素。此外,本研究利用流动式反应器(FTR)模拟实验,探究了在不同的有机碳含量条件下,沉积物-水界面营养盐交换对海水营养盐浓度及结构的影响。研究结果表明:(1)受南湾湾外营养盐输入的影响,溶解无机氮(DIn)和溶解无机磷(DIp)的浓度均呈现湾外高、湾内低的趋势;(2)南湾DIn和DIp净收支分别为-9.45×10^(5)mol/a和0.95×10^(5)mol/a,地下水输入和沉积物-水界面营养盐交换分别是湾内DIn和DIp的主要来源,沉积物-水界面营养盐交换是湾内DIn的主要输出途径,而贝类收获移除了湾内96.6%的DIp;(3)在有机碳含量(0.05%~0.23%)梯度变化的FTR实验中,海水流经沉积物后,DIn浓度降低,DIp浓度升高,沉积物-水界面营养盐的交换可以有效降低海水的氮磷比(N/P)。该研究结果可为科学评估营养盐对涠洲岛周围海域珊瑚礁的潜在影响以及近海环境生态管理提供科学依据。

关键词：涠洲岛营养盐沉积物-水界面养殖活动 N/P

光强、温度和N/P比对坛紫菜叶状体单性生殖发生的影响

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水产学报 2019年第3期43卷 650-660页

作者：付阳阳丁洪昌林琪钟晨辉刘长军严兴洪上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心福建省水产研究所象山县水产技术推广站

为探究培养条件对坛紫菜叶状体生长和单性生殖发生的影响,研究了不同光强、温度和N/P比下坛紫菜叶状体的生长及单性生殖发生的特点。结果显示,当光强为10～40μmol/(m2·s)时,藻体生长缓慢、成熟晚、单性生殖发生晚;光强增至60～80μmol... 详细信息

为探究培养条件对坛紫菜叶状体生长和单性生殖发生的影响,研究了不同光强、温度和N/P比下坛紫菜叶状体的生长及单性生殖发生的特点。结果显示,当光强为10～40μmol/(m2·s)时,藻体生长缓慢、成熟晚、单性生殖发生晚;光强增至60～80μmol/(m2·s)时,藻体生长加快,成熟和单性生殖发生同时提前。温度为17～20°C时,藻体生长慢、成熟晚、单性生殖发生推迟;23°C时藻体生长最快;而29°C组的藻体虽然生长受到抑制,但藻体成熟和单性生殖发生得到促进。N/P比为16∶1处理组的叶状体比其他处理组(1∶1、4∶1、32∶1和64∶1)均生长变快,N/P比为64∶1时叶状体生长最慢,但易成熟、易发生单性生殖。因此,在高光强、高温和高N/P比下,藻体成熟和单性生殖发生均提早,说明这些因素对坛紫菜叶状体单性生殖的发生有重要影响。

关键词：坛紫菜光强温度 N/P 叶状体单性生殖

Features on N/P ratio of plants with different functional groups between two types of steppe in semi-arid area

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Research in Cold and Arid Regions 2019年第5期11卷 371-381页

作者： YueDan Zhao XingDong He Lei Chen XinFeng Ding MengQi Li pingYi Xu YuBao Gao College of Life Sciences Nankai University

The differences in nitrogeN/Phosphorus(N/P)ratios of different functional groups in ecology are more helpful in explaining species competition and community dynamics.Based on the functional groups of plant growth type,carbon metabolism pathway,root type and phylogenetic type,we analyzed characteristics of leaf N/P ratios of 77 species in Sanggendalai(typical grassland zone)of Zhenglan Banner,Inner Mongolia,China and 91 species in the Habahu national nature Reserve(desertified grassland zone)in Yanchi County of ningxia,China.The results show that the N/P ratio(16.91)of C3 plants in the desertified steppe was significantly larger than that(12.72)in the typical steppe,but there was no significant difference between the N/P ratios of C4 plants in the two zones.There was no significant difference in N/P ratios between C3 plants and C4 plants in the same zone.Similarly,the N/P ratio(16.60)of dicotyledons in desertified steppe were significantly higher than that(12.98)in typical steppe,while differences in N/P ratios between monocotyledonous plants of the two zones was not significant,and there existed no significant difference in N/P ratios between dicotyledonous and monocotyledonous plants in the same zone.The N/P ratio had significant difference between gramineous and non-gramineous plants in the typical steppe but not in the desertified steppe,but there existed no significant difference in N/P ratios among different root types of perennial herbaceous plants in the same type of steppe or between two types of steppe.Thus,different features on the N/P ratios of C3 plants and dicotyledonous plants between typical steppe and desertified steppe may lead to different growth status of plants,and the N/P ratio stoichiometric of the same plant functional group may be a foundation of the changes of a plant community.

关键词： semi-arid region plant N/P ratio plant functional groups desertified steppe typical steppe

涠洲岛珊瑚礁区沉积物-水界面营养盐交换通量及其影响因素

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涠洲岛珊瑚礁区沉积物-水界面营养盐交换通量及其影响因素

作者：方草广西大学

学位级别：硕士

在全球气候变化背景下,珊瑚礁正面临着严重退化,特别是人类活动导致的海水富营养化以及营养盐结构失衡加剧其退化。珊瑚礁生态系统高效的营养循环确保其高生产力和生物多样性,而沉积物-水界面的营养盐交换能够调节水体营养盐的浓度及结... 详细信息

在全球气候变化背景下,珊瑚礁正面临着严重退化,特别是人类活动导致的海水富营养化以及营养盐结构失衡加剧其退化。珊瑚礁生态系统高效的营养循环确保其高生产力和生物多样性,而沉积物-水界面的营养盐交换能够调节水体营养盐的浓度及结构,在珊瑚礁海域营养盐的生物地球化学循环中发挥着关键作用。本文探究2019年涠洲岛近海营养盐的空间变化规律,采用海岸带海陆相互作用(LOICZ)收支模型对涠洲岛南端的半封闭式海湾(以下简称“南湾”)进行营养盐收支估算,评价影响该海域营养盐浓度及结构变化的关键因素,并利用流动式反应器(FTR)对涠洲岛珊瑚礁区沉积物进行培养实验,掌握沉积物-水界面营养盐交换对海水营养盐浓度及结构的影响,进一步通过不同条件受控培养揭示温度、有机质、营养盐浓度和平流作用对沉积物-水界面氮(n)、磷(p)、硅(Si)交换通量的调控机制。研究结果如下:(1)通过大面测量涠洲岛近海营养盐水平,表层溶解无机氮(DIn)和溶解无机磷(DIp)浓度分别为0.39～6.11μmol L和0.08～0.26μmol L;底层DIn、DIp浓度分别为5.12～9.44μmol L和0.11～0.35μmol L,底层浓度稍高于表层。DIn和DIp浓度均呈现湾外高、湾内低的趋势。调查期间,涠洲岛近海海域氮磷比(N/P)平均值在16.2～44之间,存在氮过剩而磷限制现象。(2)应用LOICZ模型估算涠洲岛海域营养盐收支及其关键影响因素的结果表明,沉积物-水界面营养盐交换是湾内营养盐交换的关键因素。南湾DIn和DIp净收支值分别是-9.45×10 mol yr和0.95×10 mol yr,湾内DIn和DIp的主要来源于地下水输入和沉积物-水界面营养盐交换,沉积物-水界面营养盐交换移除了湾内91.42%的DIn,并向其中输入占比76.50%的DIp,而贝类收获移除了湾内96.6%的DIp。(3)涠洲岛渗透性沉积物孔隙水中DIn、DIp和溶解硅(DSi)的浓度范围分别在16.64～225.21μmol L,0.46～0.69μmol L和36.21～439.03μmol L范围内。沉积物内无机磷(Ip)、有机磷(Op)的含量分别为0.30～0.52μmol g和0.03～0.09μmol g,生物硅(BSi)含量在0.01～0.12%,总氮(Tn)含量在0.001～0.006%。利用FTR对涠洲岛珊瑚礁区各站位的沉积物培养实验,得到其沉积物-水界面DIn、DIp、DSi的交换通量范围分别为-0.26～0.028 mmol m h,-0.13～0.05 mmol m h和-0.49～2.06mmol m h。培养过程中,海水流经沉积物后,流出海水比流进海水的N/P显著降低,这是沉积物-水界面DIn和DIp的交换通量共同决定的,在一定程度上调节海域营养盐浓度及其结构。(4)通过不同条件下对沉积物受控的FTR培养实验,得到沉积物-水界面对营养盐迁移的调控机制。由于涠洲岛海域氮过剩,温度升高会导致沉积物释放的DOn和沉积物中过量的nO被异化还原为nH,从而增加海域氮压力。沉积物中赋存的磷可在环境因子改变下释放出来,对上覆水中营养盐浓度及结构起到一定的调节作用。海水磷酸盐浓度降低到0.40±0.06μmol L,DIp由被沉积物吸收转为从沉积物向海水释放;中等平流流速使得沉积物孔隙内形成无氧的微环境,加速沉积物中碳酸钙的溶解和DIp的释放,但涠洲岛沉积物中钙结合态磷的含量极低,可能会削弱其作为磷源的作用。另外,升温和中等平流流速可以促进DSi被沉积物底栖硅藻吸收。该研究结果可为评估营养盐对涠洲岛周围海域珊瑚礁的潜在影响以及近海环境生态管理提供科学依据。

关键词：珊瑚礁区营养盐沉积物-水界面 N/P

2018年莱州湾无机氮、磷平面分布及其结构特征

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海洋环境科学 2021年第4期40卷 535-541页

作者：苏博赵玉庭马元庆李佳蕙董晓晓孙珊山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋生态修复重点实验室山东烟台264006

本文利用2018年5月和8月现场调查数据,对莱州湾DIn和pO_(4)-p的浓度频率分布、平面分布及结构特征进行了分析。结果显示,2018年莱州湾海水中DIn浓度变化范围为0.0203~1.49 mg/L,平均值为0.339 mg/L,5月浓度明显高于8月,DIn浓度为0.1~0.4... 详细信息

本文利用2018年5月和8月现场调查数据,对莱州湾DIn和pO_(4)-p的浓度频率分布、平面分布及结构特征进行了分析。结果显示,2018年莱州湾海水中DIn浓度变化范围为0.0203~1.49 mg/L,平均值为0.339 mg/L,5月浓度明显高于8月,DIn浓度为0.1~0.4 mg/L的站位比例为64.5%,超过四类海水水质标准的站位比例为17.8%。海水中pO_(4)-p浓度变化范围为未检出~62.3×10^(-3) mg/L,平均值为5.63×10^(-3) mg/L,8月浓度明显高于5月,pO_(4)-p浓度低于一类海水水质标准的站位比例为95.3%;N/P大于16的站位比例为96.3%,海水呈富营养化状态的站位比例为13.1%。DIn浓度、pO_(4)-p浓度、N/P及富营养化指数高值区主要位于小清河口和黄河口附近海域。DIn形态结构中,nO_(3)-n、nO_(2)-n、nH_(4)-n占比分别为66.6%、9.1%、24.3%,夏季nH_(4)-n占比较高;pO_(4)-p浓度过低是导致该海域N/P增高的主要因素。

关键词：莱州湾 DIn pO_(4)-p N/P 富营养化结构特征

宁夏草原植物叶片氮磷化学计量特征及其驱动因素

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草业学报 2019年第2期28卷 23-32页

作者：李明雨黄文广杨君珑李小伟宁夏大学农学院宁夏银川750021 宁夏草原工作站宁夏银川750002

n、p循环控制着草地生态系统植物生长发育及群落结构和功能。为揭示宁夏草原植物n、p化学计量变化规律及其主要驱动因素,测定111个样地中的优势种植物409个样本叶片n、p含量,分析n、p化学计量特征、空间格局及其与气候因子(年均温度、... 详细信息

n、p循环控制着草地生态系统植物生长发育及群落结构和功能。为揭示宁夏草原植物n、p化学计量变化规律及其主要驱动因素,测定111个样地中的优势种植物409个样本叶片n、p含量,分析n、p化学计量特征、空间格局及其与气候因子(年均温度、年均降水量)的关系。结果表明,宁夏草原植物n、p含量的算数平均值分别为22.47和1.83mg·g-1,N/P为14.24,宁夏天然草地生长同时受n、p的限制;宁夏天然草地植物叶片n含量和N/P随纬度、年均温升高而增大,随海拔、年均降水量降低而增大,而叶片p含量随年均降水量升高而升高,n、p含量随经度升高而增大;空间分布和水热条件能够解释n、p含量及N/P方差的70.83%,这表明水热是宁夏天然草地植物叶片n、p化学计量特征的主要驱动因素,研究结果可为宁夏草原的管理和生产力的提升提供理论依据。

关键词：宁夏天然草地植物叶片n、p含量 N/P 化学计量特征

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植物叶片养分再吸收特征及其影响因子

应用与环境生物学报 2017年第5期23卷 811-817页

作者：宁秋蕊李守中姜良超陶晶晶陈涵睿刘聪杨贤宇湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福州350007 福建师范大学地理科学学院福州350007

收集国内公开发表的有关植物叶片养分再吸收的相关文献,从中提取叶片氮(n)和磷(p)再吸收效率(RE)、n和p含量及环境因子等数据,对植物叶片养分再吸收特征及其影响因子进行系统分析.结果表明:n和p再吸收效率分别与衰老叶中对应养分含量存... 详细信息

收集国内公开发表的有关植物叶片养分再吸收的相关文献,从中提取叶片氮(n)和磷(p)再吸收效率(RE)、n和p含量及环境因子等数据,对植物叶片养分再吸收特征及其影响因子进行系统分析.结果表明:n和p再吸收效率分别与衰老叶中对应养分含量存在显著负相关关系,表明养分再吸收效率越高再吸收程度也越高.n、p再吸收效率的差值与成熟叶N/P呈显著负相关,表明植物在生长过程中会加强对限制性元素的选择再吸收.叶片n再吸收效率随纬度增加而增加,与年均气温(MAT)、年均降雨量(MAp)呈负相关关系,而p再吸收效率与三者的相关性并不显著.不同生活型植被p再吸收效率无显著差异,固氮植物n再吸收效率显著低于除藤本以外的非固氮植物,乔木、灌木、草本、藤本间n再吸收效率无显著差异.本文对叶片养分再吸收效率与环境、生物影响因子的探讨证实了"相对再吸收假说"(植物生长过程当受到某种元素限制时会对该元素具有较高的再吸收效率).

关键词：养分再吸收纬度 N/P 环境因子生活型

2019年渤海氮磷营养盐季节变化及富营养化状况

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海洋环境科学 2021年第6期40卷 915-921页

作者：王燕姚振童祝艳君刘学淞姚文君马新东王震国家海洋环境监测中心辽宁大连116023 国家环境保护近岸海域生态环境重点实验室辽宁大连116023

本研究采用2019年渤海四个季节表层的氮磷营养盐数据,对渤海氮磷营养盐浓度、N/P和富营养化状况的季节变化进行了分析和评价。结果表明:DIn和pO_(4)-p的季节分布明显不同,DIn平均浓度表现为秋季最高、冬季和春季次之、夏季最低的季节分... 详细信息

本研究采用2019年渤海四个季节表层的氮磷营养盐数据,对渤海氮磷营养盐浓度、N/P和富营养化状况的季节变化进行了分析和评价。结果表明:DIn和pO_(4)-p的季节分布明显不同,DIn平均浓度表现为秋季最高、冬季和春季次之、夏季最低的季节分布特征,而pO_(4)-p平均浓度最高值出现在秋季,其他季节浓度相近;空间分布上,DIn及各组分(nH_(4)-n除外)均呈现近岸高、中部低的空间分布,受河流输入影响显著,虽然在近岸海域如辽河口出现pO_(4)-p的高值区,但pO_(4)-p各季节分布变化较大,并在秋、冬季节出现渤海中部浓度升高的情况,可能是受陆源输入和海洋中磷的内源循环的共同影响;同一季节近岸海域N/P远高于近海海域,渤海近岸海域呈现显著的磷限制,近海海域由于出现大片N/P小于16的区域,可能出现潜在氮限制的现象;富营养化指数(EI)结果显示,渤海富营养化区域主要集中在辽河口,该海域常年为中度富营养化区域,过量的DIn是富营养化的主要原因。

关键词：营养盐 N/P 分布富营养化

Fe^(3+)对不同进水氮磷比藻塘水质净化效果研究

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环境工程 2016年第8期34卷 31-35,78页

作者：赵志淼宋新山王苏艳肖燕萍宫志杰王俊锋王宇晖东华大学环境科学与工程学院国家环境保护纺织污染防治工程技术中心上海201620

铁是动植物进行生命活动不可缺少的元素。在藻塘内,铁能够影响藻细胞生长与繁殖,影响水质净化效果。通过研究不同浓度Fe3+对小球藻生长影响,并设定进水C/n和N/P,确定适宜Fe3+对藻塘出水理化性质及其污染物去除的影响。结果表明:当c(Fe3+... 详细信息

铁是动植物进行生命活动不可缺少的元素。在藻塘内,铁能够影响藻细胞生长与繁殖,影响水质净化效果。通过研究不同浓度Fe3+对小球藻生长影响,并设定进水C/n和N/P,确定适宜Fe3+对藻塘出水理化性质及其污染物去除的影响。结果表明:当c(Fe3+)为10 000 nmol/L时,藻细胞质量增加约25%。适宜浓度Fe3+可调节藻塘水体DO、p H及ORp,提高净化效果。Fe3+利用率与COD、Tn和Tp去除率呈线性正相关,且随进水N/P的提高而增高。当ρ(n)/ρ(p)为50,ρ(C)/ρ(n)=5时,加铁藻塘COD、Tn、Tp去除率分别为45.34%、77.14%、43.11%,与未加铁藻塘相比,去除率分别提高约3,5.47,9.64个百分点。因此,铁可以促进藻类的生长,当藻塘进水ρ(C)∶ρ(n)∶ρ(p)∶ρ(Fe)为250∶50∶5∶1时,可降低污染物浓度,提高去除效果。

关键词：藻塘 Fe^3+ N/P 水质净化