白洋淀湖泊湿地中氮素分布的初步研究
结果与分析21月份达到一个高峰。...
Classified Index: CODE: 10075 U.D.C.: NO: 20101242A Dissertation for the Degree of M.Science Nitrogen and Phosphorus Accumulation and Water Purification of Myriophyllum spicatum and Potamogeton pectinatusCandidate: SuQianSupervisor: Prof. Liu Cunqi Academic Degree Applied for : Master of ScienceSpecialty: HydrobiologyUniversity: Hebei University Date of Oral Examination: June, 2013摘要白洋淀湿地位于华北平原中部，是华北地区最大的内陆浅水湖泊，在滞洪滞沥、蓄水灌溉与水产养殖等各方面都占有重要的地位。
然而，由于近年来自然与社会的双重扰动，致使白洋淀水域遭受污染，水体的富营养化严重，湿地生态功能退化等问题十分突出。
沉水植物能有效地降低水体中营养物质浓度，具有较强的净水能力。
在植物体内氮磷积累量达到最大时，通过刈割植物体可转移出大量的氮与磷，沉水植物的重建已成为治理富营养化湖泊的关键措施之一。
本文研究了白洋淀典型沉水植物穗花狐尾藻与蓖齿眼子菜的生长特性、体内氮磷积累规律以及与环境中沉积物和水体理化因子的关系，评估了两种沉水植物的净水功能，评价了穗花狐尾藻与蓖齿眼子菜种群的生态服务功能，并对其适宜收割时间做了初步探讨。
本实验于分别于4月、5月、6月、7月、8月、9月进行了12次采样，得到了以下结果：1 白洋淀穗花狐尾藻与蓖齿眼子菜的生长开始于3月末或者4月初，终于9月份，主要生长期为6至8月。
穗花狐尾藻与蓖齿眼子菜的生物量变化符合Logistic规律，在植物的生长旺期7、8月份达到最大，叶的生物量大于茎的生物量，茎的生物量大于根的生物量。
富营养化对湖泊消费者群落碳源和氮源的影响——以白洋淀为例
! Lake Sci)湖泊科学),2020, 32( 6)： 1657-1670DOI 10. 1(307/2020. 060(© 2020 by Journal of Lake Sciences富营养化对湖泊消费者群落碳源和氮源的影响——以白洋淀为例** 2019-12-03 收稿;2020-03-15 收修改稿.河北省社会科学基金项目(HB19YJ023)资助.** 通信作者；E-mail ：zhanglulu19850703X .秦 珊$,崔建升1,2，申立娜$,张璐璐1，2!!,剧泽佳$,付 雨1（1:河北科技大学环境科学与工程学院"石家庄050018）（2：河北省污染防治生物技术实验室"石家庄050018）摘 要：富营养化对湖泊生态系统能流和物流的影响具有不确定性"多数研究仅关注富营养化对浅水湖泊食物网结构和功能的影响"而富营养化对消费者群落碳源和氮源的影响及其时空分异特征较少关注.鉴于此"本研究选取华北平原最大的浅水富营养化湖泊——白洋淀为研究区"依据生境理化参数将白洋淀划分为3类生境（生境1（ I 和$区）主要遭受 上游府河废水排放影响（生境2（和/区）主要遭受水产养殖和生活污水的影响（生境3（皿、&和0区）遭受人为干 扰较小）.在2018年4月和8月分别收集了浮游生物、底栖生物和鱼类样品"运用碳、氮稳定同位素技术定量估算3类生境中底栖和浮游生物对消费者群落碳源和氮源贡献百分比的时空分异特征；同时收集水体和沉积物样品进行常规理化 参数分析"明晰富营养化对白洋淀消费者群落碳源和氮源贡献百分比的影响.结果表明：1）就水体和沉积物理化参数季节变化而言"除pH 相对稳定外"化学需氧量（COD ）、沉积物氨氮！NH.-N c）、总氮!TN ）和沉积物总磷（TP S ）4月高于8月，而其他理化参数则8月高于4月（就空间分布而言"温度（T ）、水深! WD ）、溶解氧（DO ）和沉积物总碳（TC ）值在生境3中最高"而其他理化参数的值则在生境1中最高;2）就）13C 和S 15N 空间分布而言"对于同一群落"）13C 和S 15N 在3类生境 中富集程度呈现显著差异（就时间分布而言"不同季节消费者群落的）13C 值存在显著差异"而S 15N 值未呈现显著差异" 且消费者群落的）13C 和S 15N 呈显著负相关；3）就消费者营养级的空间分布而言"3类生境存在显著差异"同一消费者营养级在生境1中最高"在生境3中最低（就时间分布而言"消费者营养级未呈现显著差异；4）浮游生物对消费者群落碳源 和氮源贡献百分比4月高于8月"生境1高于其他生境（而底栖生物对消费者群落碳源和氮源贡献百分比则8月高于4 月住境3高于其他生境;5）通过相关分析"结果表明白洋淀消费者群落的）13C 与总磷（TP ）、TC c 、沉积物总氮！TN c ）、总有机碳（TOC c）、TP s 呈现负相关关系；）15N 值与TP 、TC c 、TN c 、TOC c 、TP c 呈正相关关系.因此"湖泊富营养化会影响消费者群落的碳源和氮源"进而改变湖泊生态系统的能流和物流.关键词：白洋淀（碳、氮稳定同位素（富营养化;消费者The $ f lue n ces of eutrophicatio n for the carb o n and n i troge n sources for aquatic con s umercommunitios 一A case study $ Lake Baiyangdion !QIN Shan 1, CUI Jiansheng 1'2, SHEN Lina 1, ZHANG Lulu 1'2** , JU Zeji * &FU Yu 1（1: Academy of Environmental Science , Hebei University of Science and Technology , Shijiazhuang 050018 , P.R. China ）（2： Biotechnology Laboratory for Pollution Control ln Hebei Provncc , Shijiazhuang 050018 , P.R. Rhina ）Abstroct ： The effects of eutrophication on the energy flow and material flow for lake ecosystems need to be studied. Most of previ ous studies showed the impacts of eutrophication on the structure and function of lake food web , while the influences of eutrophica tion on the nitrooen and carbon sources for consumeo communities were limited. In view of this, the largest shllow eutrophic lake inNorth China Plain ——Lake Baiyangdian was selected as the study area. According tr the physical-chemical parameters in water and sediment , the Lake Baiyangdian was subdivided inte three habitats （Habitat 1 strongly infuenced by wasteaater discharge （ Sites I and $ ） , Habitat 2 infuenced by aquaculture and densely populated villages （Sites V , . and /） , and Habitat 3 infuenced the least by human disturbances （Sites % , & and 0））. In Apd and August 2018, the samples for pelaaic oroanisms , benthic oe- ganisms and fsh were collected , respectively. Carbon and nitrogen stable isotope techniques were used te quantitatively calculate1658J Laks Sci.(湖泊科学)，2020,32(6)the contribution percentage of benthic and pelaaic oeanism for the carbon and nitrogen sources of consumer communiSes.The results showed that:1)according te the seasonal vveation of water and sediment parameter,except pH,the values of chemical oxygen demand(COD),Ammonis“00X6“in sediments(NH3-Ns),total“00X6“(TN),and total phosphorus in sediment(TPs) in ApriS were higher than that in August,'while the other parameters were existed higher values in August；in terms of spatial distribution,temperature(T),water depth(WD),dissolved oxygen(DO),total carbon in sediments(TCs)were showed the highest values S HabSat3,while the other parameters were showed the highest values in Habitat1；2)According to the spalal distribution of813C and815N,for the same populations,the degree of enrichment were appeared sianificantly different at three habitats；while for the seasonal vvriation,the values of813C for the consumer communities showed sianificant dimerence,while the values of 815N without sianificant dimerence；furthermore,the813C and815N of the consumer communities were existed the neaatively cowe- lated；3)According to the spatial distribution of consumer trophic level(TL),the TL was appeared sivnmicantiy different at three habitaio；for the same consumer community,the highest values were appeared S Habitat1,'while the lowest values were appeared in Habitat3；in terms of the temporal vvriaaon,the TL was not existed the sivnimcantiy dimerence；4)For the pelaaic organisms, the contribution percentage for the carbon and nitrogen sources of consumer communities were appeared higher values in ApriS,and the highest values were existed in Habitat1；'while for the benthic organsms,the contribution percentage for the carbon and niOe- gen sources of consumer communiSes were appeared higher values in August,and the highest values were existed in Habitat3；5) Through correlation analysis,the results showed that the813C of consumer communities were appeared the neaatively correlated with TP,TCs,TN in sediment(TNs),total organic carbon in sediment(TOCs),TPs；while the815N weeeeiisted thepositive correlaaon with TP,TCs,TNs,TOCs,TPs.Therefore,the eutrophication can influence the carbon and nitrogen sources for consumer communities,and change the energy flow and material flow for the lake ecosystem.Keywords:Lake Baiyangdian；carbon and nSrogen stable isotopes；lake eutrophication；consumer populations我国是一个多湖泊的国家*1+,目前共有1.0km2以上的自然湖泊2693个,约占全国国土面积的0.9%*2+.湖泊在维护区域生态与环境安全方面具有特殊地位［3］,其作为具有明确边界的独立生态系统，极易受到环境变化的影响*4+.然而，近年来随着社会经济发展以及人为活动增强，湖泊富营养化趋势加剧*5'+.据2017年水利部水资源公报，在全国117个监测湖泊中，富营养化湖泊占76.9%［7］.值得关注的是，富营养化会改变湖泊食物网结构，进而影响湖泊生态系统的功能(能流和物流)*8'2+.国际湖沼学的长期研究发现，一个完整的湖泊食物网应包括底栖食物网和浮游食物网［13］.在底栖和浮游食物网关系研究中，Vadeboncoeur等建立了相互独立、种间资源竞争、物质传递和相互耦合4种关系的概念模型［14］，实证研究结果表明鱼类是湖泊中底栖和浮游食物网的整合者.在鱼类的食物来源中，浮游动物占20%，底栖动物占48%［15］(此外，浮游藻类和底栖动物间的捕食关系等都证明了底栖一浮游食物网为相互耦合关系.女口:在美国密歇根湖，沉降的浮游藻类是底栖端足类(Amphipoda)的主要碳源［16］，而这些端足类的生物量占底栖无脊椎动物总生物量的65%，同时端足类也是浮游鱼类的主要食物来源［17］.而营养条件变化会显著改变底栖一浮游食物网的结构和功能［18］，进而影响湖泊生态系统的能流和物流，特别是在底栖一浮游食物网耦合关系较紧密的浅水湖泊中,这种影响尤为显著.女口:在贫营养条件下，浅水湖泊是以底栖初级生产力为主，底栖藻类占比高达80%-98%；而在富营养化条件下，则向以浮游初级生产力为主转变，浮游藻类占比接近100%*切，浮游藻类生物量的增加会显著增强底栖动物与浮游藻类的耦合关系丽.可见,湖泊富营养化会显著改变底栖生物群落与浮游生物群落之间的能流和物流关系.湖泊富营养化对湖泊生态系统能流和物流的影响存在不确定性*21+，目前研究多关注富营养化对浅水湖泊食物网结构的影响*18+，而有关富营养化对湖泊消费者群落碳源和氮源的影响及其时空分异特征则较少关注.近年来，碳、氮稳定同位素技术被用于定量分析生态系统中的能量流动和物质循环*2223+.通过比较消费者和潜在食物来源之间的碳、氮稳定同位素比值，可定量估算消费者不同食物来源的相对贡献*24+.白洋淀作为华北地区最大的浅水草型湖泊，在维持区域生物多样性和生态安全中发挥着重要的作用*25+.近年来由于自然因素和人为干扰的影响，白洋淀总体营养状态呈现轻度一中度富营养*26+.目前有关白洋淀富营养化对消费者种群碳源和氮源的影响尚未研究.鉴于此，本研究于2018年4月(平水期)和8月(丰水期)在白洋淀32个采样点进行样品采集,分别收集水体、沉积物、浮游和底栖生物样品，基于碳、氮稳定同位素分析技术，分析白洋淀消费群落碳源和氮源贡献百分比的时空分布特征，揭示富营养化对白洋淀生态系统能流和—以白洋淀为例1659秦珊等：富营养化对湖泊消费者群落碳源和氮源的影响—物流的影响，为白洋淀生态系统修复提供数据和理论支撑，也为构建蓝绿交织的雄安新区提供生态保障.材料与方法1.1研究区概况白洋淀是华北地区最大的内陆浅水湖泊，由藻0淀、马棚淀、腰葫芦淀等143个大小不等的淀泊组成,总面积366km2，平均水深2〜4m”3"〕.白洋淀有（条主要入淀河流，其中仅府河和孝义河常年有水,来水均为城镇污水处理厂处理后尾水*31+■本研究在白洋淀（个区共选取了32个采样点（图1）,分别采集浮游生物、底栖生物和鱼类等生物样品,以及水体和沉积物样品.x115°45'115°48'115°5r115。
白洋淀纪事湿地生物多样性调查
白洋淀纪事湿地生物多样性调查在中国河北省境内，有着一个独具特色的湿地——白洋淀。
白洋淀地处太行山脉西麓，是京津冀地区最大的天然淡水湖泊，也是国家级自然保护区。
这片湿地被誉为“北方的江南”，拥有着极为丰富的生物多样性，吸引着大量的动植物栖息繁衍。
为了更好地了解和保护这一独特的湿地生态系统，我们对白洋淀的生物多样性展开了调查研究。
首先，我们选择了白洋淀湿地内不同的生境环境进行调查。
湖泊、湿地、沼泽、水田等不同类型的生境都是生物多样性的重要栖息地。
我们穿行于湿地间，观察记录每一处生境中的动植物种类，数量和分布情况。
在湖泊中，我们发现了多种珍稀水禽，如黑颈鹤、白琵鹭等；在湿地中，莲藕、香蒲等水生植物繁茂生长，为鸟类提供了丰富的食物和栖息地。
不同的生境环境之间相互联系，构成了一个复杂而完整的生态系统。
其次，我们进行了对湿地内物种多样性的调查。
白洋淀湿地内栖息着大量的动植物，它们在湿地生态系统中起着重要的作用。
我们在调查中发现，湿地内有着数百种不同的鸟类、昆虫、植物和微生物。
这些物种相互依存，互相制约，维持着湿地生态平衡的稳定。
种类繁多的水生昆虫是湿地的食物链的重要组成部分，它们在湿地食物网中扮演着重要的角色。
植物类群的多样性也为鸟类提供了各种丰富的食物资源。
湿地内生物多样性的丰富性是白洋淀湿地的一大特点，也是其生态系统的魅力所在。
最后，我们还对湿地内部分珍稀濒危物种进行了保护研究。
在湿地生物多样性调查的过程中，我们发现了一些珍稀濒危的物种，如斑头雁、东方白鹳等。
这些物种在湿地内的栖息地遭受到了破坏和威胁，它们的生存状况异常艰难。
基于对这些物种的观察和研究，我们提出了相应的保护建议和方案，希望能够通过有效的保护措施，确保这些珍稀濒危物种的生存和繁衍。
综上所述，白洋淀湿地是一个生物多样性极为丰富的湿地，拥有着独特而美丽的生态景观。
我们的调查研究不仅帮助我们更好地了解和认识白洋淀湿地的生物多样性，也为湿地生态系统的保护和管理提供了重要的科学依据。
白洋淀湿地生态环境监测方法研究
Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ Ｅｃ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ
Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ Ｂ ａ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ｄ ｉ ａ ｎ Ｗｅ ｔ ｌ ａ ｎ ｄ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｂ ａ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ｄ ｉ ａ ｎ ｗ ｅ ｔ ｌ ａ ｎ ｄ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ
白洋 淀 湿 地 生 态 环 境 监 测 方 法 研 究
王 亚斌
（ 保定市环境保护监测站 ， 河北 保定 ０ ７ １ ０ ０ ２ ）
摘
要： 随着人 口的增 长和社会 经济 的发展 ， 越 来越频繁 的人 类活动使 白洋淀 湿地生 态功 能逐渐减退 ， 面临着
入淀水量减 少， 干淀频繁 、 泥沙淤积、 生物 多样性减 少、 污染加剧 等严重 的生 态环境 问题 ， 大大 降低 了其调 节气 候、 调 蓄洪水、 净化水体的功能。针对 目前 白洋淀湿地 生态环境现状 ， 结合 湿地环境监测现状 ， 探 讨 了白洋淀 湿 地生 态环境监测技 术方法 ， 以此 来推动 白洋淀生 态环境监测 的进 一步发展 。针 对 目前 白洋淀湿地 生态环境现
时） ｊ ， 淀 区土 质 肥 沃 ， 生 物 资 源 丰 富 Ｊ ， 是 大 清 河
河系 中重要 的蓄水 枢 纽 ， 承 担着缓 洪 、 治涝和 蓄水 灌 溉 的重要 任 务 ， 还在涵养水源、 调 节 区 域 间小 气
白洋淀富营养化的治理方法及展望
白洋淀富营养化的治理方法及展望摘要：湖泊富营养化是当今时代的一个流行词，白洋淀是其中的一个湖泊。
本文叙述了针对白洋淀富营养状态的一些治理方法，如沉水植物，芦苇型水陆交错带，控磷的重要及必要性，聚合氯化铝铁等阐述了其治理的效果，并对富营养化治理工作提出了展望。
关键词：富营养化；白洋淀；聚合氯化铝铁；沉水植物；控磷1前言白洋淀是中国海河平原上最大的湖泊。
位于河北省中部，在太行山前的永定河和滹沱河冲积扇交汇处的扇缘洼地上汇水形成。
历史上白洋淀水质良好，无色无味，清澈见底，适宜水生动植物的繁衍，是淀区人民良好的饮用水源。
进人6O年代后，由于白洋淀水源不足，水位不稳，水体污染，泥沙淤积，特别80年代连续于旱，使白洋淀水生生物遭至毁灭性破坏，水产品基本绝迹，区域生态平衡受到严重影响。
[1]因此必须掌握白洋淀水体现状，判断湖泊的营养状态，以便为白洋淀的水质管理及富营养化的控制提供科学依据[2]。
湖泊富营养化是指水体在自然过程或人类活动的影响下，由于大量氮、磷营养盐输入湖泊水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖、水体溶解氧下降，使鱼类和其他生物大量死亡、水质恶化的现象[3]。
湖泊富营养是一个状态，富营养化是一个过程。
是自然演变过程，但不能忽视人类活动对富营养的促进作用。
湖泊富营养化是人类社会活动对湖泊的影响导致的自然演变过程的浓缩。
目前我国湖泊富营养化评价的基本方法主要有营养状态指数法(卡尔森营养状态指数TSI)、修正的营养状态指数、综合营养状态指数(TLI)、营养度指数法和评分法[4]。
2富营养化的危害2009年，张宝等人构建了基于韦伯-费希纳定律的湖泊富营养化及公众满意度综合评价方法，研究结果显示了白洋淀k i值为0.0523，k i值变化率为304.67，处于重度富营养化状态[5]。
富营养化水体不仅影响水体的使用功能，而且危害人类健康，通常被认为是劣质水体。
富营养化水体中过度繁殖的藻类使水产生霉味和臭味，降低了水的质量，使水质变得浑浊，透明度明显降低，深层水体的光合作用减弱使溶解氧的来源随之减少，同时，藻类死亡后的腐化分解，加速了水体中溶解氧的消耗速度，水体缺氧成为必然，分泌、释放有毒有害物质，使水的品质下降，富营养化水体的正常生态平衡被扰乱，生物种群量出现剧烈波动，导致水生生物的稳定性和多样性降低，破坏了水体生态平衡。
062.湖泊氮磷赋存形态和分布研究进展
湖泊氮磷赋存形态和分布研究进展许萌萌1，2张毅敏2高月香2彭福全2汪龙眠2吴晗2，3(1.河海大学环境学院，南京210098，2.环境保护部南京环境科学研究所，南京210042，3.常州大学环境与安全工程学院213164）摘要：湖泊水体和沉积物中氮磷等营养盐的生物地球化学循环直接影响着湖泊的富营养化。
所以全面了解氮磷等营养盐的含量分布特征及其来源，为湖泊富营养化的成因及氮磷迁移转化提供了科学的依据。
目前，很多研究学者采用了野外采样、实验室分析和收集文献资料相结合的方法，研究了氮磷营养盐的形态含量及分布差异。
关键词：湖泊氮磷赋存形态分布特征Advances in chemical speciation and distribution of nitrogen and phosphorus in lakesXumeng Meng1,2Zhang Yimin2,Gao Yue Xiang2,Peng Fu Quan2,Wang Long Mian2,Wu Han2,3Environment Department of Hohai University,Nanjing210098,2.Nanjing Institute of Environmental Sciences of,Ministry of Environmental Protection,Nanjing210042,3.Environmental and Safety Engineering Department of Changzhou University213164)Abstract:The biogeochemical cycles of nitrogen and phosphorus in the lake water and sediment directly affect the eutrophication of the lake.Therefore,a comprehensive understanding of the content distribution and source of nitrogen and phosphorus can provide a scientific basis for the cause of eutrophication and the migration and transformation of nitrogen and phosphorus.Currently,many researchers using a field sampling, laboratory analysis and the collection method of combining literature studied the content and distribution differences of morphology of nitrogen and phosphorus.Keywords:Lakes Nitrogen and phosphorus Chemical speciation Distribution characteristics随着社会和经济发展，人为活动导致的湖泊污染已经成为当今世界面临的一个严重的环境问题，尤其是浅水湖泊的富营养化日益成为各国的主要环境问题。
白洋淀湿地酶活性空间变化规律研究
酸酶 活性普遍大 于中下层土壤 。水平空间分布上 ，从府河河 口区域至 白洋淀 中心 区域磷酸酶活性基本呈现减小趋势 。结果表 明在 污染较严重 的河 口区域 ， 磷酸酶活性小于污染较轻 区域 ， 使得河 口区域土壤 中磷含量将进一步累积 ，有可能导致水体污
染进一步加剧 ，需要采取相应 的对策 和保 护措施 。 关键词 ：富营养化 ；土壤酶 ；磷 酸酶 ；生 源要 素 ；时空差异 中图分类号 ：Ｓ ５ ． ３ １ １ ＋ ９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ ．９ ６（ ０２）０ ．８ ３０ ６４５ ０ ２ １ ５０ ５ ．５
湿地作为陆地与水体生态系统的过渡生态带 ， 通过土壤吸附 、 植物吸收 、生物降解等作用降低进 入 水体 的氮 、磷 化合 物 。Ｐｔｒ ｈ ｅ ｊ ｎ和 Ｃ ｒ ｌ 研究 ｅｏ ｏｒ ｌ ｅｔ 结 果 ，农 田与水 体 间 ５ 宽 的沿岸 植被 缓 冲带 能 ０ｍ 减 少进 入 地表水 ８ ％ 的氮 和 ８ ％的磷 。 巴西 的皮 ９ ０ 拉 西卡 巴的 Ｅ ｇｎ ｏ湿地对 磷 、硝酸 盐 和氨 的去 除 ｎ ｅｈ 率 分别 达 到 ９ ％ 、７ ％和 ５ ％Ｌ。Ｃ ｅｃｅｒ等 ３ ８ ０ ｌ ｈｓｈｉ Ｊ Ｊ 通过模型研究表 明湿地可以净化 ７ ％的总氮 、 ２ ９ ８％ 的硝 酸盐 氮 、８％的总磷 。同时输 入 到湿 地 中的氮 、 ｌ 磷 营养 物 被植物 吸 收 ，促 进如 芦苇 、蒲 草 、灯 心草 等水 生维 管植物 的生长 和发 育 ，对 于保护 生物 多样 性 、改善流域生态景观起到具有重要作用。 湿 地对 污水 的净 化是 物 理 、化学 及生 物共 同作 用 的结 果 。 目前对 于它 的净 化机 理研 究 主要集 中在 湿 地植 物对 营养 物质 的吸收 、植 物 生理 生态 、湿地 基 质 的吸 附作用 、硝化 与反 硝化作 用 【、 生 物学 、 ３ 微 Ｊ 水 动力 学 等方 面 ，而对湿 地 酶 的作 用及 影 响 因素 ， 国 内外 的研究 报道 很 少Ｌ。事 实上 ，在 湿 地净 化污 ４ Ｊ 水 的过程中各种酶发挥了重要作用 ，微生物对污水 中 的 污染 物 质 的分 解 和转 化 过 程 实 质 上 都 是 在 酶 的催化 下 进行 的一 系 列复 杂 的生化 反应 过 程 Ｉ。湿 ５ Ｊ 地 酶能 加 速湿地 基质 中有 机 物质 的化 学反应 ，从而 促 进湿 地净 化功 能 的发挥 。它们参 与 了许 多重 要 的 生 物 化 学 过 程 ，如 腐 殖 质 的合 成 和分 解 有 机 化 合 物 、高等植 物 和微 生物残 体 的水解 及 其转 化成 为可 利 用 的形 态 以及氧 化还 原 反应 等 Ｌ。 同时 ，土 壤酶 ６ Ｊ 在 土 壤 微 生 物 化 学 过 程 中对 有 机 质 的分 解 和转 化 具有重要作用Ｌ。其 中土壤磷酸酶活性高低直接影 ７ Ｊ
白洋淀生态环境变化及影响因素分析
Ecological environmental changes and influencing analysis in Baiyangdian LakeLIU Shi-cun,WANG Huan-huan,TIAN Kai,ZHAO Yan-wei *,CHEN Jia-qi,LI Chun-hui（State Key Laboratory of Water Environment Simulation,School of Environment,Beijing Normal University,Beijing 100875,China ）Abstract ：In order to know the changes of Baiyangdian ecological environment,they changes in hydrology,water quantity,water quality,aquatic organisms,and landscape pattern in Baiyangdian Lake were summarized,and the correlation among the ecological environmental factors and influencing factors of ecological environmental degradation were analyzed by correlation analysis and curve regression analysis.The results showed that the water quantity,water quality,aquatic organism species,and aquatic organism quantity of Baiyangdian Lake de⁃creased each year,while evaporation,the proportion of the wetland landscape transformed into non-wetland landscape,and the degree of landscape fragmentation increased.There were some correlations among the changes in aquatic organisms,hydrology elements,and water quality.The decrease in water inflow caused by the increase in water use and climate change in the watershed may be an important factor affecting water pollution,wetland area decrease,and zooplankton species decline.We should establish a stable ecological water supply mechanism,optimize the socio-economic development model,implement the deep treatment of waste water,strengthen the ecological resto⁃ration of wetlands and wetland channel hydrological connectivity,and improve the ecological environment of Baiyangdian Lake in the fu⁃ture.Keywords ：Baiyangdian Lake;ecological environment;hydrology;water quality;aquatic organism;influencing factor刘世存，王欢欢，田凯，等.白洋淀生态环境变化及影响因素分析[J].农业环境科学学报,2020,39（5）：1060-1069.LIU Shi-cun,WANG Huan-huan,TIAN Kai,et al.Ecological environmental changes and influencing analysis in Baiyangdian Lake[J].Journal of Agro-Environment Science ,2020,39（5）:1060-1069.白洋淀生态环境变化及影响因素分析刘世存，王欢欢，田凯，赵彦伟*，陈家琪，李春晖（水环境模拟国家重点实验室，北京师范大学环境学院，北京100875）收稿日期：2020-02-25录用日期：2020-04-15作者简介：刘世存（1995—），女，吉林白城人，硕士研究生，从事环境规划管理研究。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第22卷第2期2008年4月水土保持学报JournalofSoilandWaterConservationVol.22No.2Apr.,2008
白洋淀湖泊湿地中氮素分布的初步研究Ξ
万晓红1,周怀东1,刘玲花1,王雨春1,袁 浩1,2(1.中国水利水电科学研究院水环境研究所,北京100038;2.贵州大学资源与环境工程学院,贵阳550003)摘要:湿地中氮素的空间分布在一定程度上反映了湿地环境变化的进程。对白洋淀3个典型淀区沉积物、孔隙水和上覆水中有机质和氮素进行分析,结果表明,白洋淀湖泊湿地沉积物中的有机质和全氮含量在垂直分布上表现出较好的一致性,均随深度增加而减少;但有机质和全氮分布存在空间差异性,英家淀的有机质和全氮含量均高于小杨家淀和小鸭淀;沉积物在6cm深处,小杨家淀和小鸭淀沉积物中全氮出现一次低值,而所有采样点孔隙水中NH
+
4-N浓度都在此处出现一个峰值,表明6cm
深度可能是白洋淀湖泊湿地微生物降解有机氮的一个活跃
区;芦苇湿地上覆水中NH
+4-N和NO-
3-N含量都高于宽阔湖面水体,说明植被的生长不仅会促进底质有机氮
的降解,其自身分泌的代谢产物及残枝败叶的腐烂也会增加水体中各种形态氮的含量,增加对水体中各种氮素的滞留,在芦苇湿地区对水面漂浮物的打捞和对芦苇的及时收割是减少湖泊湿地氮素输入的一种有效途径。关键词:白洋淀; 湿地; 沉积物; 孔隙水; 氮素分布中图分类号:S153;X131.2 文献标识码:A 文章编号:100922242(2008)0220166204
ResearchofNitrogenDistributioninBaiyangdianWetlandWANXiao2hong1,ZHOUHuai2dong1,LIULing2hua1,WANGYu2chun1,YUANHao1,2(1.
ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,Beijing100038;
2.CollegeofResourcesandEnvironmentalEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang550003)Abstract:Thespatialdistributionofthenitrogencouldreflectthecourseoftheenvironmentalchangeinthewetlandtoacertainextent.Thecontentoftheorganicmatterandthetotalnitrogeninthesediment,porewaterandoverlyingwaterwereanalyzedforthethreetypicalareasinBaiyangdianwetland.Resultsshowedthattheverticaldistributionoftheorganicmatterandthetotalnitrogeninsedimentwereallgraduallydecreasesfromuppertothelower,andthehorizontaldistributionoftheminsurfacesoilweredistinctlydifferent.TherewasalowercontentofthetotalnitrogenandahighercontentoftheNH+4-Nat6cminsediment.Itshowedthat6cminsedimentwasanactivityareaofdegradationorganicnitrogeninBaiyangdianwetland.ThecontentofNH+4-NandNO-3-Ninupperwaterofbulrushareawashigherthanopennesslakeland.Theresultsimpliedthatthehydrophyteinwetlandcouldacceleratenitrogenliberationandincreasenitrogensettling.Atthesametime,themetaboliteandrelictfromhydrophytecouldincreasethenitrogenousconcentrationinwater.So,theharvestingandrefloatationwasanecessarymeasuretoreducethenitrogeninput.Keywords:Baiyangdian; wetland; sediment; porewater; nitrogendistribution
湖泊湿地在物质循环、净化水质、降解环境污染、调节气候、控制土壤侵蚀等方面,具有其它生态系统不可替代的作用,被称为全球的气候“稳定器”,在全球环境变化研究中有重要意义[1]。但随着人类对湿地功能的认识,也主观夸大了它的净化和降解功能,使大量的污染物源源不断地排入湿地,超出湿地系统的承载能力,造成了湖泊湿地环境的严重恶化。氮素是湿地富营养化的主要污染因子,又是湿地的重要组成部分,是湿地生态系统中主要的生态因子,其含量直接影响着湿地生态系统功能的发挥。它在湿地中的空间分布一定程度上反映了湿地环境变化的进程。我国在太湖等湖泊湿地中有关沉积物氮的垂直分布、沉积物-水体界面氮营养物交换及环境影响因子对沉积物氮释放的影响等已有较多研究[223],但在白洋淀湿地中有关沉积物的氮素分布还研究较
少。白洋淀湖泊湿地是华北地区最大的内陆淡水湖泊湿地,近年来随着气候变暖、降水减少以及旅游业的发展,
其环境也在发生改变。本试验以白洋淀部分淀区为对象,对湿地中氮素的含量变化及分布特征进行研究和探讨,以期正确认识白洋淀湿地环境的变化趋势,为白洋淀湿地的可持续发展提供科学依据。
Ξ收稿日期:2007211206
基金项目:国家自然科学基金项目(50579076);国家“973”项目(2006CB403403)作者简介:万晓红(1978-),女,博士研究生,主要从事环境工程和环境水化学研究。Email:wanxh@iwhr.com1 试验区域概况白洋淀湿地地处京、津、石三角的中心位置,隶属保定市的安新、容城、雄县、高阳和沧州市的任丘五县(市),汇集了唐河、瀑河、漕河、潴龙河等9条河流,通过赵王新河泄入独流减河和海河干流入海。白洋淀是华北
地区最大的内陆淡水湖泊和湿地,素有“华北明珠”之称,是大清河水系中游缓洪、滞洪和旅游等综合利用的大型平原洼淀,是保护天津市、京九铁路、华北油田等国家重要设施及下游地区防洪安全的重要屏障。国家历来对白洋淀的防汛抗旱、水资源调度及生态环境保护都非常关注[4]。白洋淀四周堤防环绕,淀中芦苇密布,园田和村庄星罗棋布,3700多条沟壕纵横交错,将白洋淀分割成140多个大小不等的淀泊。白洋淀总面积366km2,共有人口30多万人[5]。近年由于干旱缺水、无序开发,使得
淀内蓄水量迅速减少,湖淀面积不断缩小,水生态环境受到严重威胁。2 材料与方法211 采样点的分布在白洋淀(安新县)选择具有代表性的3个点,从南向北依次为小杨家淀(A点)、英家淀(B点)和小鸭淀(C
点)。A点为淀中典型的芦苇湿地区;B点为人为改造后的宽阔湖区,该区包括一个白洋淀旅游景点;C点是淀中典型的宽阔湖区。本次试验主要对3个典型淀区沉积物、孔隙水和上覆水中有机质和氮素进行分析研究。212 样品处理沉积物用柱状采样器(内径为60cm,长度为100cm的可分离PVC管)分别在A,B,C3点进行采集,采到的柱状沉积物立即以2cm间隔进行分层保存。对所得沉积物在4000rmin的转速下离心10min,上清液过0145
Λm
醋酸纤维微孔滤膜得孔隙水样品,置于玻璃瓶中,进行无机氮的实验分析;离心后的沉积物样,进行风干、
研磨,过100目筛,进行全氮和有机质的分析。上覆水样用深层采样器以15cm间隔采集剖面水体,装入采样瓶中带回实验室分析。213 分析方法沉积物中的有机质和全氮含量分别采用重铬酸钾容量法和半微量开氏法测定[6]。孔隙水和上覆水中NH
+
4
-N和NO-3-N
的分析方法分别采用纳氏试剂光度法和酚二磺酸光度法完成
[7]。
图1 各采样点沉积物中有机质的分布趋势3 结果与讨论311 沉积物中有机质的分布湿地土壤沉积物中有机质对氮素的迁移、转化等地球化学行为起着重要的作用[8]。但不同的湿地类型,沉积物中有机质含量差异较大,即使是同一湿地,沉积物中有机质含量也不均一,具有高度的空间差异性[9]。沉积物中有机质的含量取决于有机质的输入量和输出量,输入量主要来源于土壤沉积物中原有有机物的矿化和水中动植物残体的归还,输出量则主要包括有机质的降解。图1为白洋淀试验区各点沉积物中有机质的分布趋势图。由图1可以看出,各采样点沉积物中有机质的垂直分布规律大致相似,都是随深度增加而减少,这与有机质输入量由上向下依次减少相一致。A点0～6cm以上沉积物有机质含量变化不大,在6cm以下有机质迅速减少,且明显少于B和C两点,说明芦苇的生长在一定程度上可能影响了沉积物中有机质的分布。湖中内源动植物残体和外源有机物都在沉积物表层累积,使沉积物上层有充足的有机质供微生物分解、动植物利用。随沉积物深度增加,有机质输入量减少,但芦苇繁密的根系没有减少,
植物对有机质的主动吸收仍在发生[10]。芦苇发达的根系增强了根际环境的复合氧含量,使10cm左右的沉积物仍有较高的氧化条件,微生物的呼吸作用相对旺盛,导致沉积物中有机质被不断分解,以供植物、微生物的生命需求,这些都会导致有机质含量明显减少。B点和C点沉积物中有机质的分布规律基本相同,0～10cm有机质含量变化不大,10cm以下有机质含量逐渐减少,这可能与这两点的环境特征有关。B点和C点均为宽阔湖区,无大型水生植物生长,与A点相比,沉积物中缺少了植物输氧的过程,使其氧化条件变差,微生物种类和数量减少,导致积累的有机质不能得到及时有效的降解而在较深的范围(0～10cm
)富集。随着深度增加,一方面原有沉积物中有机质含量较少,另一方面
761第2期万晓红等:白洋淀湖泊湿地中氮素分布的初步研究