【摘要】：磷是濱海濕地生產(chǎn)力的關(guān)鍵限制因素之一,有機(jī)磷是磷的重要組成部分。有機(jī)磷的礦化分解是濕地溶解性無(wú)機(jī)磷(DIP)的重要補(bǔ)充途徑,其轉(zhuǎn)化速率是決定濕地營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和生產(chǎn)力的重要因素。本文以榮成天鵝湖濱海濕地為研究對(duì)象,通過(guò)采集不同季節(jié)、不同點(diǎn)位的表層(0~0.5 m)水樣和表層沉積物樣品,利用酶水解技術(shù)研究了天鵝湖水體和沉積物有機(jī)磷的生物有效性及其季節(jié)變化規(guī)律,通過(guò)相關(guān)性分析闡明了有機(jī)磷對(duì)濕地水質(zhì)和富養(yǎng)化水平的影響;同時(shí)利用底物催化法分析了水體和沉積物磷酸酶活性及其動(dòng)力學(xué)特征,揭示了濕地有機(jī)磷的周轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)和控制因素;最后分析了水體—沉積物界面磷的擴(kuò)散通量,重點(diǎn)揭示了有機(jī)磷對(duì)濕地DIP的貢獻(xiàn)。得出的主要結(jié)論如下:(1)天鵝湖水質(zhì)為III~I V類水,天鵝湖已經(jīng)出現(xiàn)輕度富營(yíng)養(yǎng)化。有機(jī)磷是天鵝湖水體總磷重要組成部分,其中溶解性有機(jī)磷(DOP)的含量為0.039~0.123mg/L,占水體TP的29%~74%,顆粒態(tài)有機(jī)磷(POP)的含量為0.011~0.073 mg/L,占水體TP的11%~25%。通過(guò)酶水解技術(shù)研究表明,24%~31%的DOP和41%~82%的POP是潛在的生物可利用磷。天鵝湖溶解性磷含量具有季節(jié)差異,其中溶解性總磷(DTP)和DOP遵循春夏高而秋冬含量低的特點(diǎn),溶解性無(wú)機(jī)磷(DIP)遵循秋冬高而春夏含量低的特點(diǎn)。有機(jī)磷空間分布具有非均一性,DOP和POP主要分布在湖心區(qū)和河口區(qū)。相關(guān)性分析表明,DOP和酶水解有機(jī)磷(EHP包括Monoester-P和Diester-P)跟水體初級(jí)生產(chǎn)力和水體富營(yíng)養(yǎng)化水平具有明顯的相關(guān)關(guān)系(P0.05),它們可以作為天鵝湖水質(zhì)和富營(yíng)養(yǎng)化程度的代用指標(biāo)。(2)天鵝湖沉積物有機(jī)磷含量為107.9~161.9 mg/kg,占沉積物總磷含量的25%~40%,其中37%~50%的有機(jī)磷是潛在的生物可利用磷。沉積物有機(jī)磷含量季節(jié)變化不明顯,沉積物EHP組分空間變化較大,其中磷酸單酯磷(Monoester-P)、二酯磷(Diester-P)主要集中在河口區(qū)和湖心區(qū),植酸磷(Phytic-P)集中在湖心區(qū)和入海口區(qū)。相關(guān)分析表明,沉積物有機(jī)磷是水體磷的重要來(lái)源,與水環(huán)境因子關(guān)系密切,在治理水體富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程中,應(yīng)該防止沉積物有機(jī)磷的分解礦化。(3)天鵝湖水體堿性磷酸酶活性、磷酸二酯酶活性、植酸酶活性活性分別為0.02~0.2 mg/(Lh)、0.02~0.1mg/(Lh)、0.2~0.3 mg/(Lh)。天鵝湖沉積物堿性磷酸酶活性、磷酸二酯酶分別為6.1~11.7 mg/(kgh)、2.1~9.7 mg/(kgh)。天鵝湖水體中Monoester-P、Diester-P和Phytic-P的周轉(zhuǎn)時(shí)間分別為0.2~5.9 h、7.0~37.6 h和3.9~7.7 h。沉積物中Monoester-P和Diester-P的周轉(zhuǎn)時(shí)間分別為0.1~0.2 h和0.1~0.3 h。(4)天鵝湖沉積物有機(jī)磷向水體的擴(kuò)散通量為1.8~3.2 mg/(m2d),年均擴(kuò)散通量為2.4 mg/(m2d)。有機(jī)磷對(duì)水體磷的年貢獻(xiàn)量為21.7~99.2 t/a,平均占總磷的52%。水體DOP的酶水解的速率為0.3~1.3 mg/(Ld),每天DIP的生成量是水體DIP的13.4~115.4倍,水體EHP對(duì)DIP的循環(huán)時(shí)間為0.0083~0.075d,沉積物有機(jī)磷的酶水解速率為124.8~271.2 mg/(kgd),每天對(duì)沉積物無(wú)機(jī)磷的貢獻(xiàn)為48%~96%,其沉積物EHP對(duì)沉積物無(wú)機(jī)磷的循環(huán)時(shí)間為1.0~2.1d。沉積物-水界面無(wú)機(jī)磷的擴(kuò)散速率為0.0017~0.006 mg/(Ld),對(duì)水體DIP的周轉(zhuǎn)時(shí)間為4.0~21.2 d,沉積物-水界面無(wú)機(jī)磷的每天擴(kuò)散量占水體DIP的9%~50%;沉積物-水界面有機(jī)磷擴(kuò)散速率為0.0018~0.0064 mg/(Ld),對(duì)水體DOP的周轉(zhuǎn)時(shí)間為19.5~98.4d。沉積物-水界面有機(jī)磷的每天擴(kuò)散量占DOP的2%~10%。研究結(jié)果表明,天鵝湖水體有機(jī)磷分解速率很快,可以快速補(bǔ)充水體溶解態(tài)無(wú)機(jī)磷,同沉積物-水界面交換相比,成為水體溶解態(tài)無(wú)機(jī)磷主要來(lái)源�？傊�,天鵝湖水體和沉積物中能被生物所利用的EHP含量非常高。在富營(yíng)養(yǎng)化的防治過(guò)程中,應(yīng)該重視EHP對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的貢獻(xiàn)。在外磷負(fù)荷被控制后,內(nèi)源EHP循環(huán)供磷可能也是維持富營(yíng)養(yǎng)化的重要過(guò)程之一。然而,內(nèi)源性有機(jī)磷的釋放受到磷酸酶、溫度、DIP、藻類等因素的控制,在富營(yíng)養(yǎng)化治理過(guò)程中,應(yīng)該從多角度,全方位防治有機(jī)磷的分解礦化。
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【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X524

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2 J.Hilton;邱建立;;松軟沉積物密度快速測(cè)定技術(shù)的比較[J];海洋地質(zhì)譯叢;1987年06期

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本文編號(hào)：2432910