洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a浓度的时空分布特征
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第一节 水循环一、水循环的过程及类型1.概念:水循环是指自然界的水在□01水圈、□02大气圈、岩石圈、生物圈中,通过蒸发(蒸腾)、□03水汽输送、□04降水、下渗、□05径流等环节连续运动的过程。
2.水循环的类型和环节二、水循环的地理意义1.联系大气圈、水圈、□01岩石圈和生物圈。
2.促进地球上水体不断更新,维持全球水量的□02动态平衡。
3.地球上□03物质迁移和能量转换的重要过程,海陆间联系的主要纽带。
4.不断塑造□04地表形态。
5.对到达地表的太阳辐射起到吸收、转化和传输的作用,缓解了不同纬度地区□05热量收支不平衡的矛盾。
06生态,对全球□07自然环境产生深刻而广泛的影响。
6.影响全球的气候和□1.判断正误。
(1)海陆间循环携带水量最大。
(×)(2)沙漠地区没有水循环。
(×)2.破坏森林会导致( )A.水汽输送减少B.蒸发增多C.下渗减少D.降水增多答案 C解析植被破坏,降水会迅速转化为地表径流,下渗减少。
3.“一滴水借助水循环,可以汇入大海的波涛,可以化为高山的彩虹”。
这说明水循环联系的圈层有( )①水圈②岩石圈③生物圈④大气圈A.①②B.①④C.③④D.②③答案 B解析“汇入大海的波涛”说明水循环联系了水圈;“化为高山的彩虹”说明水循环联系了大气圈。
4.人类可以参与到水循环的哪些环节?提示地表径流,如南水北调、修建水库;降水,如人工降雨;蒸发,如改变地表植被;下渗,如地面硬化等。
任务探究水循环及地理意义我国新疆地区的劳动人民早在2000多年前的西汉时期就创建了一种特殊的引水工程——坎儿井,坎儿井由地下的暗渠和地面上的竖井、明渠、蓄水池组成。
竖井是开挖地下暗渠的通道,暗渠与地下水流向斜交,上游挖至地下含水层,渗溢出来的地下水顺着暗渠沿坡流出地面,明渠将暗渠流出的地下水引入蓄水池,蓄水池起着调蓄灌溉水量的作用。
下图为坎儿井示意图。
据此探究下列问题:(1)指出坎儿井所在地区的水循环类型,并说明该水循环类型的主要环节。
富营养化富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
在自然条件下,随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积,湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖,进而演变为沼泽和陆地,这是一种极为缓慢的过程。
但由于人类的活动,将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后,水生生物特别是藻类将大量繁殖,使生物量的种群种类数量发生改变,破坏了水体的生态平衡。
1概念富营养化是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶氧量下降,鱼类及其它生物大量死亡的现象。
大量死亡的水生生物沉积到湖底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水体溶解氧含量急剧水华降低,水质恶化,以致影响到鱼类的生存,大大加速了水体的富营养化过程。
水体出现富营养化现象时,由于浮游生物大量繁殖,往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等,这种现象在江河湖泊中叫水华(水花),在海中叫赤潮。
在发生赤潮的水域里,一些浮游生物暴发性繁殖,使水变成红色,因此叫“赤潮”。
这些藻类有恶臭、有毒,鱼不能食用。
藻类遮蔽阳光,使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去,腐败后放出氮、磷等植物的营养物质,再供藻类利用。
这样年深月久,造成恶性循环,藻类大量繁殖,水质恶化而又腥臭,水中缺氧,造成鱼类窒息死亡。
2水体富营养化水体富营养化过程与氮、磷的含量及氮磷含量的比率密切相关。
反映营养盐水平的指标总氮、总磷,反映生物类别及数量的指标叶绿素a和反映水中悬浮物及胶体物质多少的水体富营养化指标透明度作为控制湖泊富营养化的一组指标。
有文献报道,当总磷浓度超过0.1mg/l(如果磷是限制因素)或总氮浓度超过0.3mg/l(如果氮是限制因素)时,藻类会过量繁殖。
经济合作与发展组织(OECD)提出富营养湖的几项指标量为:平均总磷浓度大于0.035mg/l;平均叶绿素浓度大于0.008mg/l;平均透明度小于3m。
论述美国河湖氮磷标准摘要:美国EPA颁布的美国各营养物分区总氮、总磷基准标准推荐值没有考虑河、湖总氮、总磷衔接问题, EPA生态Ⅵ分区推荐的河流TP基准或标准为是湖泊TP的基准或标准的2倍左右;河流TN是湖泊TN基准或标准的2.79倍左右。
虽然美国EPA营养物基准未直接考虑河、湖氮磷水质衔接问题,但是EPA颁布的湖泊、水库营养物制定基准指南《Nutrient Criteria Technical Guidance Manual: Lakes and Reservoirs》却提出了基于美国清洁水法303(d),针对受损水体需要开展每日最大负荷计划(TMDLs)。
关键词:美国河湖氮磷标准衔接Abstract:America EPA issued by various nutrients partitioning the total nitrogen, total phosphorus, benchmark standards recommended value without considering the river, lake, total nitrogen, total phosphorus join problem, the EPA on ecological Ⅵ recommended rivers is TP benchmark or standard for lakes TP benchmark or standard about 2 times; River TN is about 2.79 times of lake TN datum or standard. Althoughthe U.S. EPA nitrogen and phosphorus nutrients benchmark does not directly consider the river, lake water quality problem, but the EPA issued Lakes and Reservoirs nutrients for benchmark guide the Nutrient Criteria Technical Guidance Manual: 'lakes and Reservoirs, are presented based on the clean water act of 303 (d), for the damagedwater (TMDLs) need to carry out the daily maximum load plan.Key words: American rivers and lakes; nitrogen and phosphorus; standard cohesion1 前言磷和氮是两种天然存在的生物活性元素,是所有生物组织的组成部分,它们是植物和动物生命所必需的营养物质,是维持湖泊生态系统健康的必要物质。
2022-2023学年浙江省湖州中学高一下学期3月第一次检测地理试题1. 浙江缙云“菱鸭共生系统”是中国重要农业文化遗产。
菱白生长在浅水中,不耐寒冷、高温和干旱。
科研人员研究出母菱杆扦插育苗和平铺育苗两种育苗方式,并采取双季菱白生态种植模式。
图为双季菱白生态种植模式。
完成下面小题。
1.近年来,缙云县茭白大规模种植的主要区位因素是()A.科学技术、市场B.水源、气候C.土壤、市场D.种植经验、交通2.该模式体现的生态效益有()①减少化肥、农药使用②增加土壤肥力③减少水土流失④减轻土壤盐碱化A.①②B.②③C.①④D.③④2. 青海省开特米里克矿区位于柴达木盆地西部,海拔一般在2742~3200m,地表主要为以泥土为主的湖相沉积物,常年盛行西北风,雅丹地貌分布广泛。
下图示意该地区雅丹体形态。
据此完成下面小题。
1.青海省开特米里克矿区()A.地表水系发育好B.风化风蚀作用弱C.岩性坚硬致密D.全年风向稳定2.图示雅丹体()A.①为背风坡B.②为迎风坡C.①处朝向西北D.②处朝向西南3. 农村劳动力持续外流的同时,农村地区劳动力也存在弱回流。
研究人员对珠江三角洲外围地区15个村的部分回流劳动力进行了问卷调查,下图为本次调查中回流劳动力回流前后行业类型分布统计图。
据此,完成下面小题。
1.关于珠江三角洲地区农村人口出现回流现象的原因不包括()A.珠江三角洲地区产业升级,就业机会减少B.珠江三角洲地区房价上涨,交通拥堵加重C.农村基础设施逐步完善,生活环境得到改善D.国家实施乡村振兴,鼓励农民回乡创业2.根据珠江三角洲地区农村回流劳动力就业选择的特点,可推测()A.回流后其职业选择倾向农业生产活动B.回流前后从事行业不具有一定关联性C.回流后乡村制造加工业发展最为显著D.回流后乡村第三产业将得到很大推动4. 浙江杭州某地理兴趣小组在我国某城市进行用地调查。
下图为该城市距市中心不同距离范围内的对应土地利用类型百分比统计图。
湖南省常德市第二中学2021-2022学年高一下学期入学考试时量:60分钟满分:100分一、选择题:(共75分)2019年1月3日10时26分,“嫦娥四号”成功在月球背面着陆,并通过“鹊桥”中继星传回了世界上第一张近距离月球背面影像图。
1月15日,“嫦娥四号”上搭载的生物科普试验载荷发布了最新试验照片,照片显示试验搭载的棉花种子已经长出了嫩芽,这也标志着“嫦娥四号”完成了人类在月面进行的首次生物试验。
据此完成下列小题。
1.下列有关月球的说法,正确的是()A.月球是地月系的中心天体 B.自转和公转周期相差较大C.月球所属的最高级天体系统是太阳系 D.月球是地球唯一的天然卫星2.“鹊桥”中继星的作用是()A.与地球、月球背面进行信息和数据交换B.为“嫦娥四号”不间断地提供能量C.为“嫦娥四号”不间断地提供光源 D.减少“嫦娥四号”与大气间的摩擦3.“棉花种子已经长出了嫩芽”试验需要克服的环境考验是()A.重力大 B.低辐射 C.高温差 D.无光照地球的外部图层包括大气圈、水圈、生物圈等,这些圈层之间相互联系、相互制约,形成人类赖以生存和发展的自然环境。
下图为地球圈层结构局部示意图。
读图回答下题。
4.图中所示的圈层A.B.C分别是( )A.水圈、生物圈、岩石圈B.生物圈、岩石圈、水圈C.岩石圈、水圈、生物圈D.生物圈、水圈、岩石圈5.A圈层不同于其他圈层的特点是( )①只有A圈层具有生命存在的条件②不单独占有空间,渗透于其他圈层之中③占有独立空间,厚度约为300米④是地球上非常活跃的特殊圈层A.①②B.②③C.③④D.②④6、下列关于地球外部圈层的叙述,不正确的是( )A.大气圈是地球生命生存的基础条件之B.水圈是一个不断循环的圈层C.生物圈是岩石圈、大气圈和水圈相互渗透、相互影响的结果D.地球的外部圈层之间关系密切,但和地球的内部圈层没有关系读地质年代示意图,完成下列小题。
7.按由老到新的年代顺序,下列排序正确的是()A.蕨类植物→被子植物→裸子植物 B.三叶虫→鱼类→恐龙C.元古宙→古生代→太古宙 D.哺乳动物→爬行动物→两栖类8.下列有关地壳演化的表述中,正确的是()A.在前寒武纪联合古陆形成 B.在古生代形成了大量的金属矿产C.中生代是唯一的煤炭成矿期 D.在新生代形成了环太平洋沿海地区的高大山系长江荆江段以藕池河口为界,分为上荆江和下荆江,上荆江属微弯分汊形河道,下荆江属高弯曲流河道,其河流两岸地貌迥然不同。
2022〜2023学年高三第一次联考试卷地理考生注意:1.本试卷分选择题和非选择题两部分。
满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。
选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写........的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
....................4.本卷命题范围:地球地图+区域地理。
一、选择题:本大题共16小题,每小题3分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
下图示意地球侧俯视图(地球扁率忽略不计),阴影部分表示黑夜,A点的地方时为6时。
据此完成1〜2题。
1.图中A、N两点之间的距离为()A.1110 km B.7770 km C.8880 km D.9990 km2.若一架飞机沿最短线路由B点飞往C点,飞行的路线有()A.2条B.3条C.4条D.5条北京八达岭长城上日出、日落景观壮美,是游客必赏的美景。
下表示意八达岭长城不同日期日出、日落时间。
据此完成3〜4题。
3.表中四个日期,最接近“七一”建党节的是()A.①B.②C.③D.④4.游客在表中四个日期观赏八达岭日落风景时,需面向西南方的日期分别是()A.①②③B.①③④C.①②④D.②③④年日照时数是指在一年时间内太阳实际照射时数的总和,以小时为单位。
下图示意我国某区域年日照时数分布。
据此完成5〜7题。
5.图示区域甲、乙、丙、丁四地年日照时数的大小关系是()A.甲>乙>丙>丁B.丁>甲>丙>乙C.甲>丙>乙>丁D.丁>乙>丙>甲6.影响甲、乙两地太阳实际照射时数的主要因素是()A.天气B.土壤C.植被D.地形7.甲地规划建设一批大型光伏电站,推测其发展的限制条件是()A.昼夜温差小B.山地环绕C.海拔较高D.深居内陆下图示意世界某岛屿等高线地形。
备战2024年高考地理考试易错题(全国通用)专题11 区域生态环境问题与环境安全提分突破生态环境问题是高考考查的一个重点内容,需要考生明确生态环境问题包含的内容,例如土地荒漠化、水土流失、土地盐碱化、湿地的开发与保护、森林的开发与保护、全球气候变化等。
能够分析生态环境问题产生的原因,理解生态环境破坏对地理环境的影响,以及掌握生态环境治理的措施,是解决此类问题的关键。
易错点01 湿地的开发与保护易错点02 森林的开发与保护易错点03 生态保护与国家安全易错点04 全球气候变化与国家安全易错点01 湿地的开发与保护(2023·浙江·高考)在“双碳”目标背景下,湖泊湿地的生态修复是个重要的固碳举措。
下图为湖泊湿地碳循环示意图。
完成下面小题。
1.植物多样性增加对湖泊湿地固碳作用的影响是()A.土壤碳含量降低B.根系吸碳量减少C.碳净排放量降低D.微生物活性减弱2.下列对湖泊湿地生态修复的措施,合理的是()A.减少湖滨植物,清除入湖污染物B.放生外来物种,增加生物多样性C.降低湖面水位,重建微生物群落D.改变湿地地形,建设生态缓冲岛第1小问湿地的固碳作用,通过读图,考生易错选A选项的土壤碳含量降低,主要是因为植物以根系吸收养分,考生错误的以为植物的多样性会吸收土壤中的碳,但实际上植物是通过光合作用,吸收二氧化碳的方式进行固碳作用。
第2小问考查湿地的治理,比较复杂,各选项看起来都对,考生容易出错,但实际上真正符合题意的只有D 选项。
A选项和C选项本身的表述就不正确,尤其是A选项前后矛盾,B选项一般不易出错,外来物种的入侵通常会打破原有的生态平衡。
迷惑性比较大的是C选项,降低湖面水位本身就不利于湖泊湿地的生态修复。
1.湿地的概念湿地是水位经常接近地表或为浅水覆盖的土地。
湿地的类型包括沼泽、滩涂、低潮时水深不超过6米的浅海区,也包括河流、湖泊、水库、稻田等。
2.沼泽湿地的形成原因沼泽地的形成一般着重分析降水量(水位季节变化)、蒸发量、下渗量、排泄能力、水网密度等要素。
氮、磷与藻类间的相互关系摘要:主要介绍了营养元素氮、磷与藻类间的相互关系,包括:氮、磷对藻类生长氮的重要作用;氮磷比对藻类生长的影响,以及藻类增殖的限制因子;藻类的过度增殖与水体富营养化。
关键词:氮;磷;限制因子,水体富营养化藻类是原生生物界一类真核生物(有些也为原核生物,如蓝藻门的藻类)。
主要水生,无维管束,能进行光合作用。
体型大小各异,小至长1微米的单细胞的鞭毛藻,大至长达60公尺的大型褐藻。
一些权威专家继续将藻类归入植物或植物样生物,但藻类没有真正的根、茎、叶,也没有维管束。
藻类分布的范围极广,对环境条件要求不严,适应性较强,在只有极低的营养浓度、极微弱的光照强度和相当低的温度下也能生活。
不仅能生长在江河、溪流、湖泊和海洋,而且也能生长在短暂积水或潮湿的地方。
从热带到两极,从积雪的高山到温热的泉水,从潮湿的地面到不很深的土壤内,几乎到处都有藻类分布。
藻类生长受物理、化学、生物等多方面因素的影响[1]。
大量营养元素可以促进叶绿素a和浮游藻类生物量的剧增,其中氮、磷是影响水中藻类生长的主要因素,在水生生态系统中,氮磷比作为关键因子,常被用来预测藻细胞密度的变化和季节演替[2]。
它同时作为一项指标,能代表营养盐对藻类生长的限制水平。
有研究表明,适当的营养盐可以控制藻类的生长,生物量以及种群结构,但就氮或磷哪种营养元素作为浮游植物生长的限制因子,目前尚没有统一的结论。
在南太平洋,初级生产者通常被认为是氮限制因子[3]。
越来越多的研究表明,在其它生态系统中,如东、西地中海,磷可能是最主要的限制因子[3]。
在中国,据调查已经有相当数量的湖泊已处于富营养化水平,如巢湖、太湖等。
1.藻类与营养物质N、P丹麦著名生态学家Jorgensen(1983年)指出浮游藻类的生长是富营养化的关键过程,因此着重研究氮磷负荷与浮游藻类生产力的相互作用和关系,是揭示湖泊富营养化形成机理的主要途径[4]。
通常认为,营养元素P和N能够促进藻类的增殖。
银川水文地质1 水文银川地表水体十分发育,主要河流为黄河。
人工沟渠纵横交错,大小湖泊遍布各地,地表水水源充足,水质良好,富含泥沙,有肥田沃地之功。
境内沟渠成网,湖泊湿地众多。
黄河流经银川80多公里,83南北贯穿,多年平均径流量为308x10m。
银川平原引用黄河水自流灌溉已有两千多年的历史。
引黄干渠有唐铼、汉延、惠农、西干等渠,83主要沟渠引排水量见表1-1、表1-2,年引水量数10x10m。
配套捧灌千支斗渠千余条,长数千公里,形成灌有渠、排有沟的完整的灌排水体系,保证了13万多公顷农田的灌溉。
银川历史上由于黄河不断改道,湖泊湿地众多,古有“七十二连湖”之说,现有“塞上湖城”之美称。
全市有湿地面积3(97万公顷,主要为湖泊湿地和河流湿地,其中天然湿地占湿地面积的60,以上,自然湖泊近200处,面积ioo公顷以上的湖泊20多处。
较著名的有鸣翠湖、阅海、鹤泉湖、宝湖、西湖等。
银川湿地有丰富的动植物资源,湿地植物有190多种,湿地野生动物有150多种,其中有国家一级保护动物黑鹤、中华秋沙鸭、白尾海雕、小鸨、大鸨5种,国家二级保护动物大天鹅等19种,自治区级保护动物24种。
1.1 地表水1.1.1地表水概况银川市地表水属黄河水系,除黄河外,主要由引黄灌溉渠道水、排水沟水及大小湖泊水组成。
银川市主要引黄灌溉渠道,从西向东有:西干渠、新开渠、良田渠、唐徕渠、汉延渠、惠农渠、民生渠等。
这些渠道的水流方向基本同地形倾斜方向一致,从西南入境,向东北方向流去,最后注入黄河。
银川市主要排水沟,从西向东有:四二干沟、三一支沟、银新干沟、第四排水沟、第二排水沟、三支沟、永二干沟等。
排水沟走向主要为北东向,次为东西向,排水方向是由南西向北东方向排泄,或由西向东排泄,最后均排入黄河。
排水沟主要用于泄洪、排泄灌溉余水、工业废水以及生活废水银川市有大小湖泊70多处,是地表水的主要组成部分。
较大的湖泊有:宁大湖、西滩湖、清水湖、岛嘴湖、燕鸽湖、章子湖、锅底湖、孔雀湖、碱湖和宝湖等。
湖南师大附中2021届高三下学期六校联考生物注意事项:1.答卷前,考生务必将白己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试题卷上无效。
3.考试结束后,将本试题卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.组成细胞的元素大多以化合物的形式存在,下列有关细胞和生物体的分子组成的说法正确的是A.组成生物大分子的单体不一定都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架B.糖类是生物体主要的能源物质,但并非所有的糖都可以作为细胞的能源物质C.脂质存在于所有细胞中,因此脂质是组成所有生物体的重要有机化合物D.细胞骨架主要由磷脂双分子层构成2.通道蛋白是一类跨越生物膜磷脂双分子层的蛋白质,它所介导的运输不需要溶质微粒与其结合,而是横跨膜形成亲水通道,允许大小适宜的分子和带电离子通过。
它包含两大类:水通道蛋白和离子通道蛋白。
其中离子通道蛋白对被转运的离子的大小和电荷都有高度的选择性,而且转运速率高,其速率是已知的任何一种载体蛋白的最快速率的1000倍以上。
下图是载体蛋白和通道蛋白分别介导物质跨膜运输模式图,以下说法错误的是A.两者化学本质均为蛋白质,普遍存在于各种生物膜结构中B.载体蛋白在介导物质跨膜运输的过程中空间结构发生改变,运输完成后又恢复原状C.由通道蛋白介导的跨膜运输属于被动运输D.一般情况下,K+经乙进入细胞内,经甲排出细胞外3.能荷调节也称腺苷酸调节,指细胞通过调节ATP、ADP、AMP(一磷酸腺苷)两者或三者之间的比例来调节其代谢活动。
计算公式为:能荷=( A TP+1/2ADP)/( A TP+ADP+AMP)。
高能荷时,ATP生成过程被抑制,而ATP的利用过程被激发;低能荷时,其效应相反。
生态环境学报 2019, 28(8): 1674-1682 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目:国务院三峡工程建设委员会办公室/江湖生态监测重点站(洞庭湖)(JJ2017-028)作者简介:黄代中(1984年生),女,高级工程师,博士,主要从事环境监测与水环境保护方面研究。
E-mail: hdz1023@ 收稿日期:2019-06-03洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a 浓度的时空分布特征黄代中,李芬芳,欧阳美凤,张屹,龚正,符哲湖南省洞庭湖生态环境监测中心,湖南 岳阳 414000摘要:洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而有关洞庭湖营养盐赋存形态与叶绿素a 的关系鲜有报道。
为研究洞庭湖氮与磷的时空分布特征及其对叶绿素a (Chl-a )的影响,2017年在洞庭湖湖体、出湖口及8条入湖河流共20个断面采集了水样,分析了水体中不同形态氮、磷和Chl-a 的质量浓度。
结果表明,洞庭湖水体中总氮(TN )、溶解态总氮(DTN )、氨氮(NH 4+-N )、硝酸盐氮(NO 3−-N )质量浓度年均值分别为1.83、1.69、0.26、1.27 mg·L −1,总磷(TP )、溶解态总磷(DTP )、磷酸盐(DPO )、颗粒态磷(PP )质量浓度年均值分别为0.081、0.059、0.049、0.022 mg·L −1,Chl-a 质量浓度平均值为4.84 μg·L −1。
空间分布上,各形态氮和磷的质量浓度总体表现为:入湖口>出湖口>湖体,其中,区间入湖口水体中ρ(TN)、ρ(NH 4+-N)、ρ(TP)、ρ(PP)最高,而ρ(NO 3−-N)、ρ(DTP)、ρ(DPO)在松滋口最高。
ρ(Chl-a)表现为区间>湖体>出湖口>松滋口>四水。
时间分布上,各形态氮与磷的质量浓度具有明显的季节变化特征,均表现为枯水期>平水期>丰水期;ρ(Chl-a)总体上呈现丰水期>平水期>枯水期的趋势。
可见入湖河流对洞庭湖氮与磷的时空分布起了至关重要的作用,入湖污染负荷和人类活动(包括采沙和生产生活)是洞庭湖氮与磷空间分布的重要影响因素,而入湖水量可在一定程度上解释洞庭湖氮与磷的时间分布。
总体而言,洞庭湖未出现明显的富营养化现象,这可能得益于其独特的水文条件(水循环周期短,流速较快),但流速较低的六门闸和大小西湖断面ρ(Chl-a)较高,夏季水华频发,应引起高度重视。
关键词:洞庭湖;氮;磷;叶绿素a ;时空分布 DOI: 10.16258/ki.1674-5906.2019.08.021中图分类号:X52 文献标志码:A 文章编号:1674-5906(2019)08-1674-09引用格式:黄代中, 李芬芳, 欧阳美凤, 张屹, 龚正, 符哲, 2019. 洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a 浓度的时空分布特征[J]. 生态环境学报, 28(8): 1674-1682.HUANG Daizhong, LI Fenfang, OUYANG Meifeng, ZHANG Yi, GONG Zheng, FU Zhe, 2019. Temporal and spatial distributions of different forms of nitrogen and phosphorus as well as Chl-a concentration in Dongting Lake [J]. Ecology and Environmental Sciences, 28(8): 1674-1682.洞庭湖位于长江中游荆江河段南岸,是中国第二大淡水湖、亚洲最大的内陆湿地保护区,也是国家重点生物多样性保护和世界淡水鱼类优质种资源基因库。
洞庭湖作为湖南省第一大湖,是承纳湘、资、沅、澧四水和吞吐长江的过水性洪道型湖泊,有沟通航运、繁衍水产、调蓄长江和改善生态环境等多种功能。
洞庭湖多年平均入湖水量2916亿立方米,其中来自长江三口为951亿立方米,来自四水为1689亿立方米,来自区间为276亿立方米(吴文晖等,2019),多年平均深度为6.39 m ,三峡水库建设前换水周期约18 d ,建设后大于18 d (黄代中等,2013)。
近几十年来,随着湖区经济的快速发展和人口的急剧增长,人类对其自然资源的开发不断加剧,使其生态环境逐渐下降,富营养化进程日益加剧(李利强等,2014;熊剑等,2016)。
TN 、TP 是影响洞庭湖水体富营养化的主要营养指标,两者一直维持较高的水平,20世纪90年代中期后全湖TN 、TP 超标,成为洞庭湖水质恶化和水体营养化程度加剧的重要因子。
TN 和TP 作为洞庭湖水体的主要污染物,已引起广泛的关注。
对洞庭湖水体营养盐的研究主要集中在TN 和TP 时空分布特征方面(张光贵等,2016;林日彭等,2018;王艳分等,2018),通过长时间序列数据分析(三峡工程运行前后)TN 和TP 质量浓度变化规律、影响因素,Tian et al.(2017a )亦研究了洞庭湖氮的时空变化(1997-2014),分析了TN 的来源及控氮措施。
然而在水体氮磷形态组成和时空分布特征方面,相关研究相对较少。
虽然田琪等(2016)和王岩等(2014)研究了洞庭湖氮磷形态组成特征,但研究时间较短(2个月),前者旨在说明悬浮物对氮磷浓度的影响,后者重点研究沉积物和水体中营养盐的时间分布特征。
李莹杰等黄代中等:洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a浓度的时空分布特征 1675(2019)研究了不同水期洞庭湖水体中磷分布特征,但未涉及对湖区水质影响较大的三口和区间河流华容河,以及对洞庭湖水体Chl-a质量浓度影响的研究内容。
本研究于2017年在洞庭湖湖体、出湖口及8条入湖河流设置20个断面,对水体中不同形态的氮、磷和Chl-a质量浓度进行采样检测,研究不同形态氮、磷及Chl-a的时空分布特征,探索氮磷分布变化原因及其对Chl-a的影响,为洞庭湖水污染治理及富营养化防治提供理论依据。
1 材料与方法1.1 水样采集与测定方法所有水质数据来源于湖南省洞庭湖生态环境监测中心。
洞庭湖共设有20个常规水质监测断面,即8个入湖口断面、11个湖体断面、1个出湖口断面。
入湖口断面具体如下:湘江入湖口S1-樟树港、资江入湖口S2-万家嘴、沅江入湖口S3-坡头、澧水入湖口S4-沙河口、松滋河东支入湖口S5-马坡湖、汨罗江入湖口S6-南渡、新墙河入湖口S7-八仙桥、华容河入湖口S8-六门闸。
S1-S4为四水入湖口断面,S5为松滋口入湖口断面,S6-S8为区间入湖口断面。
湖体11个断面包括:西洞庭湖湖区3个断面(S9-南嘴、S10-蒋家嘴、S11-小河嘴);南洞庭湖湖区3个断面(S12-万子湖、S13-横岭湖、S14-虞公庙);东洞庭湖湖区5个断面(S15-鹿角、S16-扁山、S17-东洞庭湖、S18-岳阳楼、S19-大小西湖)。
出湖口断面为S20-洞庭湖出口。
洞庭湖常规水质监测断面分布见图1。
每个监测断面设左、中、右3条垂线,分别采表层(0.5 m)水样。
水质采样于月初进行。
1.2 测定方法TN、溶解态总氮(DTN)、NH4+-N、NO3−-N、TP、溶解态总磷(DTP)、磷酸盐(DPO)、Chl-a、COD Mn和透明度(SD)等监测项目均根据《水和废水监测分析方法》(国家环境保护总局,2002)推荐的方法进行分析。
DTN、DTP使用过0.45 µm 滤膜后的水样进行测定,实验步骤分别与TN、TP 一致。
颗粒态磷(PP)为TP与DTP的差值。
湖泊营养状态评价指标为TN、TP、COD Mn、Chl-a和透明度5项指标,采用《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》中的综合营养状态指数(ΣTLI)评价方法与标准。
1.3 数据分析运用SigmaPlot 10.0软件作图,运用SPSS 19.0软件进行数据统计。
相关性用Pearson相关系数表示,差异性比较用单因素方差分析。
以何征等(2015)的方法进行水期划分,枯水期为1-3月、12月,平水期为4-5月和10-11月,丰水期为6-9月。
时间变化以水期内该指标月监测数据的算术平均值进行比较。
空间变化比较中,四水为S1-S4 4个断面监测数据的算术平均值,松滋口为S5的年均值,区间为S6-S8 3个断面监测数据的算术平均值,湖体为S9-S19的11个断面监测数据的算术平均值,出湖口为S20的年均值。
2 结果与分析2.1 氮的时空变化2017年洞庭湖20个断面环境因子的年均值见表1,水体中不同形态氮质量浓度的时空分布见图2。
洞庭湖水体中ρ(TN)、ρ(DTN)、ρ(NH4+-N)和图1 洞庭湖水质监测断面分布Fig. 1 Sampling sections of water quality monitoring in Dongting Lake1676 生态环境学报第28卷第8期(2019年8月)表1 2017年洞庭湖20个断面环境因子的年均值Table 1 Annual average concentration of environmental factors of 20 sections in Dongting Lake in 2017Sampling sectionρ(TN)/(mg·L−1)ρ(DTN)/(mg·L−1)ρ(NH4+-N)/(mg·L−1)ρ(NO3−-N)/(mg·L−1)ρ(TP)/(mg·L−1)ρ(DTP)/(mg·L−1)ρ(DPO)/(mg·L−1)ρ(PP)/(mg·L−1)ρ(Chl-a)/(μg·L−1)TLIS1 2.11 1.98 0.37 1.50 0.076 0.060 0.050 0.016 2.05 48.1 S2 2.14 2.01 0.31 1.55 0.065 0.054 0.045 0.011 1.44 44.4 S3 1.55 1.47 0.11 1.22 0.062 0.048 0.040 0.014 1.09 43.4 S4 2.12 2.01 0.39 1.42 0.065 0.047 0.040 0.018 2.13 47.4 Mean of Four rivers (S1-S4) 1.98 1.87 0.30 1.42 0.067 0.052 0.044 0.015 1.68 45.9 S5 (Songzi outlet) 1.94 1.85 0.11 1.56 0.112 0.097 0.085 0.015 2.75 48.2 S6 1.87 1.72 0.47 1.14 0.113 0.086 0.078 0.027 5.62 52.8 S7 1.78 1.55 0.32 0.97 0.108 0.066 0.057 0.042 9.72 55.1 S8 2.48 2.13 0.75 1.00 0.119 0.072 0.061 0.047 20.09 60.1 Mean of Qujian rivers (S6-S8) 2.04 1.80 0.51 1.04 0.113 0.075 0.065 0.039 11.81 56.5 S9 1.86 1.72 0.20 1.43 0.087 0.071 0.061 0.016 2.48 47.5 S10 1.61 1.47 0.10 1.17 0.061 0.049 0.041 0.012 1.68 45.3 S11 1.58 1.46 0.12 1.24 0.059 0.046 0.039 0.013 2.12 45.3 S12 1.59 1.47 0.14 1.25 0.067 0.052 0.042 0.015 1.83 46.2 S13 1.66 1.56 0.13 1.32 0.065 0.047 0.038 0.018 2.07 47.1 S14 2.07 1.95 0.28 1.52 0.068 0.053 0.045 0.015 1.95 46.6 S15 1.87 1.77 0.18 1.43 0.084 0.059 0.049 0.025 2.58 48.6 S16 1.93 1.83 0.24 1.44 0.084 0.060 0.051 0.024 3.93 50.3 S17 1.66 1.53 0.22 1.20 0.069 0.046 0.036 0.023 4.96 50.2 S18 1.83 1.70 0.19 1.34 0.085 0.061 0.051 0.024 3.07 50.1 S19 1.26 0.98 0.34 0.41 0.097 0.047 0.033 0.050 21.54 57.9 Mean of lake region (S9-S19) 1.72 1.59 0.19 1.25 0.075 0.054 0.044 0.021 4.38 49.9 S20(outflowriver) 1.78 1.69 0.19 1.37 0.079 0.059 0.047 0.020 3.79 50.6 Meanofwholelake(S1-S20) 1.83 1.69 0.26 1.27 0.081 0.059 0.049 0.022 4.84 50.7图2 2017年洞庭湖不同形态氮质量浓度的时空分布Fig. 2 Temporal and spatial distribution of various forms of nitrogen concentrations in Dongting Lake in 2017黄代中等:洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a浓度的时空分布特征 1677ρ(NO3−-N)范围分别为1.26-2.48、0.98-2.13、0.10-0.75和0.41-1.56 mg·L−1,全湖年平均值分别为1.83、1.69、0.26和1.27 mg·L−1。