鄱陽湖淹水濕地沉積物水界面碳、氮通量原位研究

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1、固密級(jí)：中國科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences碩士學(xué)位論文培養(yǎng)單位：二。一三年五月Insitustudyofcarbonandnitrogenfluxesatsediment—waterinterfaceinPoyanglakefloodedwetlandByDuyingyangADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencespartialfulfillmentoftherequirementFo

2、rthedegreeofMasterofEnvironmentScienceNanjingInstituteofGeographyandLimnology,ChineseAcademyofSciencesMay,2013致謝三年的時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，這三年里發(fā)生的點(diǎn)點(diǎn)滴滴此時(shí)依然在腦海里不?；胤?。進(jìn)入地湖所攻讀碩士學(xué)位既是我人生的一個(gè)新階段，也是一個(gè)人生轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在這里，我學(xué)到了許許多多讓我受益終身的東西，在此深表謝意!我要特別感謝我的導(dǎo)師張路副研究員。這三年里，張老師在我的學(xué)習(xí)和生活中給予了極大的關(guān)懷，文獻(xiàn)閱讀的指導(dǎo)、論文的選題、實(shí)驗(yàn)方

3、案的確定和論文的定稿都傾注了大量的心血，唯此才使我得以Jll頁N畢業(yè)。我深深的明白，研究生階段我的每一次成長和進(jìn)步都離不開張老師的無私付出，雖然現(xiàn)在已經(jīng)臨近畢業(yè)，但我明白自己離張老師的期望還有很大差距，深感慚愧。感謝湖泊環(huán)境與工程研究室的范成新老師、丁士明老師、鐘繼承老師、尹洪斌老師在論文研究工作中提供的幫助和支持。很慶幸，三年的研究生生活有很多可敬可愛的師兄師姐、師弟師妹們陪伴，是你們讓實(shí)驗(yàn)室生活變得多姿多彩，讓野外采樣變得樂趣無窮。在此特別感謝師姐趙中華、高振美、張波，師兄商景閣、何偉、王兆德、周麒麟、申秋實(shí)、劉成、張雷、古小

4、治，師弟唐陳杰、姚曉龍、陳超、孔明，師妹王燕、龐曉晨、酈倩玉。有這樣一群年輕人因?yàn)橥瑯拥膲?mèng)想跨入了73號(hào)大院，在這里，他們共同成長，共同歡笑，一起追尋美好的未來。感謝你們，2010屆碩士班全體同學(xué)。感謝實(shí)驗(yàn)室華威芬女士三年來在實(shí)驗(yàn)過程中提供的幫助和支持。感謝參加我論文評(píng)審和答辯的每一位專家和老師。感謝我的家人一直以來對(duì)我的支持和鼓勵(lì)，你們對(duì)我無私的關(guān)愛和付出，是我不斷前行的動(dòng)力和支撐。感謝那些在我生命中匆匆走過，對(duì)我提供過無私幫助的人，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給所有關(guān)懷和愛護(hù)過我的人。杜應(yīng)腸2013年5月摘要沉積物．水界面是水環(huán)境中物質(zhì)交換非常

5、活躍的區(qū)域，是物質(zhì)地球化學(xué)循環(huán)和生物系統(tǒng)耦合的重要場所。沉積物．水界面的物質(zhì)交換作為上覆水富營養(yǎng)化水平的一個(gè)重要影響因素，受到的關(guān)注日益增強(qiáng)。鄱陽湖，作為目前為數(shù)不多的通江湖泊，水位年變化顯著，與太湖、巢湖等水位變化不大，長期淹水的湖泊有著截然不伺的界面物質(zhì)交換特征。但目前對(duì)鄱陽湖沉積物．水界面的研究仍十分欠缺，界面物質(zhì)交換缺乏定量化認(rèn)識(shí)，因此開展鄱陽湖沉積物．水界面的物質(zhì)交換研究具有十分重要的意義。針對(duì)鄱陽湖水域面積廣闊，沉積類型多種多樣的特點(diǎn)，在國內(nèi)首次采用自主研制沉積物．水界面原位物質(zhì)通量研究裝置，既適合各種復(fù)雜的沉積環(huán)境，

6、又能最大限度的保證沉積物原始生境特征不被破壞。本論文選擇鄱陽湖具有典型代表意義的四個(gè)不同沉積類型的濕地區(qū)域，利用自主研制的沉積物．水界面物質(zhì)通量原位研究裝置，對(duì)鄱陽湖沉積物．水界面碳、氮、氧循環(huán)特征開展了系統(tǒng)的研究。同時(shí)，運(yùn)用外源添加的方式改變上覆水中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，研究不同沉積類型的沉積物．水界面對(duì)營養(yǎng)負(fù)荷變化的響應(yīng)機(jī)制，并對(duì)沉積物．水界面碳、氮、氧循環(huán)的耦合過程進(jìn)行探討。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論如下：水力連通性影響沉積物在界面氮循環(huán)中的源匯屬性。與外界水系連通且接納較多外源污染的水域，沉積物是上覆水無機(jī)氮的匯；水質(zhì)較好的水域，尤其是

7、封閉水域，界面無機(jī)氮交換以沉積物內(nèi)源釋放為主。沉積物有機(jī)質(zhì)含量是影響沉積物耗氧速率的關(guān)鍵控制因子，對(duì)有機(jī)質(zhì)含量豐富的濕地沉積物來說，上覆水中營養(yǎng)負(fù)荷的變化不會(huì)對(duì)沉積物耗氧速率產(chǎn)生顯著影響。鄱陽湖濕地沉積物呼吸作用對(duì)有機(jī)質(zhì)礦化的貢獻(xiàn)要大于反硝化作用，但這兩個(gè)過程的貢獻(xiàn)未對(duì)有機(jī)質(zhì)礦化起到?jīng)Q定性影響，沉積物中還存在著其他影響較為顯著的生物地球化學(xué)過程。向上覆水中添加葡萄糖的實(shí)驗(yàn)表明：添加碳源使得沉積物．水界面銨態(tài)氮遷移方向發(fā)生變化，沉積物出現(xiàn)源匯屬性轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。有機(jī)質(zhì)含量偏低的砂性沉積物呼吸作用表現(xiàn)出顯著的碳限制特征，有機(jī)質(zhì)含量豐富的沉積

8、物受外源碳輸入的影響較小。添加碳源對(duì)沉積物DIC釋放總量影響不大，封閉濕地沉積物DIC釋放通量的大幅增長與反硝化作用增強(qiáng)有關(guān)。外源碳輸入降低了有氧呼吸對(duì)有機(jī)質(zhì)礦化的貢獻(xiàn)，提III＼J、J＼，l23／L／L／L鄱陽湖濕地沉積物．水界面物質(zhì)通量原位研究