《自然地理学专业优秀论文长江口淡—咸水混合过程对营养盐在悬浮物—水之间分配的探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自然地理学专业优秀论文长江口淡—咸水混合过程对营养盐在悬浮物—水之间分配的探讨（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自然地理学专业优秀论文自然地理学专业优秀论文 长江口淡长江口淡咸水混合过程对营养盐在悬咸水混合过程对营养盐在悬浮物浮物水之间分配的探讨水之间分配的探讨关键词：营养盐关键词：营养盐 固固- -液分配液分配 陆海交汇处陆海交汇处摘要：陆-海交汇处河口混合区具有多方面的功能。河口中盐度、悬浮泥沙浓 度等因素的时空变化频繁，并通过吸附及解吸等过程在一定程度上控制着营养 元素在颗粒固相和液相之间的相态分配。当进入河口与近海的陆源生物要素的 赋存形式、数量与季节发生改变时会导致相应生态系统的结构和功能产生变化。 中国河流普遍具有水浅、多沙和径流量大的显著特征，因此，研究中国河口区 元素固一液相态变化过程具
2、有区域特殊性意义。而长江河口区是研究陆-海相 互作用的重要场所，可作为研究生物地球化学过程的天然实验室。本论文即针 对取自长江口的样品，系统地研究了 pH，悬浮颗粒物浓度、盐度、温度、体系 中营养盐的总量和溶氧等重要环境因素对营养元素固-液相态变化的影响。 基于现场调查和实验室中的模拟，认识如下： 1长江淡水端元中营养盐(溶 解无机氮和无机磷)呈指数增长，与此相反，同期活性硅酸盐的浓度呈指数降低 了一半左右。随着长江中氮和磷浓度持续增大而硅浓度持续降低，其结果是长 江水中营养盐组成(即 N：Si：P 比值)发生了巨大变化。虽然 N：P 比值波动较 大，但其总趋势是逐渐增大，1965-1975
3、年长江水中 N：P 比值约为 60，而到 了 1985 年后 N：P 比值陡升至 125，且随后基本围绕此值上下波动。与此同期， Si：N 比值则从 20 世纪 60 年代的 15 以上呈指数降低至现在接近于 1。 2随着长江水中营养盐的巨大变化，长江口中营养盐的浓度和比例也发生了显 著改变。虽然长江口无机磷浓度年平均值变化不大，但长江口无机氮浓度年平 均值从 20 世纪 60 年代到 21 世纪初增大了 1 倍；而同期活性硅酸盐浓度年平均 值则降低为以前的 1/3。 至于长江口营养盐比值，其长期变化趋势与长江水 中营养盐比值的变化相似，但变化幅度略小。长江口 N：P 比值 60 年代约为 2
4、0，接近于 Redfield 比值(即 N：P=16)，2002 年已增大到 35，约为 Redfield 比值的 2 倍；Si：N 比值从远大于 Redfield 比值(即 Si：N=1)的 39 降低至 2002 年略小于 Redfield 比值的 08，表明 Si 将有可能成为长江口生态系统中 的限制因子。 3营养盐的分布特点是从口门向外海逐渐递减。长江冲淡水 终年存在向长江口东北部输送营养盐的趋势。夏季，高营养盐水舌向东北方向 延伸，与冲淡水分布趋势相似；冬季，径流量减少，冲淡水沿岸南下，高营养 盐水舌也随之向东南延伸，同时高浓度营养盐的分布范围也向河口方向退缩。 4模拟实验研究显示：
5、磷酸盐吸附量随悬浮颗粒物浓度的变化而变化，尽管水 体中颗粒物浓度升高后，单位质量颗粒物上磷酸盐的吸附量降低，但是绝对吸 附量仍然增加，也就是说，当水体中悬浮颗粒物浓度较高，悬浮颗粒物对磷酸 盐处于吸附状态时，水相中磷酸盐浓度随悬浮物浓度的升高呈降低趋势。随着 磷酸盐浓度的增加，体系中 SPM 对磷酸盐的吸附百分率逐渐降低。无机磷固- 液分配程度随着盐度的增加，逐渐增强。SPM 对磷酸盐的吸附为吸热反应。SPM 对无机 P 的吸附随溶液中有机质的增加而增大，随溶液中 DO 含量的增加而增大。 且磷酸盐在长江口水体固一液相之间的分配过程不可逆。 5在实验的 pH 范围内，悬浮颗粒物对 NHlt;,
6、4gt;lt;#39;+gt;-N 的吸附百分率 E()随着体系 pH 值的增加而增大，呈“S”形曲线。水体 pH、悬浮颗粒物浓度和溶氧的增大总是促进着 NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 吸附百分率的增加，而 盐度、温度和体系中 NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 量 的增大则使吸附百分率规律性地减小。盐水解吸实验和相同条件下的吸附实验 表明，NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 在长江口水体固 一液相之间的分配过程是不可逆的。温度的实验表明，悬浮颗粒物对 NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 的吸附可能是一个放热 反应过程。 6悬浮颗粒物中 Si
7、Olt;,3gt;lt;#39;2- gt;的解吸量随盐度的升高而增加；悬浮颗粒物对 NPlt;,3gt;lt;#39;-gt;最大解吸量出现在 S=15 附 近。在极值以前，解吸量随盐度增大而增大；在极值以后则相反。悬浮颗粒物 中 NOlt;,3gt;lt;#39;-gt;的解吸在 pH 实验的范 围内(59)基本保持不变；而悬浮颗粒物中 SiOlt;,3gt;lt;#39;2-gt;的解吸则随着 pH 值的增 大逐渐增加，趋势与盐度对其解吸影响一致。体系 DO 的变化对颗粒物中 SiOlt;,3gt;lt;#39;2-gt;的解吸基本没有影响， 随着体系 DO 的升高，悬浮颗粒物中 NOl
8、t;,3gt;lt;#39;-gt;的解吸量有增大的趋势。 7本文基于模拟实验研究的模式分析以及对长江口几种营养盐的历史观测资料 都表明，溶解态 SiOlt;,3gt;lt;#39;2-gt;与 NOlt;,3gt;lt;#39;-gt;呈现出显见的混合保守性， POlt;,4gt;lt;#39;3-gt;在底层呈现出混合保守性， 在表层低盐度表现为一定的溶出， NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 在表层低盐度下呈现出 溶出，高盐度表现为溶入行为，在底层的低盐度表现为部分的保守行为，高盐 度区域也表现为溶入行为。通过比较模式分析结果与现场观测资料，可以认为， 综合考虑悬浮泥沙浓度、
9、盐度和水体 pH 等其他环境因子协同变化对营养盐溶解 态浓度在长江口混合区特别是在盐度小于 20 的高浊度区模拟实验的结 果更能反映出现场的真实情况。正文内容正文内容陆-海交汇处河口混合区具有多方面的功能。河口中盐度、悬浮泥沙浓度 等因素的时空变化频繁，并通过吸附及解吸等过程在一定程度上控制着营养元 素在颗粒固相和液相之间的相态分配。当进入河口与近海的陆源生物要素的赋 存形式、数量与季节发生改变时会导致相应生态系统的结构和功能产生变化。 中国河流普遍具有水浅、多沙和径流量大的显著特征，因此，研究中国河口区 元素固一液相态变化过程具有区域特殊性意义。而长江河口区是研究陆-海相 互作用的重要场所，
10、可作为研究生物地球化学过程的天然实验室。本论文即针 对取自长江口的样品，系统地研究了 pH，悬浮颗粒物浓度、盐度、温度、体系 中营养盐的总量和溶氧等重要环境因素对营养元素固-液相态变化的影响。 基于现场调查和实验室中的模拟，认识如下： 1长江淡水端元中营养盐(溶 解无机氮和无机磷)呈指数增长，与此相反，同期活性硅酸盐的浓度呈指数降低 了一半左右。随着长江中氮和磷浓度持续增大而硅浓度持续降低，其结果是长 江水中营养盐组成(即 N：Si：P 比值)发生了巨大变化。虽然 N：P 比值波动较 大，但其总趋势是逐渐增大，1965-1975 年长江水中 N：P 比值约为 60，而到 了 1985 年后 N
11、：P 比值陡升至 125，且随后基本围绕此值上下波动。与此同期， Si：N 比值则从 20 世纪 60 年代的 15 以上呈指数降低至现在接近于 1。 2随着长江水中营养盐的巨大变化，长江口中营养盐的浓度和比例也发生了显 著改变。虽然长江口无机磷浓度年平均值变化不大，但长江口无机氮浓度年平 均值从 20 世纪 60 年代到 21 世纪初增大了 1 倍；而同期活性硅酸盐浓度年平均 值则降低为以前的 1/3。 至于长江口营养盐比值，其长期变化趋势与长江水 中营养盐比值的变化相似，但变化幅度略小。长江口 N：P 比值 60 年代约为 20，接近于 Redfield 比值(即 N：P=16)，2002
12、 年已增大到 35，约为 Redfield 比值的 2 倍；Si：N 比值从远大于 Redfield 比值(即 Si：N=1)的 39 降低至 2002 年略小于 Redfield 比值的 08，表明 Si 将有可能成为长江口生态系统中 的限制因子。 3营养盐的分布特点是从口门向外海逐渐递减。长江冲淡水 终年存在向长江口东北部输送营养盐的趋势。夏季，高营养盐水舌向东北方向 延伸，与冲淡水分布趋势相似；冬季，径流量减少，冲淡水沿岸南下，高营养 盐水舌也随之向东南延伸，同时高浓度营养盐的分布范围也向河口方向退缩。 4模拟实验研究显示：磷酸盐吸附量随悬浮颗粒物浓度的变化而变化，尽管水 体中颗粒物浓度
13、升高后，单位质量颗粒物上磷酸盐的吸附量降低，但是绝对吸 附量仍然增加，也就是说，当水体中悬浮颗粒物浓度较高，悬浮颗粒物对磷酸 盐处于吸附状态时，水相中磷酸盐浓度随悬浮物浓度的升高呈降低趋势。随着 磷酸盐浓度的增加，体系中 SPM 对磷酸盐的吸附百分率逐渐降低。无机磷固- 液分配程度随着盐度的增加，逐渐增强。SPM 对磷酸盐的吸附为吸热反应。SPM 对无机 P 的吸附随溶液中有机质的增加而增大，随溶液中 DO 含量的增加而增大。 且磷酸盐在长江口水体固一液相之间的分配过程不可逆。 5在实验的 pH 范围内，悬浮颗粒物对 NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 的吸附百分率 E()随着体系
14、 pH 值的增加而增大，呈“S”形曲线。水体 pH、 悬浮颗粒物浓度和溶氧的增大总是促进着 NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 吸附百分率的增加，而 盐度、温度和体系中 NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 量 的增大则使吸附百分率规律性地减小。盐水解吸实验和相同条件下的吸附实验表明，NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 在长江口水体固 一液相之间的分配过程是不可逆的。温度的实验表明，悬浮颗粒物对 NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 的吸附可能是一个放热 反应过程。 6悬浮颗粒物中 SiOlt;,3gt;lt;#39;2- gt;的解吸量随盐度的升高
15、而增加；悬浮颗粒物对 NPlt;,3gt;lt;#39;-gt;最大解吸量出现在 S=15 附 近。在极值以前，解吸量随盐度增大而增大；在极值以后则相反。悬浮颗粒物 中 NOlt;,3gt;lt;#39;-gt;的解吸在 pH 实验的范 围内(59)基本保持不变；而悬浮颗粒物中 SiOlt;,3gt;lt;#39;2-gt;的解吸则随着 pH 值的增 大逐渐增加，趋势与盐度对其解吸影响一致。体系 DO 的变化对颗粒物中 SiOlt;,3gt;lt;#39;2-gt;的解吸基本没有影响， 随着体系 DO 的升高，悬浮颗粒物中 NOlt;,3gt;lt;#39;-gt;的解吸量有增大的趋势。 7本
16、文基于模拟实验研究的模式分析以及对长江口几种营养盐的历史观测资料 都表明，溶解态 SiOlt;,3gt;lt;#39;2-gt;与 NOlt;,3gt;lt;#39;-gt;呈现出显见的混合保守性， POlt;,4gt;lt;#39;3-gt;在底层呈现出混合保守性， 在表层低盐度表现为一定的溶出， NHlt;,4gt;lt;#39;+gt;-N 在表层低盐度下呈现出 溶出，高盐度表现为溶入行为，在底层的低盐度表现为部分的保守行为，高盐 度区域也表现为溶入行为。通过比较模式分析结果与现场观测资料，可以认为， 综合考虑悬浮泥沙浓度、盐度和水体 pH 等其他环境因子协同变化对营养盐溶解 态浓度在长江口混合区特别是在盐度小于 20 的高浊度区模拟实验的结 果更能反映出现场的真实情况。 陆-海交汇处河口混合区具有多方面的功能。河口中盐度、悬浮泥沙浓度等因 素的时空变化频繁，并通过吸附及解吸等过程在一定程度
