【作者】 李爽
【导师姓名】万金保
【学位名称】硕士
【学位年度】2014
【授予单位】南昌大学
【分类号】 X524;|X173
【录入时间】2017-05-14
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【摘要】湖泊富营养化是我国众多水环境问题之一。磷作为水体富营养化的关键控制因素，对湖泊富营养化产生非常重要的影响。外源磷输入得到一定程度的控制后，研究内源磷污染负荷以及“土壤—植物—水”三相界面磷的源、汇转化关系显得尤为重要。本文以鄱阳湖南矶山自然保护区为研究对象，采用野外采样和实验室模拟相结合，围绕鄱阳湖水位变化特征，研究干湿交替环境下土壤磷形态的变化趋势；并通过筛选湿地挺水植物，初步了解其随季节和水位变化的规律，分析典型挺水植物生长和衰亡过程中土壤磷的转化和释放特性；还研究了该保护区土壤磷的吸附能力，探讨土壤磷的潜在释放风险，为鄱阳湖富营养化的控制提供基本的理论参考依据。主要结论如下：1．在连续淹水条件下，上覆水TP、DTP、SRP含量均呈现下降趋势，且每次磷浓度降低幅度较上次有所增加，这与土壤经连续淹水后吸附磷量增加以及落干过程释放磷酸盐有关。淹水条件下，土壤Or-P含量增加，而Fe/Al-P为土壤磷释放的主要形式。土壤落干时产生的反应是淹水条件下反应的逆过程。2．添加HgCl2的上覆水TP浓度低于未经HgCl2处理的TP浓度。随着淹水时间的增加，土壤TP含量总体上呈现上升趋势，在淹水10d后经HgCl2处理的土壤TP含量持续上升高于含有微生物的土壤TP含量，至30d时稳定在122.75mg/kg。3．无植物区的土壤和水体TP含量整体上高于植物区的TP含量，这与植物生长吸收和蓄积土壤及水体中的磷素有关。生长期模拟实验中南荻、野艾蒿、石菖蒲和空白组的水体TP含量降低百分比分别为59.38%、52.63%、40.43%、-23.53%，各组土壤TP含量降低的百分比分别为29.97%、29.41%、28.85%、17.71%。经初步分析，在生长期内植物吸收上覆水和土壤磷的能力表现为：南荻＞野艾蒿＞石菖蒲。无论是植物的生长阶段还是衰亡阶段，植物体的存在对水体和土壤中的TP及其它形态磷的含量均存在显著性影响。由此可见，本研究中的挺水植物一方面可以净化水质，另一方面也起到了固定土壤表层营养物的作用。4．南矶山自然保护区湿地土壤磷吸附指数表现出有植被生长的地区偏高的特征，而磷吸附饱和度各样点间相差不大。土壤中的Pox含量与Feox、Alox以及TP含量之间呈显著正相关。利用磷释放风险指数评价南矶山湿地自然保护区内源磷的潜在释放风险。结果表明，该地区土壤中磷释放诱发水体富营养化的风险处于较低风险范围内，主要是由于该区域受人为因素影响小，保持了优越的自然环境。...
【全文】湖泊富营养化是我国众多水环境问题之一。磷作为水体富营养化的关键控制因素，对湖泊富营养化产生非常重要的影响。外源磷输入得到一定程度的控制后，研究内源磷污染负荷以及“土壤—植物—水”三相界面磷的源、汇转化关系显得尤为重要。本文以鄱阳湖南矶山自然保护区为研究对象，采用野外采样和实验室模拟相结合，围绕鄱阳湖水位变化特征，研究干湿交替环境下土壤磷形态的变化趋势；并通过筛选湿地挺水植物，初步了解其随季节和水位变化的规律，分析典型挺水植物生长和衰亡过程中土壤磷的转化和释放特性；还研究了该保护区土壤磷的吸附能力，探讨土壤磷的潜在释放风险，为鄱阳湖富营养化的控制提供基本的理论参考依据。主要结论如下：1．在连续淹水条件下，上覆水TP、DTP、SRP含量均呈现下降趋势，且每次磷浓度降低幅度较上次有所增加，这与土壤经连续淹水后吸附磷量增加以及落干过程释放磷酸盐有关。淹水条件下，土壤Or-P含量增加，而Fe/Al-P为土壤磷释放的主要形式。土壤落干时产生的反应是淹水条件下反应的逆过程。2．添加HgCl2的上覆水TP浓度低于未经HgCl2处理的TP浓度。随着淹水时间的增加，土壤TP含量总体上呈现上升趋势，在淹水10d后经HgCl2处理的土壤TP含量持续上升高于含有微生物的土壤TP含量，至30d时稳定在122.75mg/kg。3．无植物区的土壤和水体TP含量整体上高于植物区的TP含量，这与植物生长吸收和蓄积土壤及水体中的磷素有关。生长期模拟实验中南荻、野艾蒿、石菖蒲和空白组的水体TP含量降低百分比分别为59.38%、52.63%、40.43%、-23.53%，各组土壤TP含量降低的百分比分别为29.97%、29.41%、28.85%、17.71%。经初步分析，在生长期内植物吸收上覆水和土壤磷的能力表现为：南荻＞野艾蒿＞石菖蒲。无论是植物的生长阶段还是衰亡阶段，植物体的存在对水体和土壤中的TP及其它形态磷的含量均存在显著性影响。由此可见，本研究中的挺水植物一方面可以净化水质，另一方面也起到了固定土壤表层营养物的作用。4．南矶山自然保护区湿地土壤磷吸附指数表现出有植被生长的地区偏高的特征，而磷吸附饱和度各样点间相差不大。土壤中的Pox含量与Feox、Alox以及TP含量之间呈显著正相关。利用磷释放风险指数评价南矶山湿地自然保护区内源磷的潜在释放风险。结果表明，该地区土壤中磷释放诱发水体富营养化的风险处于较低风险范围内，主要是由于该区域受人为因素影响小，保持了优越的自然环境。