稀土硝酸盐与含氮冠醚(2,2)配合物的合成及其晶体结构

用X射线衍射法测定了稀土硝酸盐与冠醚(2,2)配合物Ln(NO_3)_3·(2,2)(Ln=Ce、Pr、Nd)的晶体结构。发现配合物具有与Eu(NO_3)_3(2,2)不同的配位方式。用“堆积比饱和规律”对结构差异原因作了初步的讨论。配合物均属三斜晶系空间群P,Z=2。

海洋中天然高分子有机物来源、结构物片以及碎屑小生境非平衡态现象的研究

海洋高分子有机物在水生态系统中具有很重要的作用。以生化稳定性为特征的腐植质能促进生物细胞的呼吸和营养盐吸收；腐化过程使生化反应的中部分生物转化为相对的物质从而增加生态系统中有机物的稳定性；腐植质还参与液－液、液－固和气－液界面过程对许多微量元素的生物地球化学循环有很大的影响。论文首次用GDX－102树脂从硅藻代谢产物和分解产物中分离提取腐植质（EHS、DHS）以及乙醇可溶物（EES、DES）。用~1H-NMR、IR和紫外光进行结构分析并同海水腐蚀植质（HS）和乙醇可溶物（ES）进行比较。在测定~3H-NMR谱时，样品先在加有NaOD和D_2O溶液中溶解50天，结果得到结构信息十分丰富的谱图。HSEHS和DHS经碱水解后，许多小分子（如甲酸、甲醇、醋酸等）从大分子网络中释放出来，在~1H-NMR谱中出现许多离散尖峰，反映了它们前体物质的相似性。HS、EHS、和DHS都含有较多的高支链烷烃、碳水化合物和氨基酸结构及少量的芳烃和杂环化合物。另外，EHS和DHS中含有许多活性基团如腈基（可能是蛋白质、核本和卟啉的分解产物）、参键等，说明其仍处于腐植化过程中。结果表明，浮游植物分解产物和代谢产物是海水植质的重要来源。~1-NMR和IR谱表明，ES、EES和DES结构差别较大。ES和DES含有大量高支链烷烃（可能来源于藻类中的类脂化合物），而在EES中烷烃含量相对很少。ES、EES和DES具有不同类型的羰基（IR谱上的吸收峰分另为1720cm~(-1)、1750cm~(-1)、1680cm~(-1)）；另外，三者与氧、氮相连的α－碳上的质子类型也有很大不同。EES的低含量高支链烷烃（高支链烷结构不易被细菌降解）以及DES中含有复杂的降解产物组份表明它们潜在的不稳定性。海洋环境中广泛存在着松散的絮状聚合物－－海洋雪。海洋雪是光合作用过程和营养盐循环的重要场所，作为大洋中特殊微环境－－碎屑小生境具有和周围水体明显不同的生化性质，如有很高的新陈代谢活性，在海洋的物质、能量流动中起着重要作用。实验研究了碎小生境演分过程中特殊营养盐迁移过程和脱氢酶活性的变化，认为碎聚合物表面不仅有微生物群落的演替，而且存在非平衡过程的连续变化。当碎表面有机物氧化，O_2被消耗碳出现氧化还原电位梯度时，在时间分布上NO_3~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-) 可分别成为缺微区代谢过程的最终电子受体。而碎小生境氧化还原电位梯度的存在使一些要求不同氧化还原势的过程紧靠在一起进行，即在碎屑表面分布上存在不同的电子最终受体。具有特殊性质的碎屑小生境允许一些在周围水体中不能进行或受抑制的特殊营养盐迁移过程（如固氮、硝化、反硝化、氨化甚至发酵）在碎屑表面进行。对于碎屑小生境非平衡态过程的改变，作为一种适应，微生群落重新调节新陈代谢，在分叉点附近，脱氢酶活性增大。因此，碎屑小生境是一个时空有序的半封闭结构。论文还对碎屑小生境的涨落和稳定性机制作了探讨。

渤海沉积物中氮的赋存形态及其在循环中的作用

为揭示渤海沉积物中氮的生物地球化学循环过程，本文应用自然粒度下的分级分离浸取方法首次对渤海沉积物中氮的形态进行了研究，获得了氮形态分布的地球化学特征；将沉积物氮中可转化和非转化部分定量区别开，并对可转化态中各形态氮对其循环贡献的大小进行了评估；结合底栖生物的分布初步探计了沉积物中氮与生物生产的关系及底栖生物对氮循环的影响。得到的主要结论包括：渤海沉积物中氮的形态分布特征及其控制因素。表层沉积物中IEF-N、CF-N、IMOF-N和OSF-N占TN的比例分别为3.67%，0.31%，0.42%和26.45%，OSF-N是可转化态氮的优势形态。IEF-N 中NH_4~+和NO_3~-具有不同的成岩机制：NH_2~+主要受OC、Es和粘土矿物性质影响，NO_3~-与水体分布密切相关。CF-N含量最小，主要受沉积环境pH值的影响。IMOF-N主要由NH_4~+在Fe~（3+）上的吸附形成，受沉积物的氧化还原环境控制。OSF-N除与物质来源有关外，受到粘土矿物性质及沉积物粒度的影响。Fe、Mn和Co对IEF-N和IMOF-N的成岩作用影响明显，Cu、Pb和Mo对OSF-N的分布产生影响，二者作用的机理不同。表层样中，约69.15%的氮经过早期成岩作用而埋藏，短期内不再参与循环。氮的埋藏通量与沉积物聚积速率呈显著正相关，同时受温度、Eh、OC、盐度、硫化物含量等因素影响。沉积物中C/N和N/P均呈现异常的低值，前者主要是由于沉积物中保留了大量的无机氮，后者主要因为陆地排放大量磷入海以及磷的埋藏效率高于氮所致。柱状样中，IEF-N基本随深度减小，IMOF-N随深度有突变现象，OSF-N随深度的变化表明了矿化作用进行的程度。对沉积物中生源要素分解速率常数有：N>P>C>Si。表层沉积物中可转化态氮占总氮的比例高于深层沉积物。OC/ON随深度减小表明沉积物通过某种机制富集了有机氮。各形态氮在氮循环中作用及渤海氮循环收支。对渤海沉积物中可转化态氮的量进行了估算，IEF-N、CF-N、IMOF-N和OSF-N分别为3.657 * 10~8kg，2.794 * 10~7 kg，3.832 * 10~7kg和2.372平共处* 10~9kg；结合室内模拟的氮的界面交换通量，估算其完全释放所需的时间分别为2.15a，0.16a，0.225a和13.94a。各形态氮释放的顺序与其结合牢固程度一致，即IEF-N>CF-N >IMOF-N>OSF-N，其对界面交换的贡献大小则随时间尺度大小发生变化：随时间尺度增加，IEF-N、CF-N、IMOF-N的贡献逐渐减小，OSF-N的贡献逐渐增大，当时间尺度大到足以使四态氮完全释放时，其贡献的大小与各形态氮的量一致即OSF-N（84.6%）>IEF-N（13.0%）>IMOF-N（1.4%）>CF-N（1.0%）。非转化态氮占总氮的 69.15%，其中由于颗粒物包裹导致的“非转化态”氮为49%，说明粒度的影响非常重要。IEF-N和OSF-N主要存在于颗粒物质外层，是循环的主要参与者，CF-N和IMOF-N绝大部分在内层，对循环的贡献很小。水体中再循环的氮对初级生产力的贡献（74.4%）比沉积物中再循环氮的贡献 （26.1）大得多，二者对生态系统的作用不同，水体再生的营养盐通常在较长的时间尺度上维持初级生产力的平衡，而沉积物中的再生则在很短的时间内通过强烈的混合作用提高初级生产力。沉积物中氮与生物生产的关系及底栖生物对沉积物氮循环的影响。IEF-N和OSF-N的分布均与初级生产力以及浮游植物个体数量的分布具有一定的相似性。沉积物中的IEF-N的作用相当于一个氮营养盐的“储存库”对初级生产力产生影响，其作用机制类似于水体富营养化的正反馈机制。IEF-N能对赤潮的发生起加速作用。底栖生物的分布与氮形态分布具有正的相关性：莱洲湾内IEF-N和OSF-N的分布与该区域高生物量和高密度的大型底栖动物分布一致，说明在底栖生物活动活跃的区域营养盐的再生和流动是高效而迅速的。生物扰动能加速矿化作用的进行，使沉积物在一定深度范围内NH_4~+含量增加，大型底栖动物的灌溉作用使NO_3~-在深层仍有较高的分布。底栖生物的不同种群对营养盐变化的响应不同。

中国若干典型海域作用于浮游植物上、下行效应的研究

在胶州湾内、东海与南海通过现场实验(营养盐添加实验与稀释实验)的方法，对N(N0_3~--N、NH_4~+-N)、P、Fe、Si营养盐以及小型浮游动物对浮游植物生长的调控机制进行了初步研究。同时还在胶州湾内开展了上、下行效应的比较研究，主要结果如下：1 在胶州湾内共进行了25次富营养现场实验与12次稀释实验，网采浮游植物(20-200μm)与微型浮游植物(2-20μm)是叶绿素a生物量的主要组成部分，比较而言，在周年的水平上，微型浮游植物比网采浮游植物更多的支配着浮游植物群落的叶绿素a生物量。在营养盐添加实验中，培养后期浮游植物群落也都是网采浮游植物与微型浮游植物占叶绿素a生物量的优势地位。胶州湾是营养盐含量较高，且营养盐变化不规律的海区，但胶州湾各季节的DIN／P基本都大于16:1的Redfield比值。营养盐添加实验的结果显示，在湾内，似乎在秋季无营养盐限制浮游植物生长的情况发生；而在冬、春季发生Si限制的可能性很大；除Fe外，在夏季似乎N(NO_3~--N、NH_4~+-N)、P、Si营养盐限制都有可能发生，但无明显的规律性。在周年的水平上，Si似乎是最主要的限制性营养盐，而P与N都可能产生次级营养盐限制。营养盐添加实验中分级叶绿素的结果显示，网采浮游植物与微型浮游植物在冬、春季一般会经历较显著的Si限制作用，在夏季N似乎对网采浮游植物与微型浮游植物的生长有更重要的调控作用。超微型浮游植物的生长似乎主要受到P的调控。在胶州湾内，网采浮游植物的生长似主要受到上行效应的调控，而下行效应似是控制超微型浮游植物生长的主要机制。从整个浮游植物群落(<200μm)的周年变化情况来看，在控制浮游植物的生物量上，似乎下行效应比上行效应更有效。 2在东海，除402站(122°33'E、30°45'N)位于长江口，受到显著的陆源输入影响外(特别是该站有相当高的SiO_3~(2-)-Si含量)，418站(127°30'E、27°55'N)、Y136站(128°、30°27')与E064(125°14'E、25°48'N)站都位于开放海区，营养盐含量都很低。1999年的航次，表层的硝酸盐与铵盐含量都比1998年的航次高，但另外三种常量营养盐含量都低。402站有较高比例的网采浮游植物与微型浮游植物叶绿素a生物量，相应的超微型浮游植物占总叶绿素a生物量的比例则显著低于其它三站。位于陆架区的Y136站，其微型浮游植物叶绿素a生物量则显著低于沿岸海区，但超微型浮游植物叶绿素a生物量则显著增加，占总叶绿素a的50％以上。处于开放海区的418站与E064站，网采浮游植物叶绿素a生物量所占的比例已经很低，而无一例外的是超微型浮游植物叶绿素a生物量贡献了总叶绿素a生物量的大部分。但在培养后期，各组处理中网采浮游植物占总叶绿素a生物量的比例都高于初始值。营养盐添加实验的结果显示，沿岸海水中，从比例上看，浮游植物的生长似乎更需要N而不是P，但是太高的N／P添加对浮游植物生长的促进作用反不如适中的N／P的添加；在418站，各种营养盐的添加对浮游植物的生长都有促进作用(Fe除外)，但P的作用更显著一些，在添加的两种N源中，NH_4~+-N的作用比NO_3~--N的作用更显著；在E064站，培养中各实验组的总叶绿素a生物量都有不同程度的增加，但NH_4~+-N与NO_3~--N的作用更显著；Y136站的实验结果与E064站相似，也是NH_4~+-N与NO_3~--N的作用更显著，而且该站Si的作用还比较显著(强于P)。在开放海区，1998年夏季，似乎是P限制着浮游植物群落的生长，但在1999年春季则可能是N限制着浮游植物的生物量。稀释实验的结果显示，在长江口附近的402站与开放海区的E064站浮游植物的生长率都显著高于大陆架的Y136站。小型浮游动物的摄食率则无明显的空间变化趋势，除开放海区的E064站显著高外，其它三站摄食率接近。这一结果与浮游物的群落组成，浮游植物的群落组成以及光照、温度等条件有关。营养盐添加实验与稀释实验的结果都证实，更可能是营养盐通过上行效应，而不是小型浮游动物实施下行效应控制着网采浮游植物的的生长；在东海的实验区域似乎是上行效应控制着微型浮游植物的种群数量变动，从营养盐添加实验的结果看，由于时间的不同，似乎有春季N限制与夏季P限制的季节交替；超微型浮游植物的生长也主要受到营养盐的控制，似乎也有春季N限制与夏季P限制的季节交替；摄食对微型浮游植物的生长有一定的调控作用，但这一调控机制并不是十分有效。3　在南海的航次中，表层硝酸盐的平均浓度较低，经常检测不出，但表层磷酸盐、铵盐与硅酸盐的浓度要比东热带太平洋等贫营养海区高。4 断面沿经度横跨大洋，其表层各种营养盐的平均浓度均低于2断面与5断面，（硝酸盐一般都在检测限之下，铵盐与磷酸盐的平均值分别为0.20与0.12 μM)，属于营养盐较低的海区；2断面表层各种营养盐的平均浓度最高(硝酸盐、铵盐与磷酸盐分别为0.29、1.17与O.19μM)；5断面表层平均的营养盐含量介于2断面与4断面之间，但硝酸盐含量经常在检测限之下。K206与K508站在培养实验的初始时刻都是超微型浮游植物占总叶绿素a生物量的大部分，但K409站网采浮游植物、微型浮游植物与超微型浮游植物的叶绿素a生物量分别占总叶绿素a生物量的30％左右。培养中，各组处理中网采浮游植物叶绿素a生物量占总叶绿素a生物量的比例都增加。K409站位于南海中央，该站浮游植物对各种营养盐的添加都有显著的响应效果；K206站位于2断面中部巴士海峡处，本站除P的添加效果较明显外，另外几种营养盐的富营养效果都不显著；K508站磷酸盐与硝酸盐的添加效果较明显。总的来说，各种营养盐的添加对浮游植物的生长都有促进作用，但磷酸盐的作用似乎更显著一些。实验结果可能更反应了N、P、Fe这几种营养盐的共同限制作用。Si限制不如其它几种营养盐显著。南海Fe的限制情况也不严重。各站浮游植物摄食率(g)与生长率(u)的空间变化都不显著。各站的g／u都在0.4左右，说明在南海小型浮游动物的摄食压力比较一致。K409站与K508站浮游植物的生长率显著高于K206站。小型浮游动物的摄食率与浮游植物生长率的变化趋势一致，都是中部的K409站与南边的K508站高于北边的K206站。这可能是各采样站点浮游动物种类组成不同的结果。网采浮游植物似乎主要受到各种营养盐的限制，其中P的作用最显著，N也较显著，随地域不同，间或有Fe的限制作用发生。在南海的中部，可能存在N、P、Fe营养盐对微型浮游植物的共同限制作用，但在北部，可能有微弱的P限制作用，而在大洋的南部，几乎无营养盐限制微型浮游植物的生长，摄食在控制微型浮游植物的生物量上并不是十分有效。超微型浮游植物的生长似乎同时受到营养盐与小型浮游动物摄食的控制，营养盐添加实验的结果显示可能P对超微型浮游植物的生长促进作用最大，同时进行的稀释实验证实，小型浮游动物的摄食活动在调节超微型浮游植物的生长上也相当有效。

滤食性贝类对浅海养殖系统生源要素动态的影响

在浅海养殖系统中，生源要素的形态和动态对滤食性贝类生长有着重要影响，与此同时，滤食性贝类对系统中的生源要素的动态也具有重要作用，国外学者对此研究的比较多，但在我国研究甚少。在本论文中利用室内模拟实验和海上调查的方法，研究滤食性贝类的生物过滤、生物沉积及排泄作用对浅海养殖系统中生源要素动态的影响。室内模拟实验部分：1998年4月至6月间，在烟台利用室内规格相同的水池，建立了栉孔贝扇（Chlamys farreri）不同养殖密度单养、栉孔扇贝和海带（Laminaria japonica）混养、栉孔扇贝和海带、刺参（Apostichopus japonicus）多元化养殖等三种养殖模式，九个养殖系统和一个对照系统，实验中各池的温度、光照、盐度和换水量基本一致，定期测定实验池中颗粒有机碳（POC）、颗粒氮（PN）和水体及沉积物中营养盐的含量。实验结果表明：1 栉孔扇贝大量滤食水体中的颗粒物质，导致水体中颗粒物质浓度的降低，水体中POC和PN的现存量与栉孔扇贝的放养密度负相关，水体中颗粒物的缺乏会限制栉孔扇贝的生长，当POC、PN的现存量分别降低到0.09mg/L、0.015mg/L时，就会限制栉孔扇贝的生长。2 栉孔扇贝排泄代谢产物增加了水体中无机营养盐的浓度，栉孔扇贝排泄的氮以NH_4~+-N为主，占三氮的93.5%；海带可为栉孔扇贝生长提供一部分饵料。3 实验期间硅浓度低于或近于2umol/L，限制了硅藻的生长，实验后期水体中氮盐浓度降低，氮磷比小于10，可能限制了浮游植物的生长，减少了栉孔扇贝的饵料生物，从而抑制了栉孔扇贝的生长。4 在栉孔扇贝单养和贝藻参混养系列中，沉积物中有机物、有机碳、有机氮、有机磷及总磷的含量随栉孔扇贝放养密度的增大而减少。5 在贝藻混养系列中的栉孔扇贝生长好于单养系列，在贝藻参混养系列中的海带生长速度快于贝藻混养系列；单养和贝藻参混养模式中栉栉孔扇贝的日产量均以放养密度中等的（20个/m~2）养殖系统较高。海上调查部分：于1997年冬季、1998年春季和夏季，在烟台四十里湾海区进行了三次野外调查，分别在养殖海区和非养殖海区取得沉积物柱状样，测定沉积物中有机质和间隙水中无机营养盐的含量。实验结果表明：6 养殖区沉积物中有机质的含量大于非养殖区，平均高约22%。7 养殖海区沉积物间隙水中营养盐的浓度大于非养殖海区，其中养殖区NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P 的浓度分别高于非养殖区50%和200%-400%，NO_3~--N, NO_2~--N 的浓度差别不明显；沉积物间隙水中营养盐浓度冬季较小，而春夏季浓度较高；氮盐以NH_4~+-N 为主，占90%以上。8 养殖海区沉积物－海水界面间营养盐扩散通量大于非养殖海区，烟台四十里湾沉积物－海水界面间NH_4~+-N, PO_4~(3-)-P, NO_3~--N, NO_2~--N 冬、春、夏三季平均扩散通分别为249.99 umol/m~2/d、3.78 umol/m~2/d、5.24 umol/m~2/d、0.83mol/m~2/d。

黄土中可溶盐含量及意义

The concentrations of K~+,Na~+,Ca~(2+),Mg~(2+),F~-,Cl~-,NO_3~-,SO_4~(2-) and HCO_3~- in Lantian, Binxian, Ningxian, Qingyang, Mubo and Jiyuan loess sections by last interglacial on China Loess Plateau and its conductance are determinated. The results are: According to the average ions concentration in different sections, the soluble salts in south sections are mainly transported from land dusts which fall with rain, but the most salts in north sections are released from minerals by soil formation. The spatial changes of dominating soluble salts ,gypsum in south sections and Glauber'salt and fluorite in north sections, indicates the different arid degrees on Loess Plateau. The north sections are more arid than south, so that the diffluent ions become the main component in soluble salts. The salts enriched in Stage2 and 4, the arid and cold paleoclimate period, in south loess sections because that the soluble ions were swept by water, although they sedimented in warm period. On north Loess Plateau, as evaporation became the determinative factor on salts sediment, the soluble matter enriched in Stage 1,3 and 5, the warm and humid paleoclimate period. According to the conductance of different oxygen isotope period in loess sections, on Stage 1 and 5, the salts enrichment were charged by temperature and participate at the same time, so its concentrations are high on central Loess Plateau; on Stage2,3 and 4, the salts concentrations in south sections are higher than north because their weak movement. The diffluent ions are not sensitive to climate changes on China Loess Plateau, but Ca~(2+), Mg~(2+), NO_3~-SO_4~(2-) are sensitive.

珠穆朗玛峰东绒布冰川表层雪中的气候和环境记录

Snow chemistry research helps to found the basis of studying ice cores. Samples of fresh snow and snow pits were collected from East Rongbuk Glacier on the north slope of Mt. Qomolangma during October, 2002. Major soluble ions (Na~+, NH_4~+, K~+, Mg~(2+), Ca~(2+), Cl~-, NO_3~- and SO_4~(2-)) andδ~(18)O were detected for analysis. Source analysis showed that major sources contributing to the snow chemistry in Mt. Qomolangma region are remote Asian dust and salt lake dust, sea-salt aerosols from Indian monsoon, local rock-mineral dust, human activities and natural atmospheric procedures. Principal factor analysis indicated that high-concentration group was dominated by continental dust with little oceanic source, indicating continental or local precipitation, while the low group dominated by oceanic aerosols indicated oceanic precipitation. Local mineral dust was a minor a source characterized mainly by Ca~(2+), Mg~(2+) contribution. Ammonia related mainly with continental dusts and nitrogen-circulation processes in the atmosphere, it also had a peculiar source should be seasonal agriculture activities in the south Asia. Nitrate showed bad correlations with other ions for its special chemical characteristics. δ~(18)O and major soluble ions displayed obvious seasonal variations. The summer precipitation had very low ion loadings and relatively lower heavy oxygen isotope from the Indian Ocean with occasionally ion peaks formed by local evaporation. While the winter and spring precipitation had high ion loadings and δ~(18)O value for the great amount of continental dust and evaporated vapors. Frequent fluctuations of δ~(18)O and ion concentration occur during the transitional period, indicating alternated precipitations by various air mass types. Ion concentration in snow from the Qomolangma region is comparable with from the Antactica, representing relatively pure background of atmospheric environment on earth. While the high concentration is close to the glaciers' located near the major sources of Asian dust. Compared with the snow chemistry of South Slope of Mt. Qomolangma, the North Slope has lower sea-salt ion concentration during summer monsoon and higher concentration of all major ions during pre- and post-monsoon period due to it's special geophysical location.

贵州红枫湖、百花湖沉积物-水界面营养元素（磷、氮、碳）的生物地球化学作用

富营养化是目前水资源管理的一个主要环境问题。水体中过量的营养元素是引起富营养化的根本原因，其中磷和氮是主要的控制因素。多数湖泊中磷是藻类自然生长的限制因子，因此多年来人们治理富营养化水体的主要策略是减少磷的排放，然而，通过此法成功恢复湖泊生态的例子屈指可数，一个主要的原因就是沉积物中的磷的再释放。因此，沉积物营养元素(尤其是沉积物－水界面上)的生物地球化学过程一直是湖泊科学研究的焦点。本次工作选择贵州的两个人工湖泊—红枫湖、百花湖，通过对磷、氮、碳在沉积物中的化学形态、垂直剖面等方面的研究，结合室内模拟实验和模式计算，揭示了沉积物早期成岩过程中磷、氮、碳的地球化学行为及其潜在的环境效应。尤其是对沉积物磷开展了较深入的研究。红枫湖、百花湖水体中的N／P为46～126，磷是湖泊的限制性营养因子。分析表明，红枫湖、百花湖沉积物中的全磷的平均含量为1300～1500μg.g~(-1)，与其它湖泊相比，红枫湖、百花湖具有较高的磷负荷。根据Ruttenberg提出的化学连续提取法(SEDEX)，可以把沉积物中的磷分为五种形态：(弱)吸附态磷、铁结合态磷、自生磷灰石磷、残留岩屑磷和有机磷。两湖沉积物中以有机磷和铁结合态磷为主，有机磷分别占全磷的60％(红枫湖)和50.3％(百花湖)，铁结合态磷为28.25％(红枫湖)和34％(百花湖)，这在其它湖泊是极少见的，红枫湖、百花湖沉积物磷具有很高的迁移活性。有机物质是沉积物磷的主要载体，沉积物中－部分有机质被保存下来，其余的矿化降解，同时释放出溶解磷(HPO_4~(2-))，这些溶解磷可以扩散到上覆水体为浮游生物吸收利用，或是以其它形态滞留在沉积物中。沉积物孔隙水中NO_3~-、SO_4~(2-)、Fe~(2+)、Mn~(2+)的剖面分布表明，红枫湖、百花湖沉积物最活跃的有机质降解发生在表层2厘米的沉积物内。根据孔隙水HPO_4~(2-)的浓度梯度，可以计算沉积物－水界面HPO_4~(2-)的交换通量(J_s)，红枫湖、百花湖沉积物-水界面磷的扩散通量(J_s)存在明显的季节性变化：在冬春季扩散通量最大，而夏秋季较小，这与传统的认识相反，我们认为这是由于表层沉积物中有机质的矿化降解有关。我们研究了沉积物吸附作用对沉积物磷循环的影响。吸附动力学实验表明，吸附的动力学过程可以用Langmuir或Freundlich方程描述；红枫湖、百花湖沉积物具有很大的理论吸附容量极值(红枫湖的S_m为21.05mgP.g~(-1),百花湖的S_m为15.83mgP.g~(-1));沉积物对磷酸盐的吸附主要是由于其中的未定型的铁氧化物矿物造成的；铁氧化矿物的吸附作用是沉积物中磷滞留的重要机制；经CDB去除铁氧化物处理后，沉积物吸附磷酸根的能力仅为原来的10％。对原状沉积物-界面水柱的释磷实验结果表明：好氧条件下沉积物的溶解磷的释放通量较高，而厌氧条件下相反较低。进一步说明了有机质降解在磷循环中的地位。将沉积物中磷的形态分析数据、孔隙水溶解磷以及吸附盐实验的数据，用于“扩散-平流-反应”模式，结果表明：红枫湖、百花湖沉积物表层有机质(磷)的降解释磷是沉积物-水界面磷交换通量的主要部分，由于沉积物表层易分解有机质的含量较高，铁氧化物的吸附不足以完全阻止沉积物磷酸盐的释放，有机质的氧化降解速率决定了释放通量的大小；而在表层以下的沉积物中铁氧化物的吸附作用是控制孔隙水溶解磷剖面分布的主要因素；红枫湖、百花湖沉积物的整个埋藏历史中(40年)，基本没有稳定自生磷灰石矿物的形成。红枫湖、百花湖沉积物全氮平均为沉积物干重的0.36～0.40％，表层含量为0.69～1.06％，沉积物中的含氮化合物主要85％以上是有机氮，沉积物全氮和有机氮呈现表层富集，随沉积深度增加而减少的剖面特征。红枫湖、百花湖沉积物对固定铵氮的能力较强，固定铵的绝对含量分别为434.05 mg.kg~(-1)和(16.94mg.kg~(-1)，分别相对于总氮含量的13.53％和12.53％。红枫湖、百花湖水体和沉积物孔隙水中氨态氮(NH_4~+)和硝态氮(NO_3~-)的剖面分布表明：在沉积物-水界面上发生着最剧烈的氮循环作用，这也是清除水体氮负荷的最彻底和唯一的机制。沉积物水界面起到向上覆水体的营养供给和对污染水体自然净化的双重功能。红枫湖、百花湖的沉积物柱芯上有机质剖面通常仅表现“降解阶段”和“堆积阶段”，对红枫湖HF980903-1-2柱芯的分析，发现红枫湖沉积物有机质(碳、氮)的降解代谢过程同样包括类似于洱海沉积物的“沉降－降解－堆积”三个阶段，我们认为是样品的分隔精度不足以反映沉积剖面的细节；同时也说明，红枫湖、百花湖沉积物有机质组成中有较多的“新鲜”、活性的组分，它们的快速降解使得沉积物中有机质不能长期保存。研究表明，经过10年堆积埋藏，沉积物有机质大约有35～76％被降解。上层沉积物中(活性)有机质的迅速分解，是引起沉积物－水界面强烈的营养元素循环的重要原因。剖面对比分析显示，红枫湖、百花湖沉积物有机物质分解过程中，有机碳、磷、氮的改造是不同步的，有机碳相对稳定，而含氮化合物和有机磷则相对易于降解。C_(Org): N_(Org): P_(Org)比值的分析结果表明：红枫湖、百花湖沉积物有机质的来源主要是来源于无纤维素植物。较高的C／N、C／P和较低的N／P，反映了小型湖泊受到较多的人为干扰和流域物质输入影响的特点。