长江口邻近海域缺氧区营养盐及痕量金属的生物地球化学过程研究

长江口邻近海域夏季底层水体存在世界上面积最大的缺氧带。这为研究河口区氧化还原敏感元素的生物地球化学过程提供了天然的实验场所。为了理解长江河口缺氧带存在的生物地球化学过程，本文以长江口邻近海域缺氧带上覆水体、沉积物及间隙水为研究对象，并对其营养盐及重金属进行研究，目的在于揭示长江口邻近海域缺氧带可能存在的生物地球化学过程，为理解长江河口区的物质循环提供科学证据。通过研究得出如下结论：（1）在水体中盐度是影响营养盐分布的主要因素，在高浊度带存在营养盐释放的现象；（2）底层水存在两种显著不同的生物地球化学过程：当盐度<33 PSU时，营养盐与AOU之间为负相关，影响底层海水营养盐分布的主要因素可能为流场；而当盐度>33 PSU时，营养盐与AOU之间存在正相关，影响营养盐分布的主要因素为颗粒有机质的矿化；（3）溶解态痕量金属存在保守型（Mo、U、Ni）和混合型(Fe、Mn、Cu、Pb、Zn)的分布规律，盐度、浮游生物及溶解氧都是影响溶解态痕量金属分布的重要因素；剔除浊度大于20 NTU的数据，分配系数与浊度为显著正相关；（4）间隙水Fe、Mn剖面表明，长江河口表层沉积物存在剧烈的Fe、Mn还原现象；成岩模型模拟结果显示间隙水Mn的模拟剖面与实际观测剖面吻合较好。间隙水U剖面显示，控制U分布的主要因素与Fe有关，但是其它因素如有机质含量对U、Mo的分布也有影响；（5）间隙水营养盐剖面显示近岸与远岸存在两种不同的生物地球化学过程：远岸海域，间隙水营养盐部面主要受早期成岩的控制；而在近岸海域其它过程如氨化及吸附可能是控制间隙水氮剖面分布的主要因素；模拟剖面与NH4+的实测剖面趋于一致，但是同时暗示表层沉积物受到生物扰动；通量计算结果显示，Si、N、P分别占浮游生物每日所需要营养盐数量的15%、10%及0.1%；（6）对痕量金属的黄铁矿化程度进行了分析，发现长江河口痕量金属的黄铁矿化程度异常低，黄铁矿不是影响痕量金属分布的主要因素；导致低黄铁矿化度的原因与长江河口高沉积速率、贫硫、低有机质有关。

贵州百花湖分层晚期有机质降解过程与溶解N2O循环

百花湖是一个具有季节性分层的富营养小型湖泊,在秋季湖水倒转期经常发生水质恶化事件,碳氮循环出现异常。文章研究特选择在秋初,湖泊分层开始消失时,测定了湖水中不同深度的N2O ,CH4 ,CO2 ,有机和无机碳同位素以及其他化学参数变化。结果发现:采样时百花湖在约6m和16m 深度附近出现了两个温度不连续层(SDL和PDL) ,并影响到有机颗粒的沉降和分解。相对而言,有较多的有机质在这两个层内发生降解,但降解的途径有所不同,上部主要是有氧降解,下部则主要是无氧降解过程。N2O 的产生和消耗与有机质的降解过程完全对应:PDL 层以上,ΔN2O 与AOU 的线性关系反映了N2O 主要形成于硝化作用;PDL 层以下反硝化作用导致N2O 严重不饱和;PDL 内位于硝化作用和反硝化作用过渡带的N2O 峰,显然是硝化与反硝化联合作用的结果。PDL 层内较大的CH4 浓度变化梯度,说明嗜甲烷细菌可能通过氧化NH+4 贡献了部分N2O。百花湖秋、冬季表层湖水N2O 都是过饱和的,都是大气N2O 的源,依据分子扩散模型计算湖泊N2O 的释放通量在12～14μmol/ m·day 之间,秋、冬季没有明显的差别。秋季底层湖水的反硝化作用是湖泊N2O 的汇,其消耗通量与表层的释放通量基本相当。