目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 氮沉降的研究進(jìn)展 2
1.2.1 氮沉降概述 2
1.2.2 氮沉降類型 3
1.2.3 氮沉降量 4
1.2.4 氮沉降化合物的形態(tài)特征 6
1.2.5 氮沉降化合物的來源識(shí)別 6
1.2.6 氮沉降對湖庫水體的生態(tài)效應(yīng) 8
1.2.7 存在的問題 9
1.3 研究內(nèi)容 9
1.4 研究技術(shù)路線 11
參考文獻(xiàn) 12
第2章 水源地周邊土地利用變化及其對氮輸出的影響 18
2.1 研究方法 19
2.1.1 研究區(qū)概況 19
2.1.2 土地利用數(shù)據(jù)來源及分類 21
2.1.3 緩沖區(qū)劃分 23
2.1.4 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 24
2.1.5 InVEST模型 24
2.2 水源地周邊土地利用格局動(dòng)態(tài)變化 27
2.2.1 土地利用變化特征 27
2.2.2 土地利用類型轉(zhuǎn)移 30
2.3 水源地周邊土地利用類型變化對庫區(qū)氮輸出的影響 45
2.3.1 不同土地利用類型氮輸出特征 45
2.3.2 氮輸出對土地利用類型變化的響應(yīng) 49
2.4 小結(jié) 51
參考文獻(xiàn) 52
第3章 氮沉降時(shí)空變化 56
3.1 概述 56
3.1.1 氮沉降的時(shí)空特征 56
3.1.2 氮沉降的影響因素 57
3.1.3 氮沉降對地表水體外源氮輸入的貢獻(xiàn) 60
3.2 材料與方法 61
3.2.1 采樣點(diǎn)概況 61
3.2.2 樣品采集與分析 63
3.2.3 數(shù)據(jù)分析 66
3.3 氮沉降的時(shí)空特征 66
3.3.1 干沉降 66
3.3.2 濕沉降 88
3.4 氮沉降時(shí)空分布的影響因素 111
3.4.1 干沉降 111
3.4.2 濕沉降 114
3.5 氮沉降對水庫水體外源氮輸入的貢獻(xiàn) 117
3.5.1 氮沉降對水庫水體外源氮輸入的貢獻(xiàn) 117
3.5.2 氮沉降對水體氮濃度的凈增量 119
3.5.3 氮沉降對水體初級生產(chǎn)力的貢獻(xiàn) 121
3.6 小結(jié) 121
參考文獻(xiàn) 122
第4章 氮沉降化合物的形態(tài)特征 131
4.1 概述 131
4.1.1 氮沉降化合物形態(tài)的分類 131
4.1.2 氮沉降化合物的典型組分特征 131
4.1.3 不同形態(tài)氮沉降的生態(tài)影響 134
4.2 材料與方法 136
4.2.1 樣品采集 136
4.2.2 測定方法 136
4.2.3 數(shù)據(jù)分析 137
4.3 氮沉降的組分特征 137
4.3.1 干沉降中無機(jī)氮的組成 138
4.3.2 濕沉降中無機(jī)氮的組成 139
4.3.3 無機(jī)氮沉降對總氮沉降的貢獻(xiàn) 140
4.3.4 有機(jī)氮沉降對總氮沉降的貢獻(xiàn) 141
4.4 尿素沉降的時(shí)空變化 143
4.4.1 尿素沉降特征的時(shí)間變化 143
4.4.2 尿素沉降特征的空間變化 144
4.5 氨基酸沉降特征 148
4.5.1 游離態(tài)氨基酸沉降的時(shí)空變化 148
4.5.2 結(jié)合態(tài)氨基酸沉降的時(shí)空變化 154
4.5.3 氨基酸的組分特征 159
4.6 有機(jī)胺濃度分析 163
4.6.1 有機(jī)胺濃度的時(shí)空變化特征 163
4.6.2 脂肪胺濃度的時(shí)空變化特征 165
4.6.3 芳香胺濃度的時(shí)空變化特征 166
4.6.4 雜環(huán)胺四氫吡咯濃度的時(shí)空變化特征 166
4.7 小結(jié) 167
參考文獻(xiàn) 168
第5章 氮沉降來源解析 178
5.1 概述 178
5.1.1 大氣中氨氮來源 178
5.1.2 大氣中硝酸鹽來源 179
5.1.3 大氣中有機(jī)氮來源 181
5.2 研究方法 183
5.2.1 野外觀測點(diǎn)布設(shè)與樣品采集 183
5.2.2 樣品分析與測試 185
5.2.3 源解析方法 186
5.3 氨氮同位素特征及其來源 190
5.3.1 氨氮濃度特征 190
5.3.2 氨氮同位素特征 195
5.3.3 不同排放源對氨氮的貢獻(xiàn) 198
5.4 硝氮同位素特征及其來源 202
5.4.1 硝氮濃度特征 202
5.4.2 硝氮同位素特征 206
5.4.3 不同排放源對硝氮的貢獻(xiàn) 211
5.5 有機(jī)氮濃度特征及其來源 214
5.5.1 有機(jī)氮濃度特征 214
5.5.2 無機(jī)離子濃度特征 219
5.5.3 有機(jī)氮與無機(jī)離子的相關(guān)關(guān)系 221
5.5.4 不同排放源對有機(jī)氮的貢獻(xiàn) 223
5.6 小結(jié) 228
參考文獻(xiàn) 229
第6章 庫區(qū)浮游植物群落的群落特征 239
6.1 概述 239
6.1.1 浮游植物與水質(zhì)的關(guān)系 239
6.1.2 浮游植物生長的驅(qū)動(dòng)因子 240
6.1.3 浮游植物的分類鑒定 242
6.1.4 庫區(qū)浮游植物群落結(jié)構(gòu) 243
6.2 材料與方法 244
6.2.1 采樣點(diǎn)布設(shè) 244
6.2.2 采樣與分析 245
6.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 246
6.3 庫區(qū)的水質(zhì)特征 247
6.3.1 庫區(qū)水質(zhì)的季節(jié)性變化 247
6.3.2 庫區(qū)水質(zhì)的空間變化 247
6.4 浮游植物的群落結(jié)構(gòu)特征 250
6.4.1 浮游植物群落結(jié)構(gòu)季節(jié)特征 250
6.4.2 浮游植物群落結(jié)構(gòu)空間特征 258
6.5 浮游植物結(jié)構(gòu)與理化因子 267
6.5.1 浮游植物群落季節(jié)變化的驅(qū)動(dòng)因子 267
6.5.2 浮游植物群落空間變化的驅(qū)動(dòng)因子 270
6.6 小結(jié) 271
參考文獻(xiàn) 273
第7章 氮沉降對浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征的影響 277
7.1 概述 277
7.1.1 氮素對浮游植物初級生產(chǎn)力及生物多樣性的影響 278
7.1.2 水體氮素對浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征的影響 278
7.1.3 浮游植物響應(yīng)氮沉降的變化特征 280
7.2 材料與方法 281
7.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 281
7.2.2 測定與分析 282
7.3 氮沉降量對浮游植物的影響 283
7.3.1 浮游植物響應(yīng)氮沉降量變化的生長特性 283
7.3.2 浮游植物群落對氮沉降量變化的響應(yīng) 284
7.3.3 氮沉降量變化對浮游植物的影響 289
7.4 不同氮素形態(tài)對浮游植物的影響 291
7.4.1 浮游植物響應(yīng)不同氮素形態(tài)的生長特性 291
7.4.2 浮游植物響應(yīng)不同氮素形態(tài)的群落結(jié)構(gòu)特征 292
7.4.3 不同氮素形態(tài)對浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響 296
7.5 小結(jié) 297
參考文獻(xiàn) 298
第8章 典型硅藻對水體氮素變化的響應(yīng)機(jī)制 301
8.1 概述 301
8.1.1 氮素對藻類生長的影響 302
8.1.2 氮素對藻類熒光特性的影響 303
8.1.3 浮游植物對氮的吸收動(dòng)力學(xué)研究 303
8.1.4 浮游植物對不同形態(tài)氮吸收的差異 304
8.1.5 氮素對藻類種間競爭的影響 305
8.2 材料與方法 305
8.2.1 樣本采集與藻種分離純化 305
8.2.2 形態(tài)學(xué)觀察、分子鑒定及序列分析 307
8.2.3 藻種的擴(kuò)大培養(yǎng) 308
8.2.4 氮吸收動(dòng)力學(xué) 308
8.2.5 藻細(xì)胞密度和生長 308
8.2.6 響應(yīng)氮素的光合特性 309
8.2.7 響應(yīng)水體氮素的競爭關(guān)系 310
8.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 310
8.3 典型硅藻響應(yīng)水體氮素的吸收動(dòng)力學(xué)特征 311
8.3.1 脆桿藻對不同氮素的吸收情況及動(dòng)力學(xué)參數(shù) 311
8.3.2 針桿藻對不同氮素的吸收情況及動(dòng)力學(xué)參數(shù) 312
8.3.3 梅尼小環(huán)藻對不同氮素的吸收情況及動(dòng)力學(xué)參數(shù) 313
8.3.4 討論 315
8.4 典型硅藻響應(yīng)水體氮素的生長特性 315
8.4.1 不同氮素對脆桿藻生長的影響 315
8.4.2 不同氮素對針桿藻生長的影響 317
8.4.3 不同氮素對梅尼小環(huán)藻生長的影響 318
8.4.4 討論 319
8.5 典型硅藻響應(yīng)水體氮素的光合特性 321
8.5.1 不同氮素對脆桿藻葉綠素?zé)晒獾挠绊?321
8.5.2 不同氮素對針桿藻葉綠素?zé)晒獾挠绊?324
8.5.3 不同氮素對梅尼小環(huán)藻葉綠素?zé)晒獾挠绊?328
8.5.4 討論 331
8.6 典型硅藻響應(yīng)水體氮素的競爭關(guān)系 333
8.6.1 不同氮素對三種硅藻單獨(dú)培養(yǎng)的影響 333
8.6.2 不同氮素對脆桿藻和針桿藻混合培養(yǎng)的影響 334
8.6.3 不同氮素對脆桿藻和梅尼小環(huán)藻混合培養(yǎng)的影響 336
8.6.4 不同氮素對針桿藻和梅尼小環(huán)藻混合培養(yǎng)的影響 338
8.6.5 討論 340
8.7 小結(jié) 341
參考文獻(xiàn) 343
第9章 氮沉降控制途徑 350
9.1 氮沉降特征及其生態(tài)效應(yīng) 350
9.1.1 氮沉降量及其對水體外源氮輸入的貢獻(xiàn) 350
9.1.2 氮沉降組分特征 352
9.1.3 含氮化合物來源 354
9.1.4 氮沉降生態(tài)效應(yīng) 355
9.2 氮沉降控制途徑 357
9.2.1 NH+4-N排放控制途徑 357
9.2.2 NO-3-N排放控制途徑 359
9.2.3 有機(jī)氮排放控制途徑 360
參考文獻(xiàn) 361
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