本書以南水北調(diào)中線工程水源地丹江口水庫(kù)淅川庫(kù)區(qū)一級(jí)保護(hù)區(qū)小太平洋水域?yàn)檠芯繉?duì)象，采用原位觀測(cè)、野外調(diào)查、模擬實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究庫(kù)區(qū)氮干、濕沉降及總沉降量，揭示氮沉降對(duì)庫(kù)區(qū)水體外源氮輸入的貢獻(xiàn)，厘清氮沉降化合物的形態(tài)特征，識(shí)別庫(kù)區(qū)氮沉降的來(lái)源及變化規(guī)律，闡明氮沉降對(duì)庫(kù)區(qū)水體水質(zhì)及水生生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響，并在此基礎(chǔ)上，探索性地提出有針對(duì)性的庫(kù)區(qū)水體氮污染控制途徑。
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(lái)源識(shí)別 6
1.2.6 氮沉降對(duì)湖庫(kù)水體的生態(tài)效應(yīng) 8
1.2.7 存在的問(wèn)題 9
1.3 研究?jī)?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(duì)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(lái)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(duì)庫(kù)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(duì)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(duì)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(duì)水庫(kù)水體外源氮輸入的貢獻(xiàn) 117
3.5.1 氮沉降對(duì)水庫(kù)水體外源氮輸入的貢獻(xiàn) 117
3.5.2 氮沉降對(duì)水體氮濃度的凈增量 119
3.5.3 氮沉降對(duì)水體初級(jí)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(cè)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(wú)機(jī)氮的組成 138
4.3.2 濕沉降中無(wú)機(jī)氮的組成 139
4.3.3 無(wú)機(jī)氮沉降對(duì)總氮沉降的貢獻(xiàn) 140
4.3.4 有機(jī)氮沉降對(duì)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(lái)源解析 178
5.1 概述 178
5.1.1 大氣中氨氮來(lái)源 178
5.1.2 大氣中硝酸鹽來(lái)源 179
5.1.3 大氣中有機(jī)氮來(lái)源 181
5.2 研究方法 183
5.2.1 野外觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)與樣品采集 183
5.2.2 樣品分析與測(cè)試 185
5.2.3 源解析方法 186
5.3 氨氮同位素特征及其來(lái)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(duì)氨氮的貢獻(xiàn) 198
5.4 硝氮同位素特征及其來(lái)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(duì)硝氮的貢獻(xiàn) 211
5.5 有機(jī)氮濃度特征及其來(lái)源 214
5.5.1 有機(jī)氮濃度特征 214
5.5.2 無(wú)機(jī)離子濃度特征 219
5.5.3 有機(jī)氮與無(wú)機(jī)離子的相關(guān)關(guān)系 221
5.5.4 不同排放源對(duì)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(kù)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(zhǎng)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(kù)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(kù)區(qū)的水質(zhì)特征 247
6.3.1 庫(kù)區(qū)水質(zhì)的季節(jié)性變化 247
6.3.2 庫(kù)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(duì)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(duì)浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力及生物多樣性的影響 278
7.1.2 水體氮素對(duì)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(cè)定與分析 282
7.3 氮沉降量對(duì)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(zhǎng)特性 283
7.3.2 浮游植物群落對(duì)氮沉降量變化的響應(yīng) 284
7.3.3 氮沉降量變化對(duì)浮游植物的影響 289
7.4 不同氮素形態(tài)對(duì)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)藻類生長(zhǎng)的影響 302
8.1.2 氮素對(duì)藻類熒光特性的影響 303
8.1.3 浮游植物對(duì)氮的吸收動(dòng)力學(xué)研究 303
8.1.4 浮游植物對(duì)不同形態(tài)氮吸收的差異 304
8.1.5 氮素對(duì)藻類種間競(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng) 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(jìng)爭(zhēng)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(duì)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(duì)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(duì)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(zhǎng)特性 315
8.4.1 不同氮素對(duì)脆桿藻生長(zhǎng)的影響 315
8.4.2 不同氮素對(duì)針桿藻生長(zhǎng)的影響 317
8.4.3 不同氮素對(duì)梅尼小環(huán)藻生長(zhǎng)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(duì)脆桿藻葉綠素?zé)晒獾挠绊?321
8.5.2 不同氮素對(duì)針桿藻葉綠素?zé)晒獾挠绊?324
8.5.3 不同氮素對(duì)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(jìng)爭(zhēng)關(guān)系 333
8.6.1 不同氮素對(duì)三種硅藻單獨(dú)培養(yǎng)的影響 333
8.6.2 不同氮素對(duì)脆桿藻和針桿藻混合培養(yǎng)的影響 334
8.6.3 不同氮素對(duì)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(duì)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(duì)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(lái)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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