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岱海冰封期與非冰封期氮磷分布及影響因素差異分析

2024-11-09 00:00:00侯晨麗李洋李衛(wèi)平于晟乾殷震育郭淵樊才睿
關(guān)鍵詞:營養(yǎng)鹽

摘要:為揭示岱海不同時(shí)期營養(yǎng)鹽分布特征及與環(huán)境因子的響應(yīng)機(jī)制差異,基于2021年1月(冰封期)和5、7、10月(非冰封期)岱海水樣及冰樣的實(shí)測數(shù)據(jù),運(yùn)用克里金插值、相關(guān)性分析、差異顯著性分析方法,分析岱海氮、磷時(shí)空分布特征,探討其與環(huán)境因子在冰封期與非冰封期的響應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明:岱海水體中總氮(TN)變化趨勢為春季,秋季,夏季,冬季;總磷(TP)變化趨勢為夏季,秋季,春季,冬季。從冬季到次年秋季,水體中氨氮(NH+4-N)和硝態(tài)氮(NO-3-N)的平均濃度呈先減少后增加的變化趨勢,而TN、溶解性總磷(DTP)和顆粒態(tài)磷(PP)濃度呈先增加后減少的變化趨勢,且夏季濃度最高,以溶解態(tài)磷為主。冬季TN濃度呈湖心處高四周低的分布,TP濃度整體分布均勻。除NO-3-N在底層冰中濃度最大外,冰體中TN、TP和NH+4-N均表現(xiàn)為表層冰,底層冰,中層冰。在湖體凍結(jié)排鹽作用下,不同形態(tài)氮、磷平均分離系數(shù)大小依次為NH+4-N>TP>TN>NO-3-N。DTP與水溫全年呈顯著正相關(guān),入冬后溫度降低且外源磷供給減少,而結(jié)冰過程中TN濃縮程度高于TP,導(dǎo)致冰下水體的氮磷比增大。不同時(shí)期水體中營養(yǎng)鹽與鹽度、葉綠素。的響應(yīng)存在明顯差異,這一結(jié)果受冰蓋阻隔、凍結(jié)排鹽、內(nèi)外源污染以及微生物代謝等多個(gè)過程的共同控制。

關(guān)鍵詞:岱海;營養(yǎng)鹽;冰封期;非冰封期;水環(huán)境因子;凍結(jié)排鹽

中圖分類號:X524 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1672-2043(2024)07-1590-09 doi:10.11654/jaes.2023-0633

岱海處于蒙新高原湖區(qū),是我國北方生態(tài)安全屏障的重要組成部分。近20年來,岱海生態(tài)環(huán)境發(fā)生了顯著變化,氮、磷等營養(yǎng)鹽長期在湖內(nèi)積累,湖水濃縮和內(nèi)源營養(yǎng)鹽釋放是岱海水體高氮、磷的主要原因,年檢測結(jié)果顯示全湖水質(zhì)持續(xù)為劣Ⅴ類水平,岱海湖泊濕地面臨著嚴(yán)峻的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

蒙新高原湖區(qū)具有明顯的季節(jié)特征,其在非冰封期與冰封期間交替轉(zhuǎn)變。非冰封期湖泊表層水體受太陽直射,環(huán)境因子與菌藻生長代謝聯(lián)系密切。與非冰封期相比,冰封期湖區(qū)處于覆冰環(huán)境下,冰蓋阻隔大氣和水體間的物質(zhì)和能量交換,湖泊冰下水體的熱分層顛倒,進(jìn)而影響湖泊營養(yǎng)鹽、溶解氧通量及新陳代謝等動態(tài)平衡。冰封期溶解氧濃度的補(bǔ)充和消耗與非冰封期不同,對湖泊生態(tài)系統(tǒng)的動植物種群和水質(zhì)變化都有直接或間接的影響。張亮等發(fā)現(xiàn)秋冬季日照近岸海域無機(jī)氮和活性磷酸鹽的質(zhì)量濃度均高于春夏季。許冬雪等發(fā)現(xiàn)冰封期烏梁素海中營養(yǎng)鹽和葉綠素。集中分布在冰下水體中,且營養(yǎng)鹽對葉綠素。的響應(yīng)存在不同程度的差異。另外,鹽分的存在亦對水體中氮、磷等營養(yǎng)鹽的賦存特征產(chǎn)生影響。結(jié)冰過程中發(fā)生濃縮效應(yīng)會使得冰下水體中營養(yǎng)鹽和鹽的濃度升高。也有研究表明,冰封期鹽分與營養(yǎng)鹽濃度及交換通量呈顯著相關(guān)。

綜上所述,不同時(shí)期下環(huán)境因子會呈現(xiàn)出不同的變化趨勢,因此將兩個(gè)時(shí)期相結(jié)合分析十分必要。相較同緯度的藻型湖泊南海和草型湖泊烏梁素海,岱海屬于深層咸水湖,鹽度已達(dá)到12.82‰,水環(huán)境問題具有其特殊性?,F(xiàn)有研究多集中于各介質(zhì)中營養(yǎng)鹽分布特征、水質(zhì)或營養(yǎng)狀態(tài)評價(jià)、污染源解析等,而關(guān)于蒙新高原湖泊尤其是岱海冰體及冰下水體引發(fā)的污染物遷移的研究有限,冰封期與非冰封期下營養(yǎng)鹽分布特征及其與環(huán)境因子的響應(yīng)機(jī)制差異尚不清晰。為此,本研究于1月(冰封期)和5、7、10月(非冰封期)逐季對岱海采樣,對比氮、磷營養(yǎng)鹽時(shí)空分布的差異性,闡明營養(yǎng)鹽與環(huán)境因子在冰封期與非冰封期的響應(yīng)機(jī)制差異,為寒區(qū)鹽化湖泊環(huán)境污染控制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

岱海(40°29'40°37'N,112°33'-112°46'E)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市涼城縣東部岱海盆地中央(圖1),是內(nèi)蒙古第三大內(nèi)陸湖,屬咸水湖,呈不規(guī)則長橢圓形,坡度呈中間低四周高的分布,湖面水位平均海拔1 224.1 m,湖泊面積約48 km2,平均水深為4m。岱海流域常年盛行西南風(fēng),冬季嚴(yán)寒漫長,夏季炎熱短促,多年平均年降水量為413.7 mm,多年平均水面蒸發(fā)量為953.3 mm,日照時(shí)數(shù)最高可達(dá)2 936.9h,多年平均氣溫為5℃。每年11月初進(jìn)入冰封期,冰封期長達(dá)100-130 d,累積負(fù)積溫為610-800℃·d,冰體厚度可達(dá)30-60 cm。冰封期水體平均鹽度為14.21‰,凍結(jié)前平均鹽度為12.76‰。

1.2 樣品采集與測定方法

岱海采樣點(diǎn)按照《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(SL 219-2013)規(guī)定的湖泊監(jiān)測斷面原則布設(shè),以6 km2為控制單元將岱海湖區(qū)劃分為9個(gè)網(wǎng)格分區(qū),結(jié)合岱海入湖河流的位置,在每個(gè)分區(qū)中心設(shè)置采樣點(diǎn),共布設(shè)9個(gè)采樣點(diǎn)(圖1)。本研究分別于2021年1月3日(冬季)、5月16日(春季)、7月15日(夏季)和10月15日(秋季)進(jìn)行取樣。非冰封期(春季、夏季和秋季)使用有機(jī)玻璃采水器采集表層0.5 m以下水樣,取樣前所有容器用蒸餾水沖洗,取樣時(shí)再用湖水反復(fù)潤洗3次,水樣置于1L聚乙烯廣口采樣瓶內(nèi)。冰封期(冬季)采樣時(shí)利用油鋸對冰體進(jìn)行切割,沿40 cm×40 cm的正方形邊框垂直將冰蓋四周鋸斷,將冰體取出并測定冰厚。以平均冰厚為依據(jù)將冰層分為3層:冰層表面10 cm為表層冰;10-20 cm為中層冰;20-40 cm為底層冰。各層冰樣分割切碎后分別置人2L聚乙烯廣口采樣瓶中保存,待水體穩(wěn)定后繼續(xù)采集冰體下0.5 m水體。水體pH、溶解氧(DO)、水溫(T)和鹽度(Sal)等指標(biāo)在取樣現(xiàn)場通過多參數(shù)水質(zhì)儀(HAN-NA-HI98194)測定并記錄。之后將所有樣品放人0-4℃保溫箱中避光保存,在48 h內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室檢測。總氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、硝態(tài)氮(NO-3-N)、亞硝態(tài)氮(NO-3-N)、總磷(TP)、溶解性總磷(DTP)、葉綠素。(Chl.a)、化學(xué)需氧量(CODCr)的測定參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)。顆粒態(tài)磷(PP)濃度為TP濃度與DTP濃度的差值。其中NO--N全年濃度較低(小于0.05 mg·L-1)且不穩(wěn)定,因此不予考慮。冰樣采用重力融冰裝置融化后對其TN、NH+4-N、NO-3-N和TP進(jìn)行測定,測試方法同上。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2021對數(shù)據(jù)初步整理;采用ArcGIS10.8軟件Geostatistical Analyst模塊及克里金二次插值法(Kriging)繪制氮、磷空間分布圖;使用SPSS 26.0經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)后作Duncan差異顯著性分析(P<0.05);相關(guān)系數(shù)熱圖和其他圖表的繪制通過Origin2022實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同季節(jié)岱海水體中氮、磷營養(yǎng)鹽分布特征

岱海水體中TN和TP濃度時(shí)空分布特征如圖2所示。冬季湖心深水區(qū)TN濃度顯著高于湖岸四周淺水區(qū),DH4點(diǎn)TN濃度達(dá)到最高值,為4.84 mg·L-1;春季TN空間濃度差異縮小,呈自西向東遞減的趨勢;隨時(shí)間推移夏季TN濃度下降,時(shí)空分布整體相對均勻;秋季南北岸TN濃度略低,呈現(xiàn)向湖中遞增的趨勢。與TN時(shí)空分布不同,冬季和秋季TP在區(qū)域內(nèi)整體呈均勻分布,其中冬季TP濃度明顯低于其他季節(jié),最低達(dá)到0.10 mg·L-1。春季湖泊東西方向上的DHI和DH6點(diǎn)的TP濃度升高,呈現(xiàn)向湖中心擴(kuò)散的趨勢,夏季該變化趨勢加強(qiáng),DH7點(diǎn)TP濃度達(dá)到最高值,為0.36mg·L-1。

從時(shí)間變化來看,岱海TN平均濃度的季節(jié)變化趨勢表現(xiàn)為春季>秋季>夏季>冬季,平均濃度依次分別為(4.36±0.26)、(4.13±0.16)、(3.87±0.07)mg·L-1和(3.64±0.84)mg·L-1(圖3a)??傮w來看,冬季至秋季NO-3-N和NH+4-N的平均濃度均呈先減小后增加的變化趨勢,其中:秋季NO-3-N平均濃度顯著高于其他季節(jié)(P<0.05),而春季和夏季無顯著差異(P>0.05);冬季NH+4-N平均濃度顯著高于其他季節(jié)(P<0.05),較春、夏和秋季分別增加96.5%、259. 1%和101.7%。TP季節(jié)變化趨勢表現(xiàn)為夏季>秋季>春季>冬季,平均濃度依次分別為(0.22±0.07)、(0.15±0.02)、(0.14±0.04)mg·L-1和(0.11±0.02)mg·L-1(圖3b),且秋、冬季和春季間無顯著差異(P>0.05)。DTP和PP的總體變化趨勢與TP相近,隨時(shí)間推移呈先增加后減小變化,其中夏季DTP濃度顯著高于其他季節(jié)(P<0.05),而其他季節(jié)間DTP無顯著差異(P>0.05);PP在全年均無顯著變化(P>0.05),平均濃度為0.06 mg·L-1。不同形態(tài)磷中DTP占水體TP的50%以上,表明磷在水體中以溶解態(tài)為主。

2.2 冰體中氮、磷營養(yǎng)鹽時(shí)空分布特征

如圖4所示,冰封期冰體中TN、NH+4-N和TP的平均濃度在垂直方向上總體表現(xiàn)為表層冰>底層冰>中層冰,其中56%的采樣點(diǎn)中NH4-N和TP的最高濃度出現(xiàn)在表層冰,而中層冰和底層冰之和僅占44%。冰體中NO-3-N表現(xiàn)為底層冰(0.52 mg·L-1)表層冰(0.50 mg·L-1)>中層冰(0.46 mg·L-1)。高濃度NO-3-N點(diǎn)在中層冰和底層冰的占比達(dá)到22%和44%。冰體中TN和TP的平均濃度分別為1.64 mg·L-1和0.08mg·L-1,冰下水體中TN和TP的濃度是冰體內(nèi)的2.2倍和1.5倍。

為表示湖體凍結(jié)時(shí)冰—水界面營養(yǎng)鹽的遷移效率,將冰體中營養(yǎng)鹽濃度與正凍水體中營養(yǎng)鹽濃度的比值定義為分離系數(shù)。岱海各采樣點(diǎn)氮、磷營養(yǎng)鹽的分離系數(shù)如表1所示,大小依次為NH+4-N(0.51)>TP(0.48)>TN(0.43)>NO-3-N(0.37)。不同形態(tài)氮中,NH+4-N分離系數(shù)在0.33-0.86之間,西南湖域(DH8)分離系數(shù)達(dá)到最高值;TN和NO-3-N分離系數(shù)的范圍分別為0.34-0.61和0.25-0.71,其中DH7點(diǎn)的TN分離系數(shù)和DH3點(diǎn)的NO-3-N分離系數(shù)最高。TP分離系數(shù)在0.26-0.86之間。各營養(yǎng)鹽的偏態(tài)系數(shù)平均為1.45,呈正偏分布。NO-3-N變異性最高,TP次之,TN最低,表明NO-3-N在冰—水界面的遷移效率差異較大。

2.3 冰封期與非冰封期氮、磷營養(yǎng)鹽與環(huán)境因子的響應(yīng)關(guān)系

岱海冰封期與非冰封期氮、磷營養(yǎng)鹽與水環(huán)境因子(DO、鹽度、水溫、葉綠素a、pH、CODCr)的相關(guān)性分析如圖5所示。冰封期水體中葉綠素。與NH+4-N、TP、DTP、溫度和CODCr呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)負(fù)相關(guān),但與TN、鹽度和DO呈正相關(guān),其中葉綠素a與鹽度(P<0.05)和DO(P<0.01)相關(guān)性顯著。CODCr和溫度與NH+4-N呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。TP與鹽度呈極顯著負(fù)相關(guān),但與CODc,呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。DO與NH+4-N (P<0.05)和溫度(P<0.01)呈顯著負(fù)相關(guān),但與N03-N呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。除CODCr外,非冰封期葉綠素。與其他水質(zhì)因子的相關(guān)關(guān)系均與冰封期相反,且相關(guān)性減弱。TN與DO、CODCr、pH和鹽度均呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)正相關(guān);鹽度與NO-3-N和TP呈正相關(guān),其中與NO-3-N相關(guān)性顯著(P<0.05)。綜上,冰封期氮磷營養(yǎng)鹽受水環(huán)境因子影響顯著。

3 討論

3.1 水體及冰體中氮、磷營養(yǎng)鹽時(shí)空分布的差異性

從空間分布來看,岱海冬季湖心深水區(qū)TN濃度到湖岸四周淺水區(qū)呈遞減趨勢。岱海湖底呈中間低四周高的分布,湖心區(qū)水較深,冰層覆蓋下受擾動影響小且易形成厭氧環(huán)境,進(jìn)而湖心區(qū)內(nèi)源釋放強(qiáng)度大于淺水區(qū)。春季TN呈自西向東遞減的趨勢,這可能是受點(diǎn)源污染和氣候的共同影響。湖西高值區(qū)DH3臨近岱海旅游區(qū)碼頭,旅游業(yè)發(fā)展增加了營養(yǎng)鹽的排放,而岱海流域常年盛行西風(fēng),冰蓋消融后水體更易受風(fēng)浪擾動,引起上下水體強(qiáng)烈摻混,促進(jìn)沉積物顆粒懸浮及營養(yǎng)鹽釋放,并使高值區(qū)向其余水域均勻擴(kuò)散。從時(shí)間變化來看,岱海秋冬季水體中NO-3-N和NH+4-N濃度較春夏季更高,秋冬季水生植物殘?bào)w在沉積物表面被微生物礦化分解,在氨化和硝化細(xì)菌作用下水體中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NH+4-N和NO-3-N。岱海冬季DO居全年最高,平均濃度為14 mg·L-1,不易對硝化作用產(chǎn)生限制,Soued等在研究加拿大Saguenay地區(qū)N2O的匯和排放中發(fā)現(xiàn),由于硝化作用,冰下產(chǎn)生并積累了一定的N2O,從而導(dǎo)致冬季水體中NH+4-N和NO-3-N的濃度在全年最高。此外,冰封期冰蓋形成過程中會發(fā)生凍結(jié)排鹽效應(yīng),冰中的鹽分遷移至冰下水體而促使水體中鹽度升高。異化硝酸鹽還原在高鹽環(huán)境中更受青睞,從而加快沉積物中NH+4-N的釋放。而氨氧化和亞硝酸鹽氧化速率會受到鹽度的抑制,隨鹽度升高抑制程度增強(qiáng),進(jìn)而使NH+4-N濃度保持較高水平,這也是冬季水體中NH+4-N濃度顯著高于其他季節(jié)的重要原因之-(P<0.05)。

岱海冰體中TN、NH+4-N和TP在垂直方向上的分布規(guī)律為表層冰>底層冰>中層冰,冰封初期,冰體與大氣熱交換作用顯著,冰生長速率較快,析出的氮、磷營養(yǎng)鹽未及時(shí)向冰下遷移便被俘獲在冰體內(nèi),底層冰結(jié)構(gòu)松散,空隙較大,水體中的營養(yǎng)鹽可以再次遷移回冰體底層,使冰體內(nèi)輪廓線呈“C”字型,這與于玲紅等對烏梁素海的研究結(jié)果相似。然而,本研究中NO-3-N在底層冰中占比最大,這一結(jié)果受多種因素共同影響。封凍初期光照能穿透冰層,冰下依然可以進(jìn)行光合作用。岱海DO接近飽和甚至過飽和狀態(tài),NO-2-N易被氧化為NO-3-N而使底層冰中NO-3-N濃度偏高。另外,張程等通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NO-3-N較NH+4-N和PO3-4-P分離系數(shù)更小,證明NO-3-N受自身遷移性影響而更易富集于底層冰中。岱海TN和TP的分離系數(shù)分別為0.43和0.48,高于呼倫湖的0.32和0.45,這可能是由于岱海湖水鹽度遠(yuǎn)高于呼倫湖(2.5‰),冰內(nèi)產(chǎn)生更多的鹵水通道,增大了營養(yǎng)鹽從水體到冰體的通量,表現(xiàn)為分離系數(shù)更大。對岱海前期檢測得出冰封前(2020年10月)氮磷比為20.7,冰封期(2021年1月)氮磷比升高至31.9,相較于岱海冰生長期,冰封期冰下水體鹽度增大,凍結(jié)比例上升致使氮磷比增加占主要地位。因此,在凍結(jié)排鹽效應(yīng)下冰下水體中氮、磷濃度增大,而氮磷比同時(shí)增加也將加劇磷營養(yǎng)鹽限制,這一過程可能促使冰封期岱海浮游生物豐度及含量較低。

3.2 冰封期與非冰封期氮磷營養(yǎng)鹽與環(huán)境因子的響應(yīng)差異分析

本研究中,非冰封期水體中鹽度與TN、NO-3-N、TP、DTP均呈正相關(guān)性。然而,冰封期冰下水體中鹽度與NH+4-N、NO-3-N、TP呈負(fù)相關(guān)性。非冰封期營養(yǎng)鹽濃度一般考慮受內(nèi)源釋放的影響,而在冰封期營養(yǎng)鹽濃度同時(shí)受冰體凍結(jié)排鹽效應(yīng)的疊加影響。查干湖冰封期NH+4-N的交換通量隨鹽度增大而增大,而在冰—水界面,鹽度升高反而減少了營養(yǎng)鹽在冰下水體中的富集。冰封期鹽度與NO-3-N相關(guān)性不顯著,其可能與沉積物中鹽分升高有關(guān)。硝化菌在中等鹽度(10‰-20‰)下代謝最佳,鹽度超過20‰表現(xiàn)為抑制作用。岱海沉積物中鹽度在豐水期可達(dá)到21.54‰,1月岱海同時(shí)處于枯水期和冰封期,在凍結(jié)排鹽作用下水體進(jìn)一步咸化,鹽分繼而遷移至沉積物中,使硝化作用受到抑制。此外,冰封期氮代謝相關(guān)細(xì)菌活性降低,釋放到水體中的氮、磷含量降低,春季融冰期的凍結(jié)濃縮作用逐漸解除,且隨著溫度升高硝化菌開始恢復(fù)活性,因此,在非冰封期NO-3-N與鹽度呈顯著正相關(guān)關(guān)系,同時(shí)NH+4-N濃度呈減少趨勢。岱海湖面蒸發(fā)量可占到總排泄量的85.26%,這使得水體鹽度和總?cè)芙夤腆w升高,從而增大了非冰封期鹽化作用對水體化學(xué)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

水溫是影響沉積物中有機(jī)物代謝的重要因素之一,適宜溫度下微生物活性增強(qiáng),從而促進(jìn)草源有機(jī)質(zhì)分解。冰封期與非冰封期水溫和DTP均呈顯著正相關(guān),預(yù)示岱海磷濃度受溫度影響較大,岱海四季氣溫變化顯著,1月份氣溫最低,平均氣溫- 12.2℃。這也使得冬季TP濃度在全年處于較低水平。非冰封期水溫升高,DO飽和度及濃度降低,生物活動增強(qiáng)導(dǎo)致界面間耗氧增強(qiáng),厭氧條件加速了Fe3+還原成Fe2+、Mn4+還原成Mn2+,促使磷載荷增加,沉積物呈磷源狀態(tài)。磷對浮游植物生長有促進(jìn)作用,而Chl.a(chǎn)是反映水中藻類現(xiàn)存量的重要指標(biāo)。本研究中冰封期Chl.a和TP表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān),非冰封期時(shí)則表現(xiàn)為正相關(guān),這可能是因岱海冰封期TP濃度均低于非冰封期。另外,岱海周邊農(nóng)田中的化肥可通過淋溶、滲透等途徑以地表徑流的形式進(jìn)入水體,岱海以季節(jié)性河流為主,入冬后逐漸斷流,陸地徑流輸入的磷供給減少,增強(qiáng)了冰封期磷限制作用,進(jìn)而使Chl.a與磷呈負(fù)相關(guān)。水體中營養(yǎng)鹽濃度并不總是與藻類的增殖呈正比,而是表現(xiàn)出非常復(fù)雜的關(guān)系。岱海冰封期Chl.a和NH+4-N呈顯著負(fù)相關(guān),非冰封期Chl.a(chǎn)和NH+4-N呈正相關(guān),原因之一是浮游植物的生長狀況導(dǎo)致營養(yǎng)鹽濃度變動,藻類生長對氮的吸收利用不同步。從能量消耗角度看,浮游生物優(yōu)先利用以NH+4-N為主的營養(yǎng)形態(tài),合成自身細(xì)胞所需的氨基酸等物質(zhì),并抑制對NO-3-N和NO2-N的吸收。

4 結(jié)論

(1)岱海表層水體中TN濃度的變化趨勢為春季>秋季>夏季>冬季,平均濃度在3.64-4.36 mg·L-1之間;TP濃度變化趨勢為夏季>秋季>春季>冬季,平均濃度在0.11-0.22 mg·L-1之間,且秋、冬季和春季無顯著差異。秋、冬季NO-3-N和NH+4-N濃度顯著高于春、夏季。不同季節(jié)中磷以溶解態(tài)為主,TP和DTP濃度變化趨勢相似,在夏季達(dá)到最高值。從水平分布上看,TN和TP差異明顯,冬季TN湖心處濃度較周邊淺水區(qū)更高,其他季節(jié)TN總體呈均勻分布;TP在春季和夏季表現(xiàn)為向湖心擴(kuò)散趨勢,而冬季和秋季基本呈均勻分布。

(2)冰體中TN、TP和NH+4-N在垂直方向上的濃度變化為表層冰>底層冰>中層冰,而NO-3-N富集于底層冰中。在湖體凍結(jié)排鹽作用下,岱海不同形態(tài)氮磷分離系數(shù)大小依次為NH+4-N>TP>TN>NO-3-N,其中TN和TP的分離系數(shù)平均分別為0.43和0.48,表明結(jié)冰過程中TN濃縮程度高于TP,進(jìn)而提高了冰下水體的氮磷比。

(3)營養(yǎng)鹽和其他環(huán)境因子在不同時(shí)期有著相反的相關(guān)性。冰封期水體中Chl.a(chǎn)和NH+4-N、TP呈顯著負(fù)相關(guān),非冰封期Chl.a(chǎn)和NH+4-N、TP呈正相關(guān)。冰封期水體中鹽度與NH+4-N、NO-3-N、TP呈負(fù)相關(guān)性,非冰封期鹽度與TN、NO-3-N、TP、DTP呈正相關(guān)性,這一結(jié)果受冰蓋阻隔、凍結(jié)排鹽、內(nèi)外源污染以及微生物代謝的共同作用。DTP與水溫呈顯著正相關(guān),季節(jié)性溫度及入湖河流流量變化,共同影響了冰封期和非冰封期的TP濃度。

(責(zé)任編輯:李丹)

基金項(xiàng)目:內(nèi)蒙古科技大學(xué)科研啟動專項(xiàng);黃河流域內(nèi)蒙古段復(fù)雜河湖環(huán)境治理技術(shù)應(yīng)用與示范(2021GG0410);內(nèi)蒙古自治區(qū)高等 學(xué)??茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(NJZY23087)

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