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Environmental Research:季节变化通过水位波动调节石臼湖沉积物中内源磷的释放

发表时间:2023-10-27 09:33
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文章信息

一作:蔡溢玮

通讯作者:袁和忠

通讯单位:南京信息工程大学

DOI:10.1016/j.envres.2023.117247

期刊:Environmental Research

摘要:

由于温度的变化,淡水湖泊水-沉积物生态系统中磷循环发生了实质性的变化。季节波动对沉积物中磷循环的影响过程研究甚少。本研究采用顺序萃取技术对中国某淡水湖沉积物中的磷形态进行了分析,同时采用薄膜扩散梯度技术(DGT)测定了溶解态活性磷(SRP)、Fe2+和S2−在间隙水中的垂直分布。利用菲克定律和DIFS模型得到了SRP在水-沉积物体系中的扩散通量和动力学参数。结果表明:冬季、春季和夏季固体沉积物中总磷(TP)含量分别为207.5、266.6和130.3 mg/kg ~ 614.7、1053.1和687.6 mg/kg。春季各形态磷的浓度高于其他季节,其中铁结合磷(Fe-P)浓度在各季节均最高。值得注意的是,在沉积深度约2 cm和6 cm之间的间隙水中发现了显著的SRP浓度变化,特别是在夏季。此外,SRP通过界面的扩散通量在夏季较高。春季水位高,没有形成稳定的厌氧环境,含磷颗粒随有机物流入沉积物较深层,阻碍了固体Fe-P的解吸和Fe2+向水中的扩散。在夏季极端高温条件下,降雨减少和气温升高促进了水体中水生生物的活动,从而降低了沉积物对P的固定,导致P的释放。这一过程增加了水体磷过量和潜在富营养化的风险。本研究表明阐明季节性变化沉积物系统中内源磷的补给过程对湖泊富营养化管理至关重要。


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不同季节沉积物剖面中磷不同组分的变化。

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不同季节沉积物-水体系中SRPDGT和S2-DGT浓度的高分辨率二维图像。


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不同季节不SRPDGT和S2-DGT的一维通量分布图。

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不同季节Fe2+DGT浓度的高分辨率变化。虚线为水-沉积物界面(WSI)。


Yiwei Cai, Haixiang Wang, Tianxin Zhang, Yanwen Zhou, Azhong Dong, Rui Huang, Qingfei Zeng, Hezhong Yuan, Seasonal variation regulate the endogenous phosphorus release in sediments of Shijiuhu Lake via water-level fluctuation, Environmental Research, Volume 238, Part 2, 2023, 117247, ISSN 0013-9351, https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.117247.


文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013935123020510?via%3Dihub


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