长江营养元素输送规律及来源的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 段水旺 |
| 答辩日期 | 2000-07 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 章申 |
| 关键词 | 长江 输送 营养元素 氮 磷 碳 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理（环境地球化学） |
| 英文摘要 | 河流作为连接陆地与海洋两大生态系统的桥梁，是全球营养元素地球化学 循环的重要环节。长江，作为世界第三大河流和贯穿我国东、中、西经济发达的地区的大动脉，其营养元素的输送在全球以及区域环境问题中扮演很重要的角色。本文应用源、流、场理论，通过总结为期一年的长江大通站实地釆样分析结果，并结合长江近20个水文站点1958年到1985年的水文、水化学数据以及长江流域社会经济资料，首次较系统地对长江营养元素输送的量、存在形态、时间和沿程变化以及来源问题进行探讨。所得结论如下： 在 1998-1999 年大约 1 年期间，大约 1986.0X 106kg 氮（N)、149.3X106kg 磷（P)和33946.8X106 kg碳（C）通过长江大通站向河口输送。N的输送以溶解态的硝态氮（NO3-N)和溶解有机氮（DON)为主，分别占总氮的24% 和57%,颗粒态氮（PN)占15%,氨氮（NH4-N)和亚硝态氮（NO2-N)所占份额很少的。而P主要以颗粒态磷（PN)进行输送，正磷酸盐磷（PO¾-P)和溶解有机磷（DOP)输送量大致相同。碳的输送以溶解无机碳（DIC)为主，总有机碳（TOC)占30%,颗粒无机碳（PIC)比重较小。长江营养元素输送量以及形态组成大致与美国的密西西比河相当，在全球河流输送总量中所占的份额在0.70%-5.55%范围内变化，接近于其径流量所占的份额（2. 1%)。由于长江N含量较高，为全球河流背景值的10倍；而P，尤其是生物有效磷（BAP) 含量较低，所以活跃态N、P的原子比远远高于长江口浮游生物生长最适宜比 值18,长江口浮游生物生长的P限制现象在很大程度上可能是由长江N、P输送比例失调所引起的。 长江营养元素溶解有机态和颗粒态的含量是与水的流量及悬浮物含量密切 相关的，它们的输送主要集中在丰水期，尤其是1998年洪水期间。受径流的‘稀释作用’、水温的影响以及人类活动等多种因素的影响，营养元素溶解无机态含量季节变化相对较复杂，它们的输送的季节分配因而随各组分具体情况而变化。大部分营养元素组分的年输送量与它们含量的年际变化趋势基本一致，其中N、P营养盐在过去1962到1998年间呈上升的趋势，上升幅度最大的是NO3-N,和PO¾-P也有较大幅度的上升，而NH4+-N含量总体变化趋势相对较小；溶解态Si的含量和气体C02则呈现明显下降趋势，HC03基本保持不变。根据营养盐含量与流量的关系以及含量随时间的变化的关系，可以建立它们输送量的时间变化模型。 相关分析的结果表明，化学氮肥的施用、流域人口（尤其是城市人口）以 及牲畜的饲养、煤炭的消费等的增长是长江氮磷营养盐输送量增加的主要原 因。S042含量和输送量的上升以及C02的下降是酸不敏感地区河流水质酸化 的表现。根据河流营养盐输送的时间的演化，或取流域含量背景值的办法，还估计了长江营养元素组分输送量中的自然来源：NO3-N、NH4+-N、NO2-N, DIN 和 P0¾-P 分别为 112.3X106kg、39.84X106kg、0.68X 106kg、152X 106 kg和2.85X 106kg,在河流输送量中所占的比例分别为9.9%、56.1%、7.74%、12.5% 和29.4%。则长江氮输送量人为来源1834X106kg中，较为确定的有：19万吨来自农田非点源污染，12万吨来自生活污水和工业废水，以及21万吨来自大气降水。其中，化学氮肥来源不可忽视的，化学氮肥施用过程的的氨挥发和径流流失的氮之和与长江氮输送量相当。人类通过化学肥料施用还向流域土壤输入磷素1227.2X106kg,但长江溶解态磷的可能主要来源于城市点源污染。 1979年前长江干、支流NO3-N含量较低而且变幅较小，但在80年代，除金沙江段站点仍保持低含量外，其他站点都有较大幅度的上升，其中最高值为寸滩站，往下游N03-N的含量逐渐降低。N02-N变化规律与N03-N相似。因此，在1979年前长江N0I-N的来源与其来水情况一致，分配比较均匀；80年代宜昌站以上的上游来源占绝大部分，川贵境内支流所占的比重都有较大上升，金沙江段以及中、下游支流所占的份额相对下降。川贵地区化肥严重流失是导致该地区支流和长江干流N03 -N含量和输送量上升的重要原因。 NH4-N和P0¾-P含量空间差异相对较小，从上游到下游有逐渐增高的趋势。对NH4+-N,上游所占比例相对较少，只占40%左右，它主要来来自中、下游水系，其中洞庭湖水系大约接近总量的1/3,鄱阳湖水系也占15%以上。而且79年前后变化不大。PO¾-P输送中，支流的贡献在总输送量中所占的比重较小，仅为50%,另一半来自城市密集的干流两岸地区。长江硫酸根含量分布具有较强规律性。金沙江上游和川贵境内支流是两个高含量区域，所以长江硫酸根主要来源与寸滩以上的上游区域（70%以上）。硫酸根来源主要是由燃煤活动引起的。硅的迁移主要受自然风化的控制，受人类活动影响相对较小，它含量变化相对较小，因而其来源分配与来水一致，分配比较均匀。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 126 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/246]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 段水旺. 长江营养元素输送规律及来源的研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院研究生院. 2000. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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