三峡水库蓄水至135米后库区和长江干流各形态磷的分布特征研究

摘要

磷是重要的生源要素之一，是水体中生物的重要营养物质。三峡水库蓄水至135米后，三峡大坝以上段河流将变成狭长的河道型水库，库区内水流变缓，透明度提高，水体逗留时间延长，水文水力学的变化可能导致磷的生物地球化学过程发生重大改变，同时也会对长江下游产生重大影响。本文于2006年4月对三峡库区、2006年4月和9-10月对长江干流进行了现场调查，研究了水体中各形态磷的分布，并对长江干流颗粒物中各赋存形态磷进行了研究。 2006年4月份对三峡库区的调查表明，库区干流段各形态磷变化范围不大，磷酸盐是总磷的主要成分，占70﹪以上；颗粒磷在总磷中所占比例较低，仅为8﹪左右。库区上游磷酸盐、溶解总磷、总磷的含量明显低于库区下游。香溪河水域调查时期发生“水华”，表层叶绿素a含量普遍较高；香溪河水中各形态磷变化范围较大，且磷酸盐、溶解有机磷、溶解总磷浓度沿水流方向逐渐降低。磷酸盐是总磷的主要成份，占60﹪以上；颗粒磷在总磷中所占比例为15﹪左右；在发生“水华”的站位，颗粒磷占总磷的比例可达到62﹪。香溪河水中磷的形态及分布主要受长江水稀释和藻类吸收两方面因素影响。颗粒磷垂向分布分层比较明显，呈现为表层高，底层低；其它形态磷在调查区域上部分层明显，在汇入长江干流附近站位表、底差别不大。 2006年4月份和9-10月份对长江干流的研究表明，三峡大坝蓄水后，水位升高，由涪陵至三峡大坝段水流变缓，泥沙沉积；两次调查悬浮颗粒物含量均为从涪陵至万州急剧降低，万州至葛洲坝降低幅度减小，葛洲坝之后悬浮颗粒物含量开始回升。9-10月份河水中悬浮颗粒物含量明显高于4月份。长江河水中各形态磷的变化范围较大，且季节变化明显。磷酸盐含量葛洲坝以上区域4月高于9-10月，而葛洲坝以下区域则9-10月高于4月；溶解总磷、总磷含量在葛洲坝以上区域季节变化不明显，而葛洲坝以下区域9-10月明显高于4月；悬浮颗粒物中磷的含量洞庭湖以上区域4月明显高于9-10月，洞庭湖以下区域季节变化不明显。两次调查磷酸盐都是溶解总磷的主要成分，占60﹪左右：溶解总磷是总三峡水库蓄水至135米后库区和长江干流各形态磷的分布特征研究磷的主要成份，占80﹪左右，颗粒磷在总磷中所占比例较低，仅为20﹪左右。主流各形态磷的通量从上游到下游呈逐渐增加的趋势，上游对各形态磷的入海通量贡献较小，而汉江的贡献较大。 2006年9-10月份对长江干流悬浮颗粒物中各赋存形态磷的研究表明：除安庆和大通两站外，其它站位自生磷灰石磷和碳酸钙结合磷是总磷的主要组成部分，其次是可提取态有机磷和铁结合态磷，弱吸附态磷、碎屑磷灰石磷及其它无机磷、非活性有机磷所占比例较低。生物可利用磷在总磷中所占比例较高，为27.7-69.0﹪。弱吸附态磷在长江流域的沿程分布为先升高后降低，在两坝区域含量最高，与水体中磷酸盐分布正好相反，这与颗粒物粒径变化及颗粒物吸附磷酸盐有关。可提取态有机磷分布与叶绿素a分布相同，主要由生物活动控制。铁结合态磷受氧化还原条件影响，呈现先降低后升高趋势。自生磷灰石磷和碳酸钙结合磷除了安庆和大通两站含量较低外，其它站位含量较高。碎屑磷灰石磷及其它无机磷分布呈现先降低后升高趋势。非活性有机磷在整个流域分布无明显变化。生物可利用磷表现为香溪之前含量较低；香溪之后含量升高。

目录

文摘

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1文献综述

1.1长江及三峡库区概况

1.2磷的生物地球化学研究

1.2.1水体中磷形态的研究

1.2.2磷的生物地球化学循环

1.3大型水利工程对磷的生物地球化学循环的影响

1.3.1世界范围内建坝对河流的影响

1.3.2三峡水库对长江流域营养盐的影响

1.4颗粒物中磷的赋存形态研究

1.5本论文研究内容及意义

1.5.1研究目标

1.5.2研究内容

1.5.3研究意义

2三峡库区各形态磷的研究

2.1调查区域简介

2.2实验方法

2.2.1站位布设

2.2.2观测与采样方法

2.2.3测定方法

2.3三峡库区各形态磷的分布特征

2.3.1三峡库区悬浮颗粒物、溶解氧、叶绿素a的变化特征

2.3.2三峡库区各形态磷的含量

2.3.3库区干流各形态磷的沿程分布特征

2.3.4三峡库区各形态磷的垂向分布

2.4影响三峡库区水体中各形态磷分布的因素

2.5小结

3长江干流各形态磷的分布特征

3.1调查区域简介

3.2实验方法

3.2.1站位布设

3.2.2采样方法

3.2.3测定方法

3.3结果与讨论

3.3.1长江干流悬浮颗粒物的分布变化

3.3.2长江干流叶绿素a的分布变化

3.3.3长江干流各形态磷的含量

3.3.4长江干流各形态磷的分布变化

3.3.5长江干流各形态磷通量的分布变化

3.3.6长江大通站磷酸盐含量的年际变化

3.4小结

4长江干流颗粒物中磷的赋存形态分析

4.1引言

4.2实验方法

4.2.1样品采集与保存

4.2.2测定方法

4.3长江干流颗粒物中各赋存形态磷的分布特征

4.3.1颗粒物中不同赋存形态磷的分布特征

4.3.2颗粒物中生物可利用磷的分布特征

4.4小结

5.总结

参考文献

致谢

硕士学习期间发表论文情况