【摘要】：圍墾養(yǎng)殖是灘涂開發(fā)的主要方式之一。研究圍墾養(yǎng)殖對沉積物中磷賦存形態(tài)的影響,對揭示濱海濕地圍墾養(yǎng)殖后沉積物內(nèi)源磷釋放以及潛在污染風(fēng)險變化具有重要意義,同時為濱海濕地資源可持續(xù)利用提供基礎(chǔ)依據(jù)。然而,目前關(guān)于圍墾養(yǎng)殖塘沉積物磷賦存形態(tài)研究及其驅(qū)動機制的認(rèn)識還比較匱乏。因此,本文以閩江河口為研究區(qū),于2014年11月采集不同圍墾年限養(yǎng)殖塘(3年和15年)與天然濕地(互花米草與裸灘)沉積物,測定沉積物磷形態(tài)和理化性質(zhì),并通過室內(nèi)模擬實驗,探討圍墾養(yǎng)殖的關(guān)鍵環(huán)境因素(水淹條件、上覆水磷酸鹽(PO_4~(3-))濃度、曝氣以及餌料添加)對沉積物磷賦存形態(tài)的影響。與此同時,通過野外調(diào)查,利用單因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)(Si)和磷釋放風(fēng)險指數(shù)(ERI)綜合分析圍墾養(yǎng)殖塘沉積物磷污染程度及其潛在釋放風(fēng)險。主要研究結(jié)果如下：(1)閩江河口圍墾養(yǎng)殖塘與天然濕地沉積物總磷(TP)含量分別介于640～3250和670～835 mg·kg-1,無機磷(IP)分別介于353～2318和395～512mg·kg-1,有機磷(OrgP)分別介于212-1085和218～354 mg-kg1,鐵鋁磷(Fe/AI-P)分別介于171～1239和193～236 mg·kg-1,鈣磷(Ca-P)分別介于158～757和158～209 mg·kg-1,其TP均以IP為主,而在IP形態(tài)中以Fe/AI-P為主�？偟目�,圍墾養(yǎng)殖3年,沉積物TP、Org P和IP含量沒有顯著變化,而圍墾養(yǎng)殖15年后,TP、OrgP和IP均顯著增加,增加的比例分別約為175.27%、126.29%和205.58%(p0.05); Fe/Al-P和 Ca-P變化更敏感,在圍墾3年后均顯著增加,其增加比例分別為40.08%和15.33%,且隨圍墾年限的延長而進(jìn)一步增加,圍墾15年后其增加比例分別高達(dá)262.10%和129.70%。此外,圍墾養(yǎng)殖后,Fe/AI-P占TP比重略有增加,而Org P/TP和Ca-P/TP則呈下降趨勢。(2)閩江河口濕地圍墾養(yǎng)殖,尤其是圍墾15年后,沉積物含水量、全碳(TC)、全氮(TN)、二價鐵(Fe~(2+))以及二價鐵/三價鐵(Fe~(2+)/Fe~(3+))總體上顯著增加,而容重和電導(dǎo)率(EC)則顯著降低,粒徑和pH沒有明顯變化。典范對應(yīng)分析(CCA)結(jié)果表明,含水量、容重、EC、TC、N、Fe~(2+)等理化特征是圍墾養(yǎng)殖塘與天然濕地沉積物磷賦存形態(tài)差異的重要驅(qū)動力,其中TP和IP受Fe~(3+)、TC和TN影響較大,Fe/AI-P受含水量、Fe~(2+)、總鐵(Fe)和容重影響較大,Org P則與TC和TN相關(guān)關(guān)系較好,而Ca-P對EC、容重和含水量較為敏感。(3)室內(nèi)模擬實驗結(jié)果表明,水淹條件、餌料添加、上覆水PO_4~(3-)濃度-(PO_4~(3-)1≈ 0.01mg·L-1、PO_4~(3-)-2≈0.50 mg·L-1和PO_4~(3-)-3≈5.00 mg·L-1)和曝氣對沉積物磷賦存形態(tài)的影響不盡一致。其中,上覆水PO_4~(3-)濃度對沉積物TP、IP和Fe/AI-P具有顯著影響,為期180 d培養(yǎng)后,其含量均表現(xiàn)為PO_4~(3-)-1PO_4~(3-)-2PO_4~(3-)-3。而與培養(yǎng)初期相比,上覆水PO_4~(3-)-1條件下沉積物TP含量略有降低,IP和Fe/AI-P含量無顯著變化,PO_4~(3-)2條件下TP和Fe/AI-P含量有所增加,而PO_4~(3-)-3條件下,TP、IP和P Fe/Al-P均顯著增加,其增加比例分別約27.06%39.48%、31.56%～81.84%和71.35%～103.78%。上覆水曝氣總體上促進(jìn)了沉積物Org P礦化,180 d培養(yǎng)后,其含量顯著降低,下降約22.49%～25.55%,同時,曝氣促進(jìn)上覆水中PO_4~(3-)向沉積物遷移,顯著增加了沉積物IP和Fe/A1-P的含量。此外,餌料添加顯著提高了沉積物TP、IP和PFe/Al-P含量,為期180 d培養(yǎng)后,分別增加了約41.61%、67.85%和109.83%,對Org P和Ca-P則無顯著影響。(4)圍墾養(yǎng)殖,尤其是圍墾養(yǎng)殖15年后,沉積物磷吸附指數(shù)(PSI)顯著降低,由天然濕地到圍墾養(yǎng)殖15年,PSI約降低32.02%,這預(yù)示著沉積物對磷的緩沖能力減弱,釋放潛力增加；而磷吸附飽和度(DPS)則顯著增加,比天然濕地高出49.51%,表明沉積物表面吸附PO_4~(3-)的能力下降,從水體中吸附磷的量受限；Si由1.21上升到3.37,增加了178.51%,而ERI由10.99%上升到37.58%,增加了241.95%,Si和ERI說明圍墾養(yǎng)殖后,沉積物磷污染程度加劇,而其潛在釋放風(fēng)險也顯著增加。
【圖文】：

圖１－１邋２０１４年重要海灣水質(zhì)狀況逡逑Ｆｉｇ．レｌ邋Ｔｈｅ邋ｗａｔｅｒ邋ｑｕａｌｉｔｙ邋ｏｆ邋ｉｍｐｏｒｔａｎｔ邋ｇｕｌｆ邋ｉｎ邋２０１４逡逑－Ｉ邋－逡逑

５＇３６＂？１１９。４１＇５＂￡，，邋２５°５０＇４３＂￣２６°９＇４２＂Ｎ之間。區(qū)域內(nèi)面積較大的灘涂濕地主要逡逑包括罐魚灘、騙幅洲、浦下洲、道慶洲、塔礁洲、江口洲、橘園洲、六十份洲、雁逡逑行洲、長岸洲等洲灘濕地。其中德魚灘濕地為閩江河口最大的天然洲灘濕地（圖２－１邋），逡逑其位于閩江入�？�，玻岐島與長樂市潭頭一文嶺一梅花之間的梅花水道中，面積約逡逑為３１２０邋ｈｍ２（劉劍秋，２００巧，于２０１３年被確定為國家級自然保護區(qū)。逡逑Ｕ９？２５＇０＂Ｅ邐１１９°３０＇０＂Ｅ邐Ｈ滬巧＇（ＴＥ邐１１９？４０＊０＂Ｅ逡逑■邐？邐＿＿＿邋邐Ｉ邐Ｉ邐邐ｊ邐邐逡逑畫－廣產(chǎn)、、一氣＾邐連江縣（ｒ邋＾邋＿逡逑邐邐邋／邋／邋巧岐島邋、巧逡逑Ｉ－邋／邋馬腿邋戶多－逡逑三二＾邐長ｒ逡逑圖２－１研究區(qū)地理位置圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｔｕｄｙ邋ｒｅｇｉｏｎ逡逑－１１－逡逑
【學(xué)位授予單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X714;X55

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本文編號：2571743