我国不同分区湖泊表层沉积物中氮形态及DOM光谱特性研究

论文摘要

氮是水生生物最基础的营养物质,沉积物中的氮在整个水生生态系统氮循环中占据重要地位。湖泊生态系统中的溶解有机质（DOM）对湖泊系统各种物理、化学和生物过程都发挥着重要作用。本文对我国湖泊沉积物中氮的化学结合形态进行了分析,研究了各形态氮的含量和分布特征;对湖泊沉积物DOM进行了紫外-可见光谱、同步荧光光谱和三维荧光光谱的测定和分析,得到主要结果如下:（1）湖泊表层沉积物中有机氮主导了总氮的分布,有机氮是总氮的主要存在形式,各湖区湖泊沉积物中有机氮占总氮的比例均超过了80%;固定态铵是总氮的重要组成部分,蒙新高原湖区湖泊沉积物中固定态铵占总氮的比例最低,为8.99%,东部平原湖区最高,为13.83%;可交换态氮占总氮的比例最低。（2）湖泊沉积物中可交换态氮一般以可交换态氨氮为主,可交换态硝氮次之,且氨氮含量远大于硝氮,青藏高原湖区与此不同,其有半数的湖泊沉积物样中硝氮含量大于氨氮。（3）各湖区湖泊沉积物中氨氮和硝氮均与总氮、有机氮和TOC呈显著正相关关系。固定态铵与其他氮形态和TOC的关系不明显,东部平原湖区、蒙新高原湖区和青藏高原湖区湖泊沉积物中固定态铵与其他形态氮和TOC之间无显著相关关系;东北平原与山地湖区湖泊沉积物中固定态铵与硝氮、总氮、有机氮和TOC呈显著正相关关系;云贵高原湖区湖泊沉积物中固定态铵与TOC呈显著负相关关系。（4）不同湖泊沉积物DOM的紫外-可见光谱图形不同,且与地域分异无关;各湖泊沉积物DOM的同步荧光光谱均在280nm附近有较强的吸收峰,长波处吸收峰较弱,说明湖泊沉积物DOM的组分中含有大量的类蛋白等小分子物质。（5）湖泊沉积物DOM的三维荧光光谱中类蛋白峰、紫外区类腐殖质峰、可见光区类腐殖质峰均有出现;湖泊沉积物DOM三维荧光光谱中类蛋白峰的强度要普遍高于类腐殖质峰;但东北平原与山地湖区湖泊沉积物DOM的类腐殖质峰强度普遍高于类蛋白峰。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 沉积物中氮的化学形态及迁移转化
• 1.1.1 沉积物中氮的来源及地球化学循环
• 1.1.2 沉积物中氮的形态
• 1.1.3 氮的迁移转化
• 1.2 可溶性有机质（DOM）光谱特性研究
• 1.2.1 可溶性有机质（DOM）简介
• 1.2.2 紫外-可见光谱
• 1.2.3 分子荧光光谱
• 2 材料与方法
• 2.1 样品采集和处理
• 2.2 分析测定
• 2.2.1 氮形态的分析测定
• 2.2.2 沉积物中DOM 的光谱测定
• 2.3 数据分析方法
• 3 我国不同分区湖泊沉积物中氮形态研究
• 3.1 东部平原湖区湖泊沉积物中氮形态研究
• 3.1.1 研究湖泊概况
• 3.1.2 东部平原湖区湖泊沉积物中氮形态的分布特征
• 3.1.3 东部平原湖区湖泊沉积物中氮形态相关性分析
• 3.2 东北平原与山地湖区湖泊沉积物中氮形态研究
• 3.2.1 研究湖泊概况
• 3.2.2 东北平原与山地湖区湖泊沉积物中氮形态的分布特征
• 3.2.3 东北平原与山地湖区湖泊沉积物中碳氮比
• 3.2.4 东北平原湖区湖泊沉积物中氮形态相关性分析
• 3.3 蒙新高原湖区湖泊沉积物中氮形态研究
• 3.3.1 研究湖泊概况
• 3.3.2 蒙新高原湖区湖泊沉积物中各形态氮和TOC 的分布特征
• 3.3.3 蒙新高原湖区湖泊沉积物中氮形态相关性分析
• 3.4 青藏高原湖区湖泊沉积物中氮形态研究
• 3.4.1 研究湖泊概况
• 3.4.2 青藏高原湖区湖泊沉积物中氮形态的分布特征
• 3.4.3 青藏高原湖区湖泊沉积物中碳氮比
• 3.4.4 青藏高原湖区湖泊沉积物中各氮形态的相关性分析
• 3.5 云贵高原湖区湖泊沉积物中氮形态研究
• 3.5.1 研究湖泊概况
• 3.5.2 云贵高原湖区湖泊沉积物中氮形态的分布特征
• 3.5.3 云贵高原湖区湖泊沉积物中氮形态的相关性分析
• 3.6 小结
• 4 我国湖泊沉积物中 DOM 的紫外、荧光光谱特征研究
• 4.1 我国湖泊沉积物中DOM 的紫外-可见光谱特性分析
• 4.1.1 湖泊沉积物DOM 紫外可见光谱特征
• 4.1.2 湖泊沉积物DOM 的紫外可见吸收比
• 4.1.3 湖泊沉积物DOM 紫外可见光谱曲线的聚类分析
• 4.2 我国湖泊沉积物中DOM 的同步荧光光谱特性分析
• 4.3 我国湖泊沉积物中DOM 的三维荧光光谱特性分析
• 4.3.1 我国湖泊沉积物DOM 荧光团类型
• 4.3.2 我国湖泊沉积物DOM 荧光强度
• 4.3.3 我国湖泊沉积物DOM 荧光特征区域差异性
• 4.3.4 荧光指数FI
• 4.4 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录