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典型人工景观池塘水体甲烷释放特征及其对富营养化的响应 被引量：2
1
作者 赖世平 刘佳 +4 位作者 肖尚斌 陈敏 张博文 孟江槐 李元正 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期122-131,I0003-I0010,共18页
富营养化水体的碳通量过程是全球水域生态系统中的前沿和热点问题。本研究以三峡大学校园内景观池塘(莲心湖)为研究对象,开展为期一年的水气界面CH_(4)通量监测,并在此基础上进一步探讨水体富营养化水平对CH_(4)释放的影响。结果表明,... 富营养化水体的碳通量过程是全球水域生态系统中的前沿和热点问题。本研究以三峡大学校园内景观池塘(莲心湖)为研究对象,开展为期一年的水气界面CH_(4)通量监测,并在此基础上进一步探讨水体富营养化水平对CH_(4)释放的影响。结果表明,莲心湖水气界面CH_(4)平均排放通量为5.06 mg/(m^(2)·h),整体表现为CH_(4)的源,且以冒泡释放为主导(占比为88.56%)。CH_(4)排放通量呈现时间异质性,表现为夏季(8.70 mg/(m^(2)·h))>冬季(4.80 mg/(m^(2)·h))>春季(3.88 mg/(m^(2)·h))>秋季(2.87 mg/(m^(2)·h)),白天(0.11 mg/(m^(2)·h))略高于夜晚(0.09 mg/(m^(2)·h))。CH_(4)排放通量在各个季节及昼夜的差异与温度、风速和叶绿素a等环境因素变化有关。随着水体富营养化水平的提高,CH_(4)排放通量呈现非线性增加的趋势,重度富营养化水体的CH_(4)排放通量是中度富营养化水体的2倍,这表明降低水体富营养化水平可有效减少水体的CH_(4)排放。研究结果可为其他同类型水体的温室气体减排提供参考。 展开更多
关键词 富营养化 甲烷释放 池塘 冒泡通量 叶绿素A
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三峡水库高水位运行期典型支流库湾溶存CH_(4)空间异质性
2
作者 张鑫毅 刘佳 +6 位作者 肖尚斌 陈敏 康满春 杨正健 纪道斌 孟江槐 李鸿 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2875-2883,共9页
为探讨三峡水库高水位运行时期,长江干流倒灌对支流库湾溶存CH_(4)分布的影响,以库区三条典型支流:小江、大宁河、神农溪库湾为研究对象,采用新型快速水-气平衡装置(FaRAGE)耦合温室气体分析仪对水体溶解甲烷(CH_(4))浓度进行空间监测.... 为探讨三峡水库高水位运行时期,长江干流倒灌对支流库湾溶存CH_(4)分布的影响,以库区三条典型支流:小江、大宁河、神农溪库湾为研究对象,采用新型快速水-气平衡装置(FaRAGE)耦合温室气体分析仪对水体溶解甲烷(CH_(4))浓度进行空间监测.结果表明,不同支流库湾的CH_(4)浓度存在差异,平均CH_(4)浓度分别为小江(0.06±0.02)μmol/L、大宁河(0.17±0.12)μmol/L、神农溪(0.16±0.14)μmol/L,且表现出不同的空间异质性.小江库湾溶解CH_(4)浓度呈现出中游表层高底层低的分布特征,上下游则呈现底层浓度高于表层的规律.大宁河库湾与神农溪库湾的CH_(4)分布相似,均表现为上游浓度高于下游,且底层浓度高于表层.三条支流库湾自身的环境因子影响溶解CH_(4)浓度的分布规律,而干流倒灌形成的异重流,不仅稀释库湾的溶解CH_(4)浓度,还通过影响支流库湾的水文水动力过程间接改变库湾溶解CH_(4)浓度的时空分布,这种综合作用揭示了库湾生态系统中CH_(4)产生与消耗的复杂动态过程,对于理解和预测库湾温室气体排放具有重要意义. 展开更多
关键词 三峡水库 异重流 甲烷 空间异质性
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典型喀斯特水库水化学特征及水体营养状态影响因素研究
3
作者 付陈乐 康满春 +4 位作者 孟江槐 刘佳 刘流 龙良红 肖尚斌 《中国环境科学》 北大核心 2025年第3期1483-1495,共13页
水库的水化学特征及营养状态是流域自然条件和人为作用的综合体现,本研究以小湾水库(XW)及丹江口水库(DJK)为研究对象,分析了喀斯特水库水体主要离子变化特征以及氮(N)、磷(P)营养盐的空间变化,解析了水体主要离子来源并分析了水库水体... 水库的水化学特征及营养状态是流域自然条件和人为作用的综合体现,本研究以小湾水库(XW)及丹江口水库(DJK)为研究对象,分析了喀斯特水库水体主要离子变化特征以及氮(N)、磷(P)营养盐的空间变化,解析了水体主要离子来源并分析了水库水体营养状态及其影响因素.结果表明:两水库水化学类型分别为HCO_(3)·SO_(4)-Ca型及HCO_(3)-Ca型,均受岩石风化作用控制,且均具有较高水平的人为输入SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-);水库水体氮、磷主要以溶解态为主,水体无碳限制,但XW受氮限制,DJK受磷限制,水体营养状态均呈中营养水平;受喀斯特地区水化学背景及高风化速率的影响,C、N、P化学计量比为水体综合营养状态指数(TLI)的主要影响因素;水体在不同N、P限制条件下其营养状态的影响因子有所不同,而易受岩石风化、气候变化、人为输入等影响的C:P的值是控制水库水质的关键因素;基于水体氮、磷营养限制条件分析水化学特征、生源要素化学计量比等的影响,优化水体营养状态评价指标,为不同水文条件及功能作用下的喀斯特水库水体营养状态评价、水质管理提供依据. 展开更多
关键词 喀斯特水库 水化学特征 离子来源 营养状态
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丹江口水库浪河库湾夏季溶存CH_(4)特征
4
作者 孟江槐 肖尚斌 +6 位作者 康满春 刘佳 纪道斌 龙良红 朱怡帆 付陈乐 韩燕星 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6302-6312,共11页
针对丹江口水库溶存CH_(4)浓度(C_(CH4))和水-气界面CH_(4)通量(F_(CH4))及其理化性质,本研究采用高分辨率装置(FaRAGE)于2023年8月20~22日在浪河库湾开展为期2d的定点昼夜监测和多点位垂向断面监测,结果表明:库湾表层C_(CH4)、F_(CH4)... 针对丹江口水库溶存CH_(4)浓度(C_(CH4))和水-气界面CH_(4)通量(F_(CH4))及其理化性质,本研究采用高分辨率装置(FaRAGE)于2023年8月20~22日在浪河库湾开展为期2d的定点昼夜监测和多点位垂向断面监测,结果表明:库湾表层C_(CH4)、F_(CH4)具有显著的空间差异性.表层C_(CH4)、F_(CH4)分别为(0.54±0.16)μmol/L、(89.35±27.23)μg/(m^(2)·h),其F_(CH4)与其它水源地水库相近,但总体低于非水源地水库.垂向上,C_(CH4)具有表层低、底层高的分层现象.时间上,夜间表层C_(CH4)、F_(CH4)均高于白天.结构方程模型结果显示:库湾表层C_(CH4)与pH值变化较大有关(解释度为39.17%).垂向上,水温与溶解氧(DO)是C_(CH4)变化的主要原因,对其解释度分别为56.14%和35.25%.昼夜C_(CH4)变化的主导因素是DO(解释度为52.32%).根据水体综合营养指数(TLI(Σ)),丹江口水库为贫营养水库.库湾表层TLI(Σ)(47.36±8.28)从上游(LH00)到下游(LH05)逐渐下降.垂向上,TLI(Σ)(均小于50)总体呈表、底层高而中层低分布趋势.与其它研究不同的是,丹江口水库C_(CH4)与TLI(Σ)并无显著正相关关系.研究表明中营养水源地水库水体降低了水体藻华爆发风险,进而保持水源地水库水质和减少CH_(4)排放,但在中营养水库中并不能用TLI(Σ)评估CH_(4)排放水平. 展开更多
关键词 丹江口水库 溶存CH_(4) 水体综合营养级指标 溶解氧 PH值
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不同时期东洞庭湖水域碳素赋存特征及其影响因素 被引量：4
5
作者 王丽婧 朱怡帆 +5 位作者 田泽斌 纪道斌 杨忠勇 李莹杰 刘佳 孟江槐 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2542-2552,共11页
2022年4月平水期及2022年7月丰水期对洞庭湖区域进行调查采样,同步检测各环境因子;基于水体酸碱平衡、亨利定律及室内实验,计算水体各碳素赋存含量,并分析各影响因素.结果表明:不同时期东洞庭湖水域各碳素赋存含量均呈现出溶解性无机碳(... 2022年4月平水期及2022年7月丰水期对洞庭湖区域进行调查采样,同步检测各环境因子;基于水体酸碱平衡、亨利定律及室内实验,计算水体各碳素赋存含量,并分析各影响因素.结果表明:不同时期东洞庭湖水域各碳素赋存含量均呈现出溶解性无机碳(DIC)>溶解态有机碳(DOC)>颗粒态有机碳(POC)>颗粒态无机碳(PIC)的特征.水位变动、水体理化因子、湘江来流和温室气体分压对东洞庭湖水域碳素赋存含量有较大影响;不同时期水温(Temp)、pH值、溶解氧(DO)与叶绿素a(Chl-a)含量对碳素赋存含量影响差异性显著. 展开更多
关键词 东洞庭湖 平水期 丰水期 碳素赋存 影响因素
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三峡水库典型支流库湾沉积物CH_(4)产生和氧化规律 被引量：2
6
作者 孟江槐 康满春 +4 位作者 纪道斌 刘佳 肖尚斌 胡杰茗 韩燕星 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1670-1681,共12页
以三峡水库香溪河库湾为研究对象,采用原位加密采样(2021年5月)和室内培养方法,结合沉积物特性与水环境因子分析,探讨了香溪河库湾沉积物甲烷(CH_(4))释放潜力、沉积物-水界面CH_(4)产生和氧化通量空间分布规律及其影响因素。结果表明:... 以三峡水库香溪河库湾为研究对象,采用原位加密采样(2021年5月)和室内培养方法,结合沉积物特性与水环境因子分析,探讨了香溪河库湾沉积物甲烷(CH_(4))释放潜力、沉积物-水界面CH_(4)产生和氧化通量空间分布规律及其影响因素。结果表明:三峡水库泄水期间,香溪河库湾沉积物CH_(4)释放潜力的变化范围是6.35-2029.37 mg/(kg·d),沉积物-水界面CH_(4)产生通量和氧化通量的变化范围分别为0.04~0.73、0.03~0.62 mmol/(m^(2)·d);空间上,沉积物CH_(4)释放潜力、沉积物-水界面CH_(4)产生及氧化通量在香溪河库湾和各典型横切面(XX02、XX05和XX06)间表现出空间差异性,主要受水深、TOC和温度的影响。垂向上,CH_(4)产生速率随沉积物深度的增加而减小,表层20 cm沉积物CH_(4)释放潜力占整柱沉积物的70%,可以用于估算库湾沉积物CH_(4)释放潜力。此外,沉积物-水界面CH_(4)产生通量与沉积物总有机碳呈极显著线性正相关关系,与水深呈显著的负相关关系。CH_(4)产生、氧化通量均与温度呈极显著正相关关系,温度升高导致CH_(4)氧化率线性下降,从而增加沉积物CH_(4)排放。泄水期香溪河库湾沉积物CH_(4)氧化率高达96.62%,表明进入水体的CH_(4)只是沉积物产生CH_(4)的很小一部分。 展开更多
关键词 三峡水库 香溪河 沉积物 CH_(4)产生 CH_(4)氧化
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东洞庭湖涨水期水域碳汇特征及其影响因素 被引量：4
7
作者 朱怡帆 田泽斌 +5 位作者 王丽婧 纪道斌 杨忠勇 孟江槐 田盼 刘佳 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期843-853,共11页
为了解东洞庭湖水域的碳汇特征,于2022年4月涨水期对东洞庭湖区域进行调查采样,并同步监测关键环境因子.运用垂向归纳模型和薄边界层法分别研究了东洞庭湖涨水期浮游植物的初级生产力以及水-气界面CO_(2)和CH_(4)的交换通量,基于碳收支... 为了解东洞庭湖水域的碳汇特征,于2022年4月涨水期对东洞庭湖区域进行调查采样,并同步监测关键环境因子.运用垂向归纳模型和薄边界层法分别研究了东洞庭湖涨水期浮游植物的初级生产力以及水-气界面CO_(2)和CH_(4)的交换通量,基于碳收支关系计算水域净碳汇通量并分析其影响因素.结果表明:东洞庭湖涨水期水域碳汇能力存在空间差异性,总体表现出碳源的特征.湖区出口、城陵矶、岳阳楼、扁山、鹿角、湖中岛、蝴蝶口、大小西湖、六门闸上游、红星洲净碳汇通量为负值,表现为碳源,通量波动范围为-4.92~-0.17(mmol/(m^(2)·h)),平均值为-1.95mmol/(m^(2)·h);东湖区、六门闸下游净碳汇通量为正值,表现为碳汇,通量波动范围为1.10~2.24(mmol/(m^(2)·h)),平均值为1.67mmol/(m^(2)·h).东洞庭湖水域的净碳汇通量(NPP)主要受CO_(2)通量(FCO_(2))、CO_(2)分压(PCO_(2))及溶解氧(DO)影响.此外水位波动、水体营养盐、温度、水体碱度也会通过改变水体PCO_(2)含量对碳汇能力造成较大影响. 展开更多
关键词 东洞庭湖 涨水期 碳汇 环境因子 影响因素
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三峡水库调度对香溪河库湾水体溶存甲烷时空分布的影响 被引量：4
8
作者 刘佳 胡杰茗 +3 位作者 郑祥旺 康满春 孟江槐 肖尚斌 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2508-2518,共11页
以三峡水库典型支流香溪河库湾为研究对象,在泄水期和汛期开展表层和垂向水体溶存甲烷浓度的高分辨率监测,探讨水库调度对香溪河库湾溶存甲烷时空分布规律的影响.结果表明,泄水期和蓄水期库湾溶解甲烷浓度分别为(0.41±0.54)和(0.50... 以三峡水库典型支流香溪河库湾为研究对象,在泄水期和汛期开展表层和垂向水体溶存甲烷浓度的高分辨率监测,探讨水库调度对香溪河库湾溶存甲烷时空分布规律的影响.结果表明,泄水期和蓄水期库湾溶解甲烷浓度分别为(0.41±0.54)和(0.50±0.66)μmol/L,呈现上游高下游低,表层低底层高的空间分布特征,且呈现出极强的空间差异.水库调度促使干流水体通过异重流进入库湾,改变了水体分层状态,也改变了库湾内溶存甲烷的时空差异;同时干流水体的稀释作用,还将直接降低库湾水体甲烷浓度.此外,水库调度对库湾甲烷产生,消耗将产生间接影响,其潜在机制还需进一步探讨. 展开更多
关键词 三峡水库 香溪河库湾 甲烷 时空分布
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