本书是“十五”期间中国科学院知识创新工程“长江中下游湖泊生源要素生物地球化学循环与富营养化过程”等课题研究成果的系统总结。研究工作涉及长江中下游地区30多个湖泊，重点研究了太湖、巢湖和龙感湖的氮、磷等营养物在湖泊中的环境地球化学循环过程和机制。主要内容包括：湖泊历史时期营养本底的定量重建及人类作用下的湖泊环境响应；湖泊沉积物中营养元素生物可利用性及其界面环境化学行为和释放风险；湖泊动力再悬浮发生过程、悬浮质垂向分布和氮、磷等营养物在颗粒物上的行为；湖泊沉积物中微生物、酶作用下的生源要素生物地球化学循环过程及机制；湖泊沉积物生源要素内源负荷估算、定量贡献及与水体富营养化的关系。
本书可供湖泊环境化学、环境生物、水文物理、古湖沼学、沉积学、环境保护、水利、水产和流域管理等领域的科研技术人员、政府部门有关人员和高等院校师生阅读和参考。
样章试读
目录
- 序言
前言
第一章 长江中下游地区湖泊概论
第一节 湖泊形成演变和湖区社会经济
一、形成及演变
二、历史洪泛及环境影响
三、社会经济概况
第二节 湖泊富营养化状况及外部原因
一、湖泊富营养化状况
二、湖泊富营养化的外部原因
三、湖泊富营养化灾害
第三节 生物地球化学循环在湖泊富营养化研究中的意义
一、物理、化学和生物过程对湖泊生态系统营养物质循环的作用
二、界面过程对湖泊生物地球化学循环的影响
三、国内外湖泊富营养化相关研究成果和特点
第四节 典型湖泊的环境特征及研究背景
一、典型湖泊的环境特征
二、主要野外工作及总结内容
参考文献
第二章 湖泊生源要素本底及历史时期人与自然相互作用响应
第一节 长江中下游湖泊水环境背景与富营养化特征
一、长江中下游湖泊富营养化现状
二、湖泊营养类型的分布特征和趋势分析
第二节 湖泊水质指标与表层沉积硅藻关系
一、古湖沼学技术在湖泊环境治理中的应用
二、水环境化学指标与硅藻数据库
第三节 典型湖泊历史时期营养水平的定量重建
一、硅藻定量研究的基本思路
二、长江中下游湖泊硅藻总磷转换函数的建立
三、典型湖泊历史水体总磷浓度的定量重建
第四节 流域历史时期人与自然相互作用的湖泊环境响应
一、指标的环境指示意义
二、湖泊钻孔综合环境指标特征
三、湖泊历史时期人与自然相互作用的湖泊和流域生态与环境响应
四、湖泊历史时期营养本底水平与富营养化进程
参考文献
第三章 湖泊现代沉积生源要素形态特征及生物可利用性
第一节 湖泊沉积物磷形态分布及来源
一、湖泊水体和沉积物物化特征
二、湖泊表层沉积物中磷的形态分布特征
三、湖泊沉积物磷形态与沉积物属性之间的关系
四、湖泊沉积物中不同形态磷的来源
五、湖泊沉积物中不同形态磷的迁移转化
六、湖泊沉积物中酸可提取有机磷的环境意义
七、重污染湖区沉积物磷形态的垂向分布特征
第二节 湖泊沉积物氮形态的时空分布特征
一、湖泊沉积物总氮的时空分布
二、湖泊沉积物形态氮的时空分布
第三节 湖泊现代沉积物中生物可利用磷的赋存特征
一、湖泊沉积物中BAP含量的测定
二、湖泊现代沉积物中BAP的赋存特征
三、湖泊沉积物中BAP含量的影响因素
第四节 梅梁湾水体磷的生物有效性及其与现代沉积物的联系
一、梅梁湾水体及颗粒物BAP含量测定
二、夏季梅梁湾水体BAP浓度和Chla含量的分布
三、湖泊Chla含量与BAP浓度之间的关系
四、夏季梅梁湾水体BAP变化及与现代沉积物的联系
第五节 湖泊沉积物氮、磷形态与潜在释放
一、湖群沉积物环境地球化学性质与释放风险聚类
二、潜在释放与沉积物、间隙水和上覆水氮、磷含量
三、沉积物氮、磷潜在释放与环境地球化学参数相关性
参考文献
第四章 浅水湖泊水动力及其作用下生源要素行为
第一节 浅水湖泊风浪特征
一、观测点位与观测时间
二、风浪要素的统计方法
三、风浪要素的统计特征
第二节 浅水湖泊湖流特征
一、龙感湖湖流特征
二、巢湖湖流特征
三、太湖湖流特征
四、浅水湖泊湖流与风场的关系
五、太湖长时间尺度流场
第三节 风浪作用下沉积物再悬浮与悬浮物垂向分布
一、悬浮物原位观测
二、悬浮物和沉积物测定
三、悬浮物量计算
四、风浪作用下悬浮物含量变动及湖底沉积物再悬浮量
五、再悬浮沉积物的当量厚度
第四节 波浪作用下湖泊水体营养盐分布特征
一、龙感湖水体营养盐含量与垂向分布对波浪变化的响应
二、巢湖水体营养盐含量与分布随波浪变化
三、太湖水体营养盐含量与垂向分布随波浪变化的响应
第五节 再悬浮沉积物对湖泊磷的吸附和解吸机制
一、沉积物对磷的吸附解吸过程
二、沉降颗粒物特征及对磷的吸附解吸过程的影响
三、环境因子对磷的沉积物吸附解吸影响
第六节 悬浮物颗粒对湖泊水体氨氮的吸附特性
一、悬浮物颗粒的NH＋4-N吸附实验
二、NH＋4-N吸附的动力学过程
第七节 磷在沉积物水界面上的吸附与分配
一、磷吸附量计算模型
二、湖泊沉积物磷吸附动力学
三、磷在沉积物界面上的吸附行为
四、介质和环境因子对磷吸附影响
第八节 动力作用对悬浮物结构及生源要素转化的影响
一、浅水湖泊的动力扰动与界面环境
二、湖泊悬浮颗粒物形态学
三、模拟扰动条件下湖泊悬浮物结构特性
参考文献
第五章 湖泊沉积物生源要素界面环境化学
第一节 湖泊水体和沉积物间磷形态的相关性
一、影响湖泊水体磷形态分布差异的原因
二、湖体溶解性氮、磷和硅季节性变化的控制因素
三、表层沉积物中不同形态磷的分布特征
第二节 浅水湖泊沉积物磷释放模式与释放风险预测
一、湖泊沉积物磷吸附理论与实验方法
二、不同类型沉积物磷释放对酸碱性变化的响应
三、沉积物磷的吸附特性及磷释放风险评估
第三节 湖泊沉积物厌氧条件下的氮形态转化
第四节 湖泊氮氧化物产生过程及界面动力学影响
一、湖泊溶解N2O与CH4的空间分布
二、湖泊溶解N2O、CH4和DO的夏季昼夜变化
三、湖泊中NH＋4、NO－3和NO－2变化
四、湖泊N2O与总溶解性固体的关系
第五节 疏浚湖泊界面过程生源要素释放机制
一、疏浚对沉积物氮、磷释放的短效影响
二、疏浚对沉积物内源控制的长效影响
三、造成疏浚效果差异的界面活化效应
参考文献
第六章 湖泊生源要素的生物地球化学循环过程
第一节 细菌在典型湖泊沉积物中的分布特征
一、细菌在太湖水体和沉积物中的垂直分布
二、细菌在巢湖沉积物中的分布特征
三、细菌在龙感湖沉积物中的分布特征
第二节 湖泊沉积物细菌多样性及细菌解磷作用
一、不依赖分离培养获得的沉积物细菌多样性
二、培养基富集获得的沉积物细菌多样性
三、不同培养基分离获得的细菌16SrDNA多样性
四、沉积物中解磷细菌的解磷作用
五、沉积物中不溶性磷酸盐的生物转化及磷的生物释放
第三节 湖泊溶解态磷酸酶的活性及其稳定性
第四节 胞外磷酸酶在营养盐转化过程中的作用
第五节 生物驱动下湖泊磷的代谢过程
第六节 浮游植物的繁盛与磷营养的关系
第七节 湖体中碱性磷酸酶的活性及磷的矿化速率
一、湖泊不同区域主要理化因子及磷形态分布
二、微囊藻与碱性磷酸酶活性及动力学参数
三、湖泊磷的分解速率及磷循环
参考文献
第七章 生源要素内源负荷与湖泊富营养化关系
第一节 沉积物水界面生源要素迁移机制及内源负荷估算
一、浅水湖泊内源静态负荷研究方法
二、内源氮释放量及对湖体污染负荷贡献
三、内源磷释放量及对湖体污染负荷贡献
第二节 湖泊沉积物水界面磷的动态负荷估算
一、湖区风情与沉积物悬浮
二、模拟风浪条件下的磷释放
三、风浪作用下的颗粒磷转化
四、动态释放对湖泊内源负荷的贡献
第三节 有机质在湖泊富营养化过程中的作用
一、湖泊沉积物和颗粒物中有机质与其他生源要素关系
二、初级有机物质降解对湖泊富营养化影响
第四节 长江中下游湖群内源负荷与富营养化关系
一、江湖水体生源要素输送及其含量水平
二、沉积物间隙水中生源要素含量的湖群差异
三、不同湖群的内源释放差异及原因分析
四、湖泊沉积物内源负荷对富营养化贡献
参考文献
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