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本论文选取太湖北部湖区-梅梁湾为研究区域,采集表层沉积物经去底栖处理后,定量添加摇蚊幼虫、水丝蚓、河蚬三种不同功能组底栖生物,研究底栖生物扰动作用下,界面氧气侵蚀、溶解性物质界面交换的变化,并结合同位素示踪及配对技术,研究生物扰动作用对沉积物-水界面氮迁移转化的影响。主要结论归纳如下:
使用高精度溶解氧微电极,测定生物扰动后沉积物溶解氧剖面发现,摇蚊幼虫扰动作用能够增强沉积物溶解氧侵蚀深度并造成氧气在沉积物内空间分布差异,摇蚊幼虫扰动将沉积物氧气侵蚀深度从6mm作用增加到约10mm,而水丝蚓扰动对表层沉积物溶氧侵蚀深度没有显著影响。
以溴离子为示踪剂发现,摇蚊幼虫扰动促进了上覆水中溴离子向沉积物中的迁移,增加沉积物中溴离子迁移深度,摇蚊幼虫扰动样品溴离子迁移深度8cm左右,而对照样稳定在2cm,且经摇蚊幼虫扰动样品沉积物和对照样之间存在显著差异。但水丝蚓扰动后沉积物孔隙水中溴离子迁移深度及浓度并无显著变化。
底栖生物扰动增强沉积物对NO3-的吸收速率,即生物扰动作用强化了沉积物作为NO3-汇的能力。生物扰动能够增加上覆水中NH4+含量。
摇蚊幼虫、水丝蚓、河蚬三种底栖生物扰动均能增强沉积物总反硝化速率,由于耦合和非耦合反硝化两种过程的反应底物来源不同,因此底栖生物扰动对非耦合反硝化Dw的促进要强于耦合硝化反硝化DN。三种不同功能组底栖生物的扰动效果中,单位重量的摇蚊幼虫对反硝化速率的促进最强,水丝蚓次之,河蚬最弱。