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通过平面光极分析仪研究太湖底栖动物扰动及其密度变化对沉积物磷释放的影响

更新时间:2022-11-28   点击次数:368次

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太湖是一个大型浅水富营养湖泊,蓝藻水华频繁暴发。大量研究表明,沉积物磷的释放是导致水体磷水平较高和蓝藻水华频发的重要原因。底栖动物是湖泊生态系统的重要类群,它们的扰动行为可直接影响沉积物中磷的生物有效性。然而,大型富营养化湖泊底栖动物的扰动及其密度变化是否影响沉积物磷的释放和水体中磷的水平尚不清楚。本研究基于本文和中科院南京地湖所课题组已有的研究,探究了太湖底栖动物密度变化对沉积物磷释放以及水体磷水平的影响。

     基于2007-2020年太湖底栖动物的优势种及其密度变化,选择太湖底栖动物中的优势种—钩虾亚目的太湖大螯蜚(下文俗称钩虾)作为研究对象,采用智感环境多项高分辨监测技术:平面光极技术(PO)、薄膜扩散梯度技术(DGT)以及高分辨孔隙水采样技术(HR-Peeper)研究了钩虾扰动对水流量、沉积物混合、沉积物中氧气动态和沉积物磷释放的影响(图1)。

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图1 太湖大型底栖动物采样点(a),生物扰动的沉积物(bcde),荧光示踪技术和平面光极成像示意图(f),HR-Peeper和DGT采样示意图(g)。

      通过平面光极分析仪获取的高时空分辨率氧气二维变化可知,太湖钩虾通过生物灌溉增加了沉积物中氧气的可利用性和渗透深度,同时钩虾的间歇性通风活动导致洞穴及其周围沉积物中产生高度的氧化还原震荡(图2)。

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图2 钩虾扰动对沉积物中氧气分布和动态的影响。

        已有的研究结果表明,霍甫水丝蚓和摇蚊幼虫扰动也可通过增加沉积物中氧气的可利用性减少磷的释放(Chen et al. 2015, 2016a),而河岘和铜锈环棱螺则会通过消耗表层沉积物中的氧气增加磷的释放(Chen et al. 2016b;Yang et al.2020)。因此,推测钩虾、霍甫水丝蚓和摇蚊幼虫密度降低是加剧太湖沉积物磷释放和维持太湖水体磷水平的重要因素之一。

      本文技术(设备)支持:平面光极分析仪

适用介质:沉积物/土壤/植物根际等

测定指标:DO、pH、CO2等物理化学参数

详情链接:DO/pH/CO2高分辨实时监测设备:Easysensor®平面光极分析仪(PO)

● 功能特点:

    1 实时、快速地获取区域O2/pH/CO2的分布;

    2 设备与软件配套使用,可集成校准、获取图像、处理图像于一体;

    3 非侵入性成像测量,不破坏原生环境;

    4 配备1250w/2000w像素的CMOS相机,实现时间分辨率毫秒,空间分辨率亚毫米。

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