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海洋生物学学报, 2013 年, 第 2 卷, 第 9 篇 doi: 10.5376/jmb.2013.02.0009
收稿日期: 2013年03月11日 接受日期: 2013年04月09日 发表日期: 2013年04月11日
Rahaman at al, 2013, Spatial and Temporal Variation of Total Nitrogen and Total Phosphorus in Major River Systems of Sundarbans Mangrove Forest, Bangladesh, Haiyang Shengwu Xuebao, Vol.2, No.9 (doi:10.5376/jmb.cn.2013.02.0009)
红树林为多元化的社区提供独特的生态环境,松达班地区(Sundarbans, 位于孟加拉国南部)由于各种人类活动变成一个快速变化的生态系统。为了评估松达主要河流系统的时间和空间中总氮、总磷浓度的变化,2010年9月至2011年2月进行了一项研究。从主要河流系统选了十四个采样点。在季风和冬季观察Rupsha - Passur水系的总磷的范围(0.326-0.409 mg/L和0.091-0.371 mg/L)和总氮(2.52-3.50 mg/L和3.43-5.25 mg/L)。另一方面,季风和冬季期间总磷的范围(0.475-0.144 mg/L和0.060-0.113 mg/L)和总氮(2.31-3.61毫克/升和3.22~5.95 mg/L)将在arpangashia - malancha水系被发现。在雨季和旱季baleswar -波拉河系统含营养元素的水被发现总磷的范围是0.106-0.364 mg/L和0.053-0.075 mg/L,总氮范围是2.59-3.57 mg/L和2.87-5.60 mg/L。在这两个季节,总氮和总磷含量均高于地表水的环境保护标准。研究区观察到的动态营养素水平可成为居住在水生动植物有严重的后果。
红树林生态系统是邻近海岸生态系统的有机氮、磷等营养物质的重要贡献者。红树林生态系统可能通过各种机制,如营养和碳出口显著影响相邻的沿海地区。红树林为浮游植物的生长提供了营养物质,从而加强商业性渔业的二次生产和推广。源输入到红树林区的红树林的净初级生产量似乎是影响材料通量方向和大小的一个重要因素(Parikh and Datye, 2003)。营养素的分布和行为通常受潮汐、季节和天气条件的影响。在水面积的沉积物存放在红树林里在洪水泛滥的过程中,丰富了红树林的土壤和水。红树林河流的养分循环和养分波动对生物有直接的影响。SRF也对多种植物、爬行动物、鱼类和鸟类有重要性。SRF的植被为各种鱼类,甲壳类、软体动物和其他水生生物提供食物。氮和磷是所有生物的饮食要求因为它们是所有蛋白质和核酸的组成。磷存在的数量虽小,但对水的营养系统有着巨大的影响。氮对植物来说是必需的,并且它被发现在空气中大量存在。初级氮和磷是不能直接被占用的。氮必须首先被绑定和转换,例如硝酸盐。氮和磷是生物必需的营养素。而且当超过了受纳水体的同化能力,氮和磷是导致水体富营养化的主要元素(Abal et al., 2005)。从陆地到海洋的氮、磷的运输是生物地球化学循环过程中的一个重要组成部分(Turner et al., 2003)。许多研究表明,在水的氮输入的主要因素包括工业,农业(肥料)和人口(Meybeck and Helmer, 1989; Benjamin et al., 1991; Xing and Zhu, 2000; Gregory et al., 2001)。红树林环境中氮的行为取决于离子交换容量、氧化还原条件、有机质和粘土含量的变化。海洋沿海水域经常收到高负荷的营养物质(即氮和磷,由于人类活动,可能会导致严重的水体富营养化问题和恶化的沿海环境(Ranjan et al., 2008)。各种研究表明,在过去的几十年里,超过55%的松达班红树林湿地已被用于农业或工业用途。导致河流系统的人为排放的增加。
向沿海水域排放的最大的废物是污水,这主要是有机的性质和细菌腐烂。污水污染主要表现在低溶解氧水平和在这些水域的高营养水平。这可能会通过食物网导致植物和动物群落的不平衡(Johnston, 1976)。在热带和亚热带地区已得到相当的重视,近年来由于水的重要性在确定短期和长期的海岸带生态系统的可持续性养分动态过程对沿海水循环研究和养分动态。虽然作为一个森林的植物,动物和红树林渔业,它有巨大的重要性,但有非常有限的信息,特别是在这个重要的水体氮磷的主要养分动态。因此,本研究已进行了了解在一些选定的主要河流系统的总氮和总磷的变化。从这项研究中产生的数据将指导的主要营养素的情况下,将作为进一步研究的基线。
1材料与方法
1.1研究区域和时间
这项研究是在三大水系该PASSUR进行(RP),arpangashia - malancha(A)和Baleswar Bhola(B-B)的松达班红树林、孟加拉(图1)。巽达班斯是世界潮盐生植物红树林的最大的一块,位于恒河的河口,横跨孟加拉和西孟加拉邦,印度地区,形成三角洲靠海的边缘。松达班,涵盖了6个总面积017平方公里,其中143平方公里的陆地和4是剩下的1的874平方公里的水体,以河流、运河和河流(卡里姆, 1995)。的Sundarban海岸是纵横交错的河流该,PASSUR,Shibsha,arpangashia,baleswar形成网络的复杂河口网络,足底等河流通向孟加拉湾通过桑德本保留森林(SRF)和携带大量有利于生产力的地区养分(Chitkara, 1985)。在东部的河流balaswar是主要的淡水来源虽然有几个人还把水从恒河雨季。这些河流也因此更容易在流和海水潮汐入侵旱季减少(Hasa, 2001)。
图1 具有采样点位置的研究区域地图 |
1.2个采样点和采样周期的水样的森德,表1给出了三大水系的几个采样点采集。采样周期分为两个季节,季风和冬季。后季风包括九月至十一月和冬季包括十二月至二月。在季风的采样时间是在九月PASSUR河,2010。这是重复的,在十一月,2010在冬天。arpangashia河流的采样周期是十月,2010在季风和十二月,2011在冬季。采样期间是分别在十二月和二月在baleswar和波拉河。
表 1 采样站和时间 |
1.3样品的采集
在潮水高潮时,从水体表层的水体表面收集水样。从每一个采样点的河流收集水样,并储存在预清洗的塑料容器中。容器的容积为两升。一旦收集到样品,立即储存在冷藏箱中的冰上,运到实验室,并储存在4度。
1.4总氮分析
氮是蒸馏和凯氏定氮法、滴定法测定,方法(Saxena, 1998)按下列公式计算吨毫克/升=(T-B)×N×1000×14 /体积的样品在滴定剂的体积,T =(HCl)对样品(ML);滴定剂B =体积(HCl)对空白(ML);滴定剂N =正常(0.01);14 =氮原子质量。
1.5总磷分析
这种磷酸磷可以通过抗坏血酸法(河表网络,1991)通过校准曲线的制备(图2)。
图 2 磷分析标准曲线 |
1.6数据的表示
微软Excel进行分析和采集数据的图形。
2结果与讨论
2.1总氮
在该PASSUR水系,TN的平均值为2.10±0.41 mg / L的季风和TN的平均值为4.47±0.72 mg/L冬季。TN浓度最大值出现,5.04±0.33毫克/升在冬季karamjal运河地表水的最低浓度,观察在标本馆河地表水后风2.52±0.12 mg/L。(图 3)
图 3 空间和时间在冬季和雨季后该PASSUR河系统总氮的变化 |
在arpangashia malancha水系,TN的平均值为2.78±0.38 mg / L的季风和TN的平均值为4.22±1.05 mg/L冬季(图 4)。TN浓度最高,5.95±0.28 mg/L在冬季poshurtola河地表水观测的最低浓度,在季风arpangashia地表水观察2.52±0.23 mg/L。在baleswar波拉河系统 (图 5),TN的平均值为3.02±0.428 mg / L的季风和TN的平均值为3.87±1.20 mg/L冬季。TN浓度最大值被发现,5.60±0.32 mg/L在sarankhola冬季地表水的最低浓度,supoti河地表水2.59±0.20 mg/L观察在后风。
图 4 时空变化总氮(TN)在arpangashia malancha水系冬季季风 |
图 5 时空变化总氮(TN)在baleswa波拉河系统在冬季季风 |
在季风季节,TN浓度2.52毫克/升和3.50毫克/升在该PASSUR河之间。在arpangashia和malancha水系是2.31毫克/升变为3.61 mg/L和baleswar和波拉河是各2.80毫克/升和3.57毫克/升之间。(图 6)
图 6 总氮(TN)比较,在后风三水系的浓度 |
在冬季,TN浓度0.091毫克/升和0.371毫克/升在该PASSUR水系之间。在arpangashia和malancha河的变化从3.22毫克/升5.95毫克/升,baleswar和波拉河各2.87毫克/升和5.60毫克/升之间(图 7)。
图 7 总氮(TN)冬季三个水系的浓度的比较 |
图 8 空间和时间变化的总磷(TP)在该- PASSUR水系季风和冬季 |
2.2总磷总磷
在该PASSUR水系,TP平均值为0.379±0.031 mg / L的季风和TP的平均值为0.204±0.104 mg/L冬季(图 8)。TP的最低浓度0.008毫克/升,0.091±在标本馆冬季地表水发生的最大浓度,观察在karamjal河地表水后风0.409±0.042 mg/L。
图 9 New ICT based fertility management model in private dairy farm India as well as abroad |
在arpangashia malancha水系,TP平均值为0.113±0.029 mg / L的季风和TP的平均值为0.078±0.023 mg/L冬季(图 9)。最高的0.144±TP浓度0.018 mg/L时kolagachi管观察在poshurtola地表水和malancha arpangashia河水系在季风后的最低浓度0.004毫克/升的0.075±。
在baleswar波拉河系统,TP平均值为0.214±0.08 mg / L的季风和TP的平均值为0.092±0.038 mg/L冬季(图 10)。最大浓度0.06毫克/升,0.364±在季风的supoti运河水面观察和TP的最低浓度为0.001 mg/L,0.053±发生在地表水会在冬天。
图 10 空间和时间变化的总磷(TP)在baleswar波拉河系统在季风和冬季 |
在季风季节,TP浓度从0.326毫克/升0.409毫克/ L PASSUR河。在arpangashiaand和malancha河的变化从0.075毫克/升0.144毫克/升,baleswar和波拉河各0.106毫克/升和0.364毫克/升之间 (图 11)。
在冬季,TP浓度0.091毫克/升之间,0.371 mg/L PASSUR河。在arpangashia和malancha河的变化从0.060毫克/升0.113毫克/升,baleswar和波拉河各0.053毫克/升和0.144毫克/升之间 (图 12)。
图 11 季风后水系总磷(总磷)浓度的比较 |
在红树林河水氮和磷浓度有很大的不同。图5表示的最小值(2.31 mg/L)TN观察在arpangashia河地表水在季风季节。另一方面,最大浓度(5.95 mg/L)在冬季poshurtola malancha河地表水发生。较高浓度的总氮被发现在冬季,因为减少由于减少径流和电流。在总磷变化最小值浓度的季节变化(0.060 mg/L)观察到在冬季kolagachi河点地表水的最高水平(0.409毫克/升)在季风的poshurtola malancha河地表水发生。
冬季和雨季后总磷总氮的高水平更高层次的协议是在adeyemo(2004)谁发现伊巴丹水系水体营养盐负荷的雨季和干燥的季节中磷酸盐的范围(2.23 ~ 16.2 ppm和2.8 ppm的分别为0.35 ~);总氮(0.13 ~ 0.9 ppm和3.4 ppm的分别为0.47 ~)。氮在这项研究中观察到的高水平是在Wolfhard和莱因的协议,他认为氮通常是建立在干燥的季节。这项研究是矛盾的一些其他研究的结果,这在下面给出。
在水中的磷和氮的浓度高,相比标准(0.2毫克/升)的指导方针,但是,磷浓度较高,在后季风季节图6,而氮较高,在冬季图5。在Sundarbans沿江地区土地利用红树林主要是农田,可能是一个可能的解释从径流磷的高水平在梅雨季节作为本研究中观察到的。有各种来源的磷,如河流,从表面集水区径流,从死的植物和动物的水和沉积物之间的相互作用仍然在河流的底部。磷被认为是河流水体富营养化的营养物质的主要原因,因为它是主要的启动因子。结果表明,该流域营养盐负荷高;江河的破坏会导致因营养丰富、生产力、衰减和沉淀(adeyemo, 2004)。
图 12 冬季12个水系总磷(总磷)浓度的比较 |
根据默多克等人的(2001)高水平的磷和氮可以导致富营养化,从而增加藻类的生长,并最终降低水体中的溶解氧含量。事实上,在自然水域的化学成分的变化可能发挥了重要的作用,在调节浮游植物的丰度,组成,地理和时间上的分布(雷诺兹, 1984)。已被排放到沿海地区的总磷和总氮的过量,已被证明是导致富营养化,这将导致在藻类群落结构的各种变化(约根森和理查德森,1996)。本研究总结的空间和季节性波动的两种主要化学参数在Sundarbans红树林河流的水作为探索性统计数据的输出显示明显受淡水输入在季风的红树林河流的化学性质。在本研究中发现了一个显着的变化,氮,磷,在本研究。在这项研究中观察到的营养水平的水质恶化和上升是惊人的,定期监测和预防措施,需要从水体富营养化的水生系统。
在红树林河水氮和磷浓度有很大的不同。图5表示的最小值(2.31 mg/L)TN观察在arpangashia河地表水在季风季节。另一方面,最大浓度(5.95 mg/L)在冬季poshurtola malancha河地表水发生(图5)。较高浓度的总氮被发现在冬季,因为减少由于减少径流和电流。在总磷变化最小值浓度的季节变化(0.060 mg/L)观察到在冬季kolagachi河点地表水的最高水平(0.409毫克/升)在季风的poshurtola malancha河地表水发生(图9)。
冬季和雨季后总磷总氮的高水平更高层次的协议是在adeyemo(2004)谁发现伊巴丹水系水体营养盐负荷的雨季和干燥的季节中磷酸盐的范围(2.23 ~ 16.2 ppm和2.8 ppm的分别为0.35 ~);总氮(0.13 ~ 0.9 ppm和3.4 ppm的分别为0.47 ~)。氮在这项研究中观察到的高水平是在Wolfhard和莱因的协议,(1998),他认为氮通常是建立在干燥的季节。这项研究是矛盾的一些其他研究的结果,这在下面给出(表2)。
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在水中的磷和氮的浓度高,相比标准(0.2毫克/升)的指导方针,但是,磷浓度较高,在后季风季节图6,而氮较高,在冬季图5。在Sundarbans沿江地区土地利用红树林主要是农田,可能是一个可能的解释从径流磷的高水平在梅雨季节作为本研究中观察到的。有各种来源的磷,如河流,从表面集水区径流,从死的植物和动物的水和沉积物之间的相互作用仍然在河流的底部。磷被认为是河流水体富营养化的营养物质的主要原因,因为它是主要的启动因子。结果表明,该流域营养盐负荷高;江河的破坏会导致因营养丰富、生产力、衰减和沉淀(adeyemo,2004)。
致谢
作者要感谢教育部,孟加拉的资金来完成这一研究。
Abal E.G., Bunn S.E. and Dennison W.C., 2005, Healthy Waterways Healthy Catchments: Making the Connection in South East Queensland. Moreton Bay Waterways and Catchments Partnership, Brisbane, Australia, pp.240
http://dx.doi.org/10.1038/35102672 PMid:11700544
http://dx.doi.org/10.1029/CE052
http://dx.doi.org/10.1021/ed074p1413
http://dx.doi.org/10.1016/0031-0182(89)90191-0
http://dx.doi.org/10.1007/s00254-007-1019-9
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http://dx.doi.org/10.1080/02626669809492105
Xing G.X., and Zhu Z.L., 2000, An assessment of N loss from agricultural field to the environment in China, Nutrient Cycling in Agroecosystems, 57: 67–73
http://dx.doi.org/10.1023/A:1009717603427