张 彦，张 远，于 涛，宋晓娜，冯启言

1.中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221116

2.中国环境科学研究院河流与海岸带环境创新基地，北京 100012

3.中国石油大学(北京)资源与信息学院，北京 102249

太湖沉积物及孔隙水中氮的时空分布特征

张 彦1，2，张 远2*，于 涛2，宋晓娜3，冯启言1

1.中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221116

2.中国环境科学研究院河流与海岸带环境创新基地，北京 100012

3.中国石油大学(北京)资源与信息学院，北京 102249

通过2009年4月和9月2次大规模采样监测，研究了太湖沉积物和孔隙水中不同形态氮的时空分布规律.结果表明:太湖沉积物和孔隙水中不同形态的氮在垂向变化上没有明显的季节性差异.沉积物中氮在水平分布上表现为w(TN)，w(-N)和w(-N)在北部湖区和东部湖区较高，而在湖心区较低;在深度变化上，w(TN)从下往上逐渐增大，而w(-N)却呈相反的趋势，w(-N)没有明显变化.沉积物中w(有机氮)占w(TN)的80%，二者之间有很好的相关性(R=0.894，P＜0.01)，w(TN)主要受w(有机氮)影响.孔隙水中的氮在水平分布上表现为ρ(TN)，ρ-N)和ρ(-N)与沉积物中的氮分布基本一致;垂直变化上，孔隙水ρ(TN)和ρ-N)从下向上逐渐减小，而ρ-N)无明显变化规律;孔隙水中ρ(-N)占ρ(TN)的50%，二者之间也有很好的相关性(R=0.886，P＜0.01)，ρ(TN)主要受ρ(-N)的影响.分析显示，2种介质中3种形态的氮有很好的相关性.对沉积物中不同类型的有机质和各形态氮的相关分析发现，沉积物中有机质的类型和含量是影响氮素迁移转化的重要因素.

太湖;时空分布;沉积物;孔隙水;氮

Abstract:Based on vast sampling work conducted in April and September of 2009，the temporal and spatial distribution characteristics of various species of nitrogen in the porewater and sediments of Taihu Lake were analyzed.The results showed that the vertical distributions of nitrogen in different forms had no significant seasonal differences in either the porewater or the sediment.As for horizontal distribution，the contents of TN，-N and-N in the sediment were relatively higher in the northern and eastern regions of the lake than those in the central part of the lake.For vertical distribution，the content of TN increased gradually from the bottom to the top，while the content of-N had the opposite trend.The content of-N presented irregular variations.The content of organic nitrogen accounted for 80%of TN content，with significant positive correlation(R=0.894，P＜0.01).Therefore，TN content was influenced mostly by organic nitrogen content.For horizontal distribution，the concentrations of TN，-N andN in the porewater presented similar variation trends to those in the sediment.In terms of vertical variation，the concentrations of TN and-N gradually decreased from bottom to top of the porewater，whereas the change of-N concentration showed no apparent trend.In the porewater，the concentration of-N accounted for 50% of the TN concentration，also with significant positive correlation(R=0.886，P＜0.01).Therefore，TN concentration was influenced predominantly by the concentration of.The results revealed that in these two mediums，different forms of nitrogen had significant positive correlations.The correlation between different types of organic matter in the sediment and different forms of nitrogen were also analyzed.The results indicated that the type and amount of organic matter were the main factors influencing the transportation and transformation of nitrogen.

Keywords:Taihu Lake;spatial and temporal distribution; sediment;interstitial water;nitrogen

氮和磷是水生生物必需的营养盐，但过量的氮磷营养盐也是导致水体富营养化的重要原因［1］.水体中氮营养盐的升高一般由外源输入和内源释放2种作用方式.外源输入是通过入湖河流等将农田、生活和工业等含氮废水输入湖中，直接引起水体中营养盐的升高;而内源释放是由沉积物中的有机氮经过矿化分解作用转化为无机氮，再以沉积物孔隙水作媒介，进入上覆水引起水体中营养盐的升高［2］.在外源得到有效控制的时候，内源作用就变得十分明显.沉积物、孔隙水和上覆水中各形态的氮在不同条件下进行着迁移转化，而氮素在沉积物、孔隙水和上覆水中的含量分布也影响着各形态氮的迁移转化趋势［3-4］.因此，研究沉积物及孔隙水中各形态氮的时空分布，对查明水体营养状态变化、营养盐迁移转化规律等具有重要意义.

太湖是我国的第三大淡水湖泊，在我国水系中具有重要的环境、水文和生态意义.但是太湖的水环境问题尤其是富营养化问题十分严重，已经严重影响了水体的生态功能和使用功能.查明不同介质中各形态氮含量特征及时空变化特征是进一步解决太湖富营养化问题的基础工作.针对太湖的营养盐和富营养化问题已有大量的研究，在此基础上，笔者于2009年通过对太湖春秋两季的大规模布点，系统地采集了不同湖区的水样和柱状沉积物样，综合讨论太湖不同介质、不同湖区氮营养盐的含量及分布特征，从水平分布和垂直分布上更加精确地分析，阐明太湖不同介质中各形态氮的分布特征，同时探讨春秋两季各形态氮的变化特征，以期为太湖氮营养盐的区域分布差异和营养盐的迁移转化提供基础资料，同时也为太湖富营养化治理提供参考.此外，全面揭示太湖氮营养盐分布特征，还可为富营养化条件下的水环境基准的制订提供必要依据.

1 材料与方法

1.1 样品采集

分别于2009年4月和9月，在全太湖进行了调查采样.4月布设采样点20个，其中沉积物采样点10个;9月布设采样点125个，其中沉积物采样点20个，采样点位见图1.水样用定深采样器采集，各采样点分别在表层(0.5 m左右)和底层(1.5 m左右)处采集，每个深度各采集2个平行样，用聚乙烯瓶在0～4℃保存，当天运回实验室进行分析.沉积物样使用自重力柱状采泥器采集，沉积物柱状样深度多在10～30 cm，现场对柱状样按每1 cm进行切割，分别装在离心管中，密封于0～4℃下保存带回实验室分析.

现场测试指标包括温度、溶解氧(DO)、透明度和pH等，同时记录采样点环境.为了便于讨论，将太湖划分为4个湖区，分别为北部湖区、西部湖区、东部湖区和湖心区(见图1).

1.2 样品处理和分析

图1 太湖采样点分布Fig.1 Sampling sites in this study

1.2.1 样品处理

水样:过0.45μm的滤膜，取滤液测试溶解态总氮(DTN)、硝酸盐氮(-N)和氨氮(-N)质量浓度，同时取另外一份不经过滤的水样测试总氮(TN)质量浓度.

孔隙水样:首先将离心管中的沉积物在离心机中以4 200 r/m in离心10 min，取上清液，用0.45μm的滤膜过滤得孔隙水，分析测定过滤后孔隙水的ρ(DTN)，ρ(-N)和ρ(-N).

沉积物样:离心后的沉积物样在冷冻干燥机上进行72 h干燥处理后，将干燥的泥样研磨粉碎，过100目 (0.14 mm)筛，测定沉积物 样中的w(有机质)，w(TN)，w(-N)和w-N). NO3

--N采用饱和 CaSO4溶液浸提，即称取10 g土样于锥形瓶中，加入饱和CaSO4溶液50 m L，振荡30 min，过0.45μm的滤膜，测滤液中的w-N);-N采用KCl溶液浸提，即称取10 g土样于锥形瓶中，加入2 mol/L的KCl溶液50 mL，振荡30 min，过0.45μm的滤膜，测滤液中的w(-N).由于沉积物中的-N和-N是通过浸提液提取的，故为离子交换态氮.

1.2.2 样品分析

数据分析过程中通过统计检验剔除异常值.数据计算和统计工作在Excel 2003和SPSS 13.0中完成，区域分布图在Surfer 8.0中完成.

2 结果与讨论

2.1 沉积物中不同形态氮的时空分布特征

表1是不同湖区0～30 cm沉积物中各形态氮含量春秋两季的统计特征.表1显示，不同形态氮的含量在4月和9月没有明显变化，说明0～30 cm沉积物中氮的形态和平均含量受季节变化的影响较小.但是，在表层 0～5 cm 处w(-N)和w(-N)却有明显的季节差异(见表2).这是由于湖泊表层沉积物和水体等的交换作用比较强烈，受环境因素的影响较大，在4月时，由于大量生物开始生长，从各种介质中吸收营养盐合成自身物质;而在9月时，各种生物开始死亡并向介质中释放营养盐，致使沉积物中的氮素含量要高于4月，这也和前人研究的结果相似［6］.下层5～30 cm沉积物受到风浪扰动、温度、溶解氧、生物等因素的影响较小，从而比较稳定.但对0～30 cm沉积物样品统计发现，这种季节差异不很明显，因此，以下主要以9月为例讨论氮的变化.

表1 沉积物中不同形态氮含量的统计特征Table 1 Statistics results of different conformation nitrogen in the sediments mg/kg

沉积物w(TN)平均值(9月)为740.8～1 009.7 mg/kg，在全湖的分布上表现为北部湖区和东部湖区较高，西部湖区和湖心区较低.其中，湖心区w(TN)最低，在750 mg/kg以下，最小值为639.1 mg/kg;其他3个湖区均在850 mg/kg以上，最大值出现在北部湖区，为1 292.3 mg/kg.出现这种差异性的原因可能是由于北部湖区为太湖藻类的主要爆发区，东部湖区为草型湖泊，生长着大片水草，使得以上2个湖区的初级生产力比较旺盛，沉积物中的w(有机质)相 对 于 其 他 2个 湖 区 较 高，而w(有机质)和w(TN)之间又有很好的相关性(R= 0.791，P＜0.01)，所以这2个湖区的w(TN)相对较高.沉积物中w(-N)的平均值为 105.4～ 161.4 mg/kg，占w(TN)的10.6%～15.9%，水平分布上表现为北部湖区＞西部湖区＞东部湖区＞湖心区.w(-N)较其他形态氮低，平均值为46 mg/kg (SD=7.4)，只占w(TN)的4%左右，这是因为沉积物为相对厌氧环境，不利于-N的形成.水平分布上，北部湖区和西部湖区的w(-N)高于东部湖区和湖心区，这可能与北部湖区和西部湖区长时间受到外来污染源输入有关.沉积物中w(有机氮)占w(TN)比例最大，为81%，说明沉积物中的氮以有机氮为主.这也和王东红等［6］2004年的研究结果类似.

表2 沉积物中不同深度处各形态氮含量统计特征Table 2 Statistics results of different conformation nitrogen in different depth of sediments mg/kg

图2为9月沉积物中w(TN)，w-N)和w(-N)在不同深度(1，10和20 cm)的分布情况.

图2反映了不同深度(代表不同年代)各形态氮在全太湖的分布情况.从图2可以看出，w(TN)在全湖的分布从20 cm处(根据刘国卿等［7］对太湖沉积速率的推算，大约代表1930年)到1 cm(现在)呈现出明显增加的趋势，说明太湖的氮污染在不断加重，尤其是在北部湖区的竺山湾和西部湖区的沿岸地带，这种趋势更加明显.表层和10 cm深度(大约代表1970年)沉积物总氮在水平分布上表现为北部湖区和西部湖区含量较高，而湖心区相对较低.这是由于北部湖区的五里湖和梅梁湾一带是无锡市的生活污水排放区，而竺山湾北面则有大量的农田，农业径流通过漕桥河等入湖河流输入竺山湾，因此竺山湾、梅梁湾等湖区的总氮含量受陆源输入的影响较大.湖心区由于远离污染源，氮含量相对较低.而20 cm深度的沉积物中w(TN)分布有所不同，即西部湖区与湖心区较低，说明1930年左右的氮沉积特征与现在已有很大变化.

垂直分布上，w(-N)在4个湖区均表现为表层1 cm处较低，10 cm处较高，而在20 cm处又开始减小的趋势.这可能是由于表层沉积物和水体接触，溶解氧相当充足，不利于-N的生成，从而使得表层沉积物中w-N)较低［8］;而在10 cm处沉积物中有机质受厌氧微生物的作用，容易生成和积累-N，在底层有机质沉积年代较远［9］，有机质矿化作用已不明显，使得w(-N)较少.水平分布上，在表层1 cm处，除湖心区较低外，其他湖区w(-N)都较高且没有显著的梯度变化，这和9月监测的水体中ρ-N)的变化趋势相一致，可能是由于沉积物和水体的交换作用比较强烈，沉积物中的-N向水体释放，从而降低了表层沉积物中w-N);而在 10和 20 cm的深度上，w(-N)均表现出从北部湖区到东部湖区呈明显的由高到低的梯度变化.w(-N)在不同深度上的平面分布都呈从北西到东南降低的梯度变化，而在不同深度沉积物中却没有显著的变化.这是由于沉积物中硝化和反硝化反应只在沉积物表层仅几厘米的薄层内发生［10］，所以在深部(5 cm以下)沉积物厌氧环境中w(-N)很低，且-N本身相对稳定，不宜产生变化，能够较稳定地存在于沉积物中.

2.2 孔隙水中不同形态氮的时空分布特征

图2 沉积物中不同深度处w(TN)，w(N)和w-N)分布Fig.2 Spatial distribution of TN，-N and-N in the sediment of different lake regions

表3为孔隙水中各形态氮含量在不同湖区、季节的统计结果.由于太湖沉积物中孔隙水含量随深度迅速减少，部分采样点处只有0～15 cm的沉积物可离心出孔隙水，20 cm以下的沉积物则很难离心出孔隙水，所以表3的统计结果显示0～15 cm孔隙水中各形态氮平均含量的季节差异.总体上，9月各形态氮的含量普遍略高于4月.但在分析对比了不同深度孔隙水的氮含量后发现，这种季节的变化同样主要出现在表层0～5 cm处，尤其是东部湖区的变化最为明显，而在5 cm以下孔隙水氮含量的季节差异不显著.这可能与表层孔隙水和上覆水的交换作用以及植物对水体中氮含量的影响有关.

孔隙水氮含量特征统计显示，不同湖区孔隙水中ρ(TN)的变化和沉积物中w(TN)分布相一致，表现为北部湖区＞东部湖区 ＞西部湖区 ＞湖心区，这是由于沉积物中的TN通过吸附解析作用释放到孔隙水中，从而使得孔隙水中 TN的区域差异和沉积物中的TN分布相一致.与沉积物中氮形态组成不同，孔隙水中ρ(-N)在ρ(TN)中所占比例最大，平均值为50%，在空间上的分布和ρ(TN)相似，表现为北部湖区和东部湖区高，而西部湖区和湖心区较低，这说明在内源释放上，北部湖区和东部湖区要比其他2个湖区严重.孔隙水中ρ-N)较低，只占 ρ(TN)的 7.5%，除北部湖区 9月ρ(-N)为0.52 mg/L外，其余均在0.5 mg/L以下，这也是由于沉积物孔隙水是一个相对厌氧的环境，不利于-N的生成.利用差减法，可以得到孔隙水中有机氮的含量，由于孔隙水是经过0.45 μm过滤后的水样，所以得到的有机氮为溶解性有机氮(DON).从表2可以看出，ρ(DON)的变化范围为1.71～2.75 mg/L，占 ρ(TN)的 21.56% ～54.89%，平均值为40.07%，在ρ(TN)中也占有很大的比重.DON在天然水体中具有重要的意义.吴丰昌等［11］研究了天然有机质发现，DON直接参与固氮、同化和氨基化等氮循环过程，可与其他无机氮形态一起参与到水体中最活跃的生物过程.因此，可以推测，孔隙水中的DON也可以通过交换作用进入上覆水中，参与水体中的生物循环过程.

表3 孔隙水中不同形态氮含量的统计特征Table 3 Statistics results of different conformation nitrogen in the interstitial water mg/L

从图3可以看出，垂向分布上，孔隙水中ρ(TN)在全湖表现出从表层到底层逐渐增大趋势，与沉积物中w(TN)的变化趋势相反.这主要是由于沉积物TN中有机氮所占比例(81%)最大，TN随有机氮的变化而变化;而孔隙水ρ(TN)中ρ(-N)所占比例最大，占ρ(TN)的50%，ρ(TN)随ρ(-N)的变化而变化.由于沉积物中有机氮和孔隙水中氨氮的分布特征不同，w(有机氮)从上往下逐渐减小，而ρ(-N)呈现出相反的变化趋势，导致沉积物中w(TN)和孔隙水中ρ(TN)在垂向变化上有所不同.水平分布上，孔隙水ρ(TN)表现为北部湖区普遍较高，尤其在表层1 cm处，竺山湾最高，这与竺山湾入湖河流输入的污染物有关［12］.入湖河流输入大量的含氮废水，使竺山湾成为主要的氮污染区，而表层孔隙水和水体的交换作用最为强烈，导致竺山湾孔隙水中的ρ(TN)最高.

孔隙水中氨氮不同深度的分布特征与沉积物中有所不同，表现为表层较低，而在10和20 cm处基本相同.水平分布上，孔隙水中ρ-N)表现出由北向南降低的趋势，最高值出现在北部湖区的竺山湾和梅梁湾.梅梁湾和竺山湾是太湖蓝藻爆发的主要区域，蓝藻体内含有大量的蛋白质，大量爆发的蓝藻死亡后沉降在湖底，经过微生物的降解，可产生大量的-N，而这2个湾面积较小，受风浪等扰动较小，在底层形成了一个相对厌氧的环境，更有利于-N的形成，在底层由于有机质年代久远，不易矿化，所以能释放出的离子态的ρ(-N)就相对较少.

2.3 不同介质中各形态氮含量的关系

上覆水、孔隙水和沉积物中的氮在不同条件下进行着迁移转化.一方面孔隙水和沉积物中的氮通过分子扩散作用和上覆水进行着交换;另一方面，沉积物对孔隙水和上覆水中的氮有吸附作用.沉积物和孔隙水中的氮向湖泊上覆水扩散的过程主要受浓度梯度支配［13］.因此各种介质中氮的形态和含量势必通过迁移转化相互影响.

图3 孔隙水中不同深度处ρ(TN)，ρ(-N)和ρ-N)分布Fig.3 Vertical distribution of TN，-N and-N in the interstitial water of different lake regions

2.1节已经阐述，由于沉积物表层(0～5 cm)和上覆水之间的交换较明显，因此这里只讨论上覆水和表层沉积物(包括孔隙水)中各形态氮含量的关系.表4为不同季节上覆水和表层沉积物(0～5 cm)中氮含量特征对比.表4表明，春秋两季均是各湖区孔隙 水 的 ρ(-N)远 高 于 上 覆 水，ρ(-N)在孔隙水和上覆水之间存在一个明显的浓度梯度，其中以东部湖区的浓度梯度最大，即东部湖区的扩散趋势最为明显.而ρ(-N)在孔隙水中和上覆水中的关系与ρ(-N)相反，表现为由上覆水向孔隙水扩散，而且在4月时这种扩散趋势较9月明显.因此，可以推测孔隙水中的氮主要以氨氮的形式存在并向水体扩散.有学者认为这种氨氮向上覆水释放的过程就是沉积物中氮对上覆水的营养盐供给的一个机制［14］.湖泊中的内源营养物质从沉积物进入水体，也主要是通过表层沉积物的再悬浮过程和孔隙水的浓度扩散作用，因此在外源得到有效控制的时候，内源释放的作用不可忽视.

氮营养盐不仅在上覆水和孔隙水之间存在扩散作用，在沉积物和孔隙水之间也存在着迁移转化关系.表5为沉积物和孔隙水中各形态氮含量的相关性分析.从表5可以看出，沉积物和孔隙水中各形态氮含量有很好的相关性，其中以-N在2种介质中的相关性最好(R=0.668，P＜0.01)，说明孔隙水中主要受沉积物中-N的影响.这种影响作用表现在2个方面:①沉积物中的有机质在厌氧环境下通过矿化作用生成氨氮，然后通过吸附和解析作用释放到孔隙水中，从而提高孔隙水中ρ(-N);②孔隙水中ρ(-N)的高低也将影响沉积物对-N的吸附量.王娟［15］等对长江中下游浅水湖泊表层沉积物对氨氮的吸附特性研究也证明了太湖中存在这种相互作用，正是这种相互作用使沉积物和孔隙水中的氨氮表现出显著的正相关.TN在沉积物中和孔隙水中也有显著的相关性，但总体上不如-N在2种介质中的相关性好，这是由于在沉积物和孔隙水中 TN的组成有所不同，沉积物中TN主要由有机氮组成(占81%)，有机氮经过微生物的分解最终转化为无机氮，因此，TN的变化受有机氮影响较大;而孔隙水中的 TN主要由氨氮组成，因此 TN变化受-N影响较大，有机氮含量越高，矿化作用越明显，释放到孔隙水中的-N也就越高，所以二者之间有显著相关性.有研究［16］认为，有机氮矿化生成的溶解态交换性氮可通过分子扩散作用迅速在溶液介质中迁移，这是沉积物和上覆水体之间氮素交换的主要方式.

表4 上覆水和表层沉积物及孔隙水的氮含量对比Table 4 Comparison in contents of overlying water and interstitial water in sediments

表5 沉积物和孔隙水中各形态氮的相关性分析Table 5 Relative analyses on nitrogen in different forms in sediments and interstitial water

2.4 沉积物中有机质与氮的关系

湖泊沉积物是水体污染物的汇，又是水体污染物的源，沉积物中的有机质含量对污染物的迁移与释放行为起着关键作用［17］.对太湖不同湖区沉积物中有机质和各形态氮含量的相关分析表明，沉积物中w(有机质)和w(总氮)之间有显著的相关性(R=0.791，P＜0.01)，w(有机质)与w(氨氮)和w(硝酸盐氮)也有显著的相关性(相关系数分别为0.435和0.512，P＜0.01).可见，沉积物中的有机质与沉积物中氮的含量有着密切的联系.有研究［18］报道，沉积物中有机质在矿化过程中可释放出大量的无机营养盐，造成沉积物中营养盐的升高;也有研究［19］认为，沉积物中-N的释放通量是沉积物有机质矿化速率的函数.因此，可以认为，沉积物中的氮含量很大程度上受到沉积物中有机质含量的影响;同时，有机质对不同形态的氮还存在吸附作用.王圣瑞等［3］对长江中下游浅水湖泊沉积物总氮、可交换态氮与固定态铵的赋存特征研究发现，沉积物中的 TOC与各形态的氮有显著的正相关关系.这些研究也可以解释该文通过计算得出的太湖沉积物中普遍存在的有机质与氮含量的正相关性.

沉积物中有机质类型对氮素的迁移转化也有重要影响.这种影响作用表现为不同类型有机质的矿化产物不同，如纤维素、糖类、简单烃类、脂类等富含较多碳链的有机物在降解过程中会产生单糖，最终通过矿化作用后会释放出CO2和CH4等，而蛋白质等富含较多肽氨键的有机物降解为氨基酸，最终通过矿化作用释放出-N等［20］.因此，不同湖区中不同类型有机质对太湖氮的形态和含量产生不同的影响.通常，沉积物中的C/N值可以用来表征不同类型的有机质来源［21］，进而可以了解不同类型有机质的矿化产物.

表6为计算的太湖不同湖区沉积物中C/N值.从表6可以看出，不同湖区的C/N值存在明显的差异，北部湖区和西部湖区沉积物的 C/N值均小于10，代表典型的藻型湖区，其中有机质的来源主要为藻类死亡后沉降在湖区的残体，而藻类中含有较高的蛋白质，即含有较高的氮素，因此沉积物有机质在降解和矿化过程中会释放出大量的氮素;而东部湖区C/N特征显示出典型的草型湖区，其沉积物中有机质的来源为高等水生植物，高等水生植物含有较高的纤维素，且纤维素主要由 C，H和O组成，氮素含量相对较低，沉积物有机质在降解和矿化过程中会释放出CO2和 CH4等，而释放的氮素相对较低.另外，藻类的生长周期较短，一般为1～2周，藻类死亡后，又很快将体内的营养盐释放到水体中，因此藻类吸收水体中的氮素后不能像植物那样长时间将其固定在体内，在生长周期后，氮素又以离子态或胶体态的形式进入水体，容易被藻类再次利用.孙小静等［22］在研究蓝藻死亡分解过程时发现，水体胶体态磷、氮、有机碳和颗粒态磷、氮含量均显著升高，这些营养盐一部分沉积到底泥中，另一部分会为更多藻类的生长提供养分;而高等水生植物死亡后，不能很快地分解释放出氮素，水体中的氮素以有机氮的形式存在于沉积物中，然后才通过矿化作用缓慢地释放出来，并且释放出来后能很快被水生植物所吸收合成自身物质，显著降低水体的营养盐浓度［23］.以上讨论可以解释2.2节中孔隙水中氮含量的特征，即北部湖区和东部湖区沉积物中有机质的含量水平相当，但是在孔隙水中，北部湖区的ρ(-N)和ρ(-N)要高于东部湖区.

表6 不同湖区沉积物中C/N值Table 6 C/N values in the sediments of different parts of the lake

3 结论

a.对太湖春秋两季不同介质中氮含量分析发现，季节变化上，沉积物和孔隙水中各形态氮在表层0～5 cm处，由于和上覆水的交换作用，除9月的氮含量高于4月外，在5 cm以下深度处无明显差异.空间分布上，沉积物中w(TN)从下往上逐渐增大，说明太湖氮污染在不断加重，而w(-N)从下往上逐渐较小，w(-N)无明显变化规律.TN中最多的为有机氮，w(有机氮)占w(TN)的80%.孔隙水中 ρ(TN)从上往下逐渐增大，和孔隙水中ρ(-N)变化规律相一致，ρ(-N)较少，无明显变化规律，ρ(TN)中最多的为ρ(-N)，占ρ(TN)的50%.

b.对沉积物和孔隙水中的不同形态氮的相关性分析表明，不种形态氮在沉积物和孔隙水中均有显著的相关性(P＜0.01);而沉积物中的有机质可以通过矿化作用释放出氮营养盐，有机质和不同形态氮的显著相关性(P＜0.01)也从一个方面说明其含量对不同形态的氮含量具有显著影响.同时，对C/N值的分析结果表明，不同类型有机质在矿化过程中释放出各形态氮的比例不同，该过程对太湖不同湖区的氮分布具有明显影响.

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Spatia l and Tem poral Distribution of Nitrogen Species in Sedim ent and InterstitialWaters of Taihu Lake

ZHANG Yan1，2，ZHANG Yuan2，YU Tao2，SONG Xiao-na3，FENG Qi-yan1
1.School of Environmental and Spatial Informatics，China University of M ining and Technology，Xuzhou 221116，China
2.River and Coastal Environment Research Center，Chinese Research Academy of Environmental Sciences，Beijing 100012，China
3.Faculty of Natural Resource and Information Technology，China Petroleum University(Beijing)，Beijing 102249，China

X524

A

1001-6929(2010)11-1333-10

2010-04-06

2010-07-08

国家重点基础研究发展计划(973)项目(2008CB418201)

张彦(1984-)，男，甘肃民乐人，zycumt04@163.com.

*责任作者，张远(1970-)，男，辽宁沈阳人，研究员，博士，主要从事水生态与水环境领域研究，zhangyuan@craes.org.cn