典型湖泊流域水土沉积物系统氮磷生物地球化学过程及环境效应

2016-10-12 　阅读：21987　

成果来源：国家重点基础研究发展计划（973）计划、云南省自然科学基金重点项目

获奖时间、类别：2015年云南省自然科学奖二等奖

成果水平：国际领先

主要获奖人：王圣瑞、张乃明，焦立新，吴丰昌，夏运生

成果简介：

湖泊富营养化是全球面临的最主要环境问题之一。研究流域土壤-水-沉积物系统氮磷生物地球化学过程及环境效应是揭示浅水湖泊富营养化机理的基础性科学问题，一直是湖泊富营养化机理研究重点和难点，也是国际湖泊环境氮磷生物地球化学研究的热点领域。本项目采用创新的研究思路和技术方法，把流域陆地土壤与湖泊水体及沉积物作为整体，围绕典型流域土壤-湖泊水体界面与湖泊沉积物-水界面系统，以氮、磷营养盐为研究对象，历经10年的探索，在国家“973”计划课题、国家自然科学基金重点项目、面上项目和云南省自然科学基金重点项目等资助下，系统深入研究了典型湖泊流域土-水-沉积物系统氮磷生物地球化学过程及其环境效应。主要研究内容包括：（1）典型湖泊流域土-水-沉积物系统氮磷生物地球化学过程的研究思路与方法学研究；（2）典型湖泊流域土-水界面氮磷转化输移特征及其环境效应、不同类型湖泊沉积物-水界面氮磷吸附/释放规律及控制因素；（3）有机质和有机氮磷在沉积物-水界面氮磷循环中的作用机制；（4）水生植物对沉积物-水界面氮磷迁移转化的影响及水质净化机理等4个方面。

项目系统阐明了典型湖泊滇池流域土壤氮磷输出途径与主要影响因素，首次确定了滇池流域土壤磷素流失的环境阈值，并提出了水溶性磷更能反映流域土壤磷流失环境风险研究观点；揭示了不同类型湖泊沉积物有机和无机氮磷形态及组成特征，首次定量了不同形态氮磷对湖泊沉积物释放贡献；发现天然有机质显著影响沉积物-水界面氮磷迁移过程，率先从结构及组成角度揭示了有机质对湖泊沉积物有机和无机氮磷释放影响机理；证明了溶解性有机氮磷也是湖泊沉积物释放氮磷重要组分，并在有机质影沉积物有机和无机氮磷释放机理方面取得了重要进展；发现水生植物显著影响沉积物-水界面氮磷过程，率先从影响界面过程的角度阐明了水生植物水质净化机理，创新了湖泊治理与保护基础理论，为退化湖泊生态修复与水体富营养化防治提供了重要科学依据。