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

地区:上海市 宝山区

关键词:中国环境科学研究院;云南农业大学;中国环境科学研究院;云南农业大学

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000005560

成果描述:

湖泊富营养化是全球面临的最主要环境问题之一。研究氮、磷营养盐由流域进入湖泊,在湖泊沉积物-水界面迁移转化,并探究其环境效应是揭示浅水湖泊富营养化机理必须回答的基础性科学问题。项目团队通过思路和技术方法创新,把流域土壤与湖泊水体作为整体,围绕流域土壤-湖泊水体-沉积物界面氮磷迁移转化规律,历时10年,在国家“973”计划课题、国家自然科学基金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环境效应。项目团队研究建立了典型湖泊流域土-水-沉积物系统氮磷生物地球化学过程及环境效应研究思路与方法体系,从典型湖泊流域土-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、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,以及水生植物对沉积物-水界面氮磷迁移转化的影响及水质净化机理等4个方面开展了创新性研究。 项目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的研究观点;从区域层面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,建立了Pu同位素高精度分析方法及其近代沉积物年代学时标,率先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,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;定量了溶解性有机氮磷也是湖泊沉积物释放氮磷的重要组分,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,从影响界面过程的角度阐明了水生植物的水质净化机理,创新了湖泊治理与保护的基础理论,为退化湖泊生态修复与污染控制提供了科学依据。 该成果发表学术论文100余篇,其中SCI收录30余篇,累计影响因子达218,出版专著1部,被《Environ. Sci. Technol.》等国际SCI期刊他引488次,单篇他引最高70次;被40多个国际著名大学和研究机构引用验证,如日本Yuichi Ishii、法国Yeddou Mezenner、加拿大Michel Lavoie、土耳其安卡拉大学Isil Aydin、西班牙Vecino等国际知名专家引用和评述,得到广泛的认可,并在滇池、洱海及鄱阳湖等流域湖泊治理中得到应用。以魏复盛院士为主任的鉴定委员会认为该成果总体达到国际先进水平,在有机质对湖泊沉积物有机和无机氮磷释放的影响机理、沉积物溶解性有机氮磷释放研究等方面达到国际领先水平。
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