近年来因人类活动而产生的水体富营养化以及水资源短缺已成为威胁人类自身生存与发展的重大问题。水体富营养化不仅破坏水体生态系统的平衡,同时富营养化湖泊生态系统也逐渐成为温室气体主要的排放源。本课题研究主要目的为探索自然水体中气体释放规律以及环境因子与气体释放之间的相关关系。通过对城市严重富营养化污水塘长期监测、微生物、植物对水体中气体释放影响、不同环境条件水体中气体释放规律监测等研究发现:(1)水体中向大气释放的气体组分主要有氮气、氧气、氧化亚氮、甲烷和二氧化碳。富营养化水体中营养物质以及温度、光照条件等环境因子垂向分布不均匀,水体中气体释放分层差异显著。温度是影响水体中气体释放的主要影响因素。表层水体中,氮气、氧化亚氮气体释放通量显著高于中底层。底层水体中脱氮释放氮气、氧化亚氮效果明显高于中层。底泥释放甲烷以气泡形式向表层运动并随水体溶氧升高被氧化生成二氧化碳,底层甲烷与二氧化碳浓度由底层向表层递减。富营养化水体中气体达到释放峰值时,氮气、氧化亚氮、氧气垂向相对下降幅度分别为75.0%、88.8%、92.1%;甲烷与二氧化碳从底层到表层气体释放通量相对下降幅度分别为86.4%、92.8%。(2)微生、水生植物等对水体中营养盐转化以及气体产生有重要影响。通过对不同水体净化方式(微生物、微生物-植物联合)过程中气体释放监测,研究生物作用对水体中气体释放的影响。研究发现:与没有修复处理的污染水体(对照)相比,微生物菌剂净化及微生物-植物(凤眼莲)联合净化方式均能够显著降低水体TN含量;微生物菌剂和微生物-植物联合净化期间水体氧化亚氮释放速率均值分别为10.68±1.93和5.91±1.72μmol·m-2·h-1,与对照比,降幅分别为16.4%和53.9%;氮气释放速率均值分别为1.49±0.33和0.87±0.27mmol·m-2·h-1,降幅分别为5.70%和67.5%;氧气释放速率均值分别为1.14±0.25和0.69±0·26mmol·m-2·h-1,降幅分别为14.9%和72.1%。微生物菌剂及微生物-植物联合净化两种方式在净化污染水体的同时,均能降低水体气体的释放速率。(3)通过对夏季江苏省农业科学院2#蓄水塘以及太湖梅梁湾水域水体中气体释放通量的监测发现:富营养化越严重,水体中气体释放通量越高。太湖梅梁湾水域中度富营养化水体夏季氮气、氧化亚氮、氧气、二氧化碳、甲烷气体总的释放通量分别为8.26±2.28mg·m-2 h-1、15.31±7.88 μg·m-2·h-1、1.73±0.75 mg·m-2·h-1、433.0±338.5μg·m-2·h-1、2.0 ± 1.9 mg·m-2·h-1。太湖水体中气体分层差异不显著,各层气体释放通量大约为0.98～4.18mg·m-2.h-1、1.3～6.1 μg·m-2·h-1、0.30～0.75 mg·m·2·h-1、26.7～385.3 μg·m-2·h-1、0.02～1.3 mg·m2·h-1。农科院2#试验塘严重富营养化水体中夏季氮气、氧化亚氮、氧气、二氧化碳、甲烷气体总的释放通量分别为189.2±43.2 mg·m-2·h-1、1368.7±902.9μg m-2·h-1、171.2±77.2mg·m-2·h-1、1707.5±697.6μg·m-2·h-1 20.11±10.88 mg m-2·h-1-2#塘中气体分层差异显著,氮气、氧化亚氮、氧气以及二氧化碳随水层加深气体释放通量上升。底层甲烷释放通量最高。2#中氮气、氧化亚氮、氧气、二氧化碳、甲烷气体垂向释放通量约为 14.2～158.3 mg·m-2·h-1、39.3～1275.7 μg·m·2·h-1、1.9～164.5 mg·m-2·h-1 296.5～943 μg·m-2·h’ 2.56～10.56mg·m-2·h-1。水体富营养化加剧水体中氧化亚氮、二氧化碳、氮气、氧气以及甲烷等气体的释放。