不同营养湖泊沉积物中210Pb和营养盐垂向分布特征及相关性分析

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不同营养湖泊沉积物中圆员园孕遭藻曾和营养盐垂向分布特征

及相关性分析

王小雷员袁圆袁杨浩员鄢袁顾祝军圆袁张明礼员

渊员援南京师范大学地理科学学院袁南京摇圆员园园圆猿曰圆援南京晓庄学院生物化工与环境工程学院袁南京摇圆员员员苑员冤

摘要院对比分析了两个不同营养湖泊抚仙湖和滇池湖中心部位沉积物柱芯放射性核素圆员园孕遭藻曾和营养盐渊栽韵悦尧栽晕和栽孕冤的垂向分布特征袁探讨了两个湖泊不同湖区沉积物柱芯中圆员园孕遭藻曾与营养盐渊栽韵悦尧栽晕和栽孕冤之间的相关关系援结果表明袁两个湖泊沉积物柱芯中圆员园孕遭藻曾和营养盐各个指标的垂向分布存在差异袁总体上滇池沉积物柱芯中圆员园孕遭藻曾的波动变化幅度略高于抚仙湖援滇池表层沉积物中圆员园孕遭藻曾较为紊乱的分布特征与人类活动影响下的沉积物中孕遭的物理化学迁移有关援沉积物中营养盐各个指标的变化则与特定历史时期不同强度的自然演化和人类活动双重因素影响密切相关援放射性核素圆员园孕遭藻曾和营养盐各个指标之间的相关关系与两个湖泊或同一湖泊不同湖区的营养水平高低有关袁其变化关系为富营养化湖泊滇池跃贫营养湖泊抚仙湖袁抚仙湖北岸跃南岸援就单个营养盐指标与圆员园孕遭藻曾之间的相关关系而言袁栽韵悦最强袁栽孕次之袁栽晕最弱援关键词院圆员园孕遭藻曾曰营养盐曰沉积物曰抚仙湖曰滇池

中图分类号院载员源圆曰载缘圆源摇文献标识码院粤摇文章编号院园圆缘园鄄猿猿园员渊圆园员源冤园苑鄄圆缘远缘鄄园苑摇阅韵陨院员园援员猿圆圆苑辕躁援澡躁噪曾援圆园员源援园苑援园员愿

收稿日期院圆园员猿鄄员员鄄员员曰修订日期院圆园员猿鄄员圆鄄圆猿基金项目院国家自然科学基金项目渊源员圆园猿园愿苑袁源员园猿园苑缘员袁源员员苑猿园怨源冤曰江苏省高校野青蓝工程冶优秀青年骨干教师培训对象项目渊圆员缘源园圆圆冤曰南京晓庄学院青年专项基金项目渊圆园员员晕载再远苑冤作者简介院王小雷渊员怨愿圆耀冤袁男袁博士袁讲师袁主要研究方向为同位素示踪土壤侵蚀与泥沙沉积袁耘鄄皂葬蚤造院曾造憎葬灶早园苑员愿岳员远猿郾糟燥皂鄢通讯联系人袁耘鄄皂葬蚤造院赠葬灶早澡葬燥岳灶躁灶怎援藻凿怎援糟灶灾藻则贼蚤糟葬造阅蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶葬灶凿砸藻造葬贼蚤燥灶泽澡蚤责月藻贼憎藻藻灶圆员园孕遭藻曾粤糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽葬灶凿晕怎贼则蚤藻灶贼泽蚤灶

杂藻凿蚤皂藻灶贼悦燥则藻泽燥枣栽憎燥阅蚤枣枣藻则藻灶贼耘怎贼则燥责澡蚤糟葬贼蚤燥灶蕴藻增藻造蕴葬噪藻泽

宰粤晕郧载蚤葬燥鄄造藻蚤员袁圆袁再粤晕郧匀葬燥员袁郧哉在澡怎鄄躁怎灶圆袁在匀粤晕郧酝蚤灶早鄄造蚤员渊员援悦燥造造藻早藻燥枣郧藻燥早则葬责澡蚤糟葬造杂糟蚤藻灶糟藻袁晕葬灶躁蚤灶早晕燥则皂葬造哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁晕葬灶躁蚤灶早圆员园园圆猿袁悦澡蚤灶葬曰圆援悦燥造造藻早藻燥枣月蚤燥糟澡藻皂蚤糟葬造葬灶凿耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼葬造耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早袁晕葬灶躁蚤灶早载蚤葬燥扎澡怎葬灶早哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁晕葬灶躁蚤灶早圆员员员苑员袁悦澡蚤灶葬冤粤遭泽贼则葬糟贼院栽澡藻圆员园孕遭藻曾葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽葬灶凿灶怎贼则蚤藻灶贼渊栽韵悦袁栽晕葬灶凿栽孕冤糟燥灶贼藻灶贼泽蚤灶泽藻凿蚤皂藻灶贼糟燥则藻泽燥枣云怎曾蚤葬灶蕴葬噪藻葬灶凿阅蚤葬灶糟澡蚤蕴葬噪藻憎藻则藻皂藻葬泽怎则藻凿遭赠贼则葬凿蚤贼蚤燥灶葬造皂藻贼澡燥凿泽袁葬泽憎藻造造葬泽贼澡藻蚤则增藻则贼蚤糟葬造凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶葬灶凿则藻造葬贼蚤燥灶泽澡蚤责憎藻则藻葬造泽燥糟燥皂责葬则葬贼蚤增藻造赠葬灶葬造赠扎藻凿蚤灶贼澡蚤泽责葬责藻则援栽澡藻泽贼怎凿赠则藻泽怎造贼泽蚤灶凿蚤糟葬贼藻凿贼澡葬贼贼澡藻增藻则贼蚤糟葬造凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶泽燥枣圆员园孕遭藻曾葬灶凿灶怎贼则蚤藻灶贼泽憎藻则藻泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶贼造赠凿蚤枣枣藻则藻灶贼遭藻贼憎藻藻灶云怎曾蚤葬灶蕴葬噪藻葬灶凿阅蚤葬灶糟澡蚤蕴葬噪藻援栽澡藻增葬则蚤葬贼蚤燥灶葬皂责造蚤贼怎凿藻燥枣圆员园孕遭藻曾葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽蚤灶阅蚤葬灶糟澡蚤蕴葬噪藻憎葬泽澡蚤早澡藻则贼澡葬灶贼澡葬贼蚤灶云怎曾蚤葬灶蕴葬噪藻援栽澡藻凿蚤泽燥则凿藻则藻凿凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽燥枣圆员园孕遭藻曾蚤灶阅蚤葬灶糟澡蚤蕴葬噪藻泽怎则枣葬糟藻泽藻凿蚤皂藻灶贼泽憎藻则藻糟造燥泽藻造赠则藻造葬贼藻凿贼燥责澡赠泽蚤糟燥糟澡藻皂蚤糟葬造皂蚤早则葬贼蚤燥灶燥枣造藻葬凿糟葬怎泽藻凿遭赠澡怎皂葬灶葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽援栽澡藻增葬则蚤葬贼蚤燥灶贼则藻灶凿泽燥枣灶怎贼则蚤藻灶贼泽蚤灶泽藻凿蚤皂藻灶贼糟燥则藻泽憎藻则藻糟燥则则藻泽责燥灶凿藻凿贼燥造燥糟葬造灶葬贼怎则葬造藻增燥造怎贼蚤燥灶葬灶凿澡怎皂葬灶葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽蚤灶凿蚤枣枣藻则藻灶贼澡蚤泽贼燥则蚤糟葬造责藻则蚤燥凿泽援砸藻造葬贼蚤燥灶泽澡蚤责遭藻贼憎藻藻灶圆员园孕遭藻曾葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽葬灶凿灶怎贼则蚤藻灶贼泽憎藻则藻皂葬蚤灶造赠葬枣枣藻糟贼藻凿遭赠贼澡藻灶怎贼则蚤贼蚤燥灶造藻增藻造燥枣造葬噪藻泽援栽澡藻早则藻葬贼藻则贼澡藻造葬噪藻藻怎贼则燥责澡蚤糟葬贼蚤燥灶造藻增藻造憎葬泽袁贼澡藻泽贼则燥灶早藻则贼澡藻糟燥则则藻造葬贼蚤燥灶憎葬泽枣燥怎灶凿援栽燥贼澡藻蚤灶凿蚤增蚤凿怎葬造灶怎贼则蚤藻灶贼蚤灶凿蚤糟葬贼燥则泽袁泽蚤皂蚤造葬则糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽憎藻则藻泽澡燥憎灶蚤灶贼澡藻贼憎燥造葬噪藻泽袁葬灶凿贼澡藻燥则凿藻则憎葬泽栽韵悦跃栽孕跃栽晕援运藻赠憎燥则凿泽院圆员园孕遭藻曾曰灶怎贼则蚤藻灶贼泽曰泽藻凿蚤皂藻灶贼糟燥则藻泽曰云怎曾蚤葬灶蕴葬噪藻曰阅蚤葬灶糟澡蚤蕴葬噪藻

摇摇通过流域侵蚀尧大气沉降及人为释放等途径汇

入湖泊的各种环境物质构成了连续稳定的湖泊沉积

物咱员暂援湖泊沉积物以其沉积速率快尧时间分辨率高

以及地域覆盖面广等特点袁可以很好地记录流域自

然演化和人类活动对生态环境变化影响的信息袁近

年来已被公认为是研究全球气候环境演变的重要指示器咱圆暂援然而袁了解过去的环境变化信息往往需要

借助精确的沉积年代作为研究基础袁环境放射性核素圆员园孕遭计年在中长时间尺度渊园耀员缘园葬冤湖泊沉积研

究中应用较为广泛咱猿耀苑暂援

湖泊沉积物中蓄积的圆员园孕遭由沉积物所含天然圆猿愿哉

系列产物圆圆远砸葬的衰变子体渊平衡部分袁标记为圆员园孕遭藻择冤

和大气沉降的圆圆圆砸灶衰变子体渊非平衡部分袁也称过剩圆员园孕遭袁标记为圆员园孕遭藻曾冤两部分组成咱愿暂援通过对湖泊沉积

物中不同层节样品的圆员园孕遭藻曾比活度进行分析袁便可计

算其沉积速率或某一层节的沉积年代咱远暂援然而袁由于

湖泊在实际沉积过程中所接纳的流域侵蚀来源的固

相微粒具有很强的随机性特点袁加之强烈的生物地球

化学作用容易导致湖泊表层沉积物产生混合效

应咱怨袁员园暂袁沉积物顶部砸灶丢失咱员员暂以及沉积物鄄水界面环摇摇境摇摇科摇摇学猿缘卷

的圆员园孕遭渊圆员园孕燥冤沉积后扩散迁移作用咱员圆袁员猿暂等袁这些问题

均可能导致沉积物中圆员园孕遭藻曾的垂直剖面异常袁从而影

响计年结果的精确性援因此袁学者们往往多借助于其

他同位素渊员猿苑悦泽尧圆源员粤皂和圆源园孕怎辕圆猿怨孕怎等冤来协助测年以

提高计年结果的准确性咱源袁员源暂援

通常情况下袁经大气干湿沉降的圆员园孕遭藻曾进入水体

后会伴随有机微粒的沉降而进入湖泊沉积物中援如

果湖泊水体中有机质沉积通量相对稳定袁则圆员园孕遭藻曾由

水体转入沉积物的通量会相对稳定援相反袁湖泊水

体中营养盐含量升高就会导致湖泊初级生产力增

高袁从而增大藻类残骸物的沉积通量袁相应地也会提

高圆员园孕遭藻曾自水体中转入沉积物的沉积通量援万国江

等咱愿暂研究认为圆员园孕遭藻曾被清洗而转入沉积物的通量一

方面不符合圆员园孕遭沉积计年的基本假设袁进而会影响

沉积物中圆员园孕遭藻曾比活度垂直剖面分布曰另一方面圆员园孕遭藻曾沉积通量的增大又可能指示湖泊水体的初级

生产力变化袁进而反映湖泊的富营养化水平高低援

关于湖泊沉积物中营养物质对圆员园孕遭藻曾在沉积物中的

蓄积影响已有一些报道袁运则蚤泽澡灶葬泽憎葬皂赠等咱员缘暂研究发

现湖泊沉积物中不同的有机质组分对圆员园孕遭藻曾在沉积

物中的累积作用不同袁其中有机碳对圆员园孕遭藻曾的沉积作

用最为明显援孕葬怎造泽藻灶等咱员远暂研究表明在海洋环境中

沉积物中的有机碳含量与圆员园孕遭藻曾呈较显著的正相关

关系援在美国得克萨斯州海岸平原地区袁杂韵悦含量

主要与地表园耀圆糟皂陆源物质中圆员园孕遭藻曾的含量关系

密切咱员苑暂援以上研究多集中于对单一营养水平条件

下的湖泊或海洋沉积物中有机质含量与圆员园孕遭藻曾的比

活度进行分析袁对于不同营养程度条件下的湖泊沉

积物中圆员园孕遭藻曾和营养盐各个指标之间的相关性研究

则相对较少援

鉴于此袁本研究通过对抚仙湖和滇池沉积物中圆员园孕遭藻曾和营养盐渊栽韵悦尧栽晕和栽孕冤含量进行测试袁分

析了两个湖泊中心部位沉积物柱芯中圆员园孕遭藻曾与营养

盐的垂向分布特征袁揭示了不同营养水平下的湖泊

沉积物柱芯中圆员园孕遭藻曾与营养盐各个指标之间的相关

关系袁旨在为进一步运用环境放射性核素圆员园孕遭精确

计年提供必要的理论依据援

员摇材料与方法

员郾员摇研究区概况

抚仙湖渊圆源毅圆员忆耀圆源毅猿愿忆晕尧员园圆毅源怨忆耀员园圆毅缘苑忆耘冤位于云南省中部袁昆明市东南约远园噪皂袁

跨澄江尧江川尧华宁三县袁湖泊面积圆员圆噪皂圆袁最大水深为员缘苑郾猿皂袁平均水深愿苑皂袁蓄水量员愿怨伊员园愿皂猿袁是我国已知的第二大深水湖泊援抚仙湖属珠江

流域南盘江水系袁湖区四面环山袁沿湖有尖山河尧路

岐河尧东大河尧西大河尧梁王河等圆园多条大小溪流

汇入援湖东岸海口河为唯一出口袁西南方向有条长员郾园噪皂袁落差员郾园皂的隔河与星云湖相连袁属半封闭

型高原湖泊援目前袁抚仙湖水质清澈透明袁含沙量较

少袁系一贫营养型湖泊咱员愿暂援

滇池渊圆源毅源园忆耀圆缘毅园圆忆晕尧员园圆毅猿远忆耀员园圆毅源苑忆耘冤

位于昆明市西南郊袁东南临呈贡尧晋宁两县袁西北近

西山尧官渡两区袁湖泊面积圆怨苑噪皂圆袁最大水深缘郾愿苑

皂袁平均水深圆郾怨猿皂袁蓄水量员员郾远怨伊员园愿皂猿袁滇池属

长江流域金沙江水系袁主要入湖河流有东北部的盘

龙江尧东白沙河尧宝象河尧马料河袁东部的洛龙河尧

捞鱼河尧梁王河袁东南部的大河尧柴河和西南部的

东大河等袁出口位于西南部的海口河经蟑螂川下注

普渡河袁最终汇入金沙江援随着昆明市经济的发展袁

受化工尧食品尧医药卫生尧纺织印染尧造纸等行业

为主的工业废水和昆明市城市生活污水的影响袁滇

池水质较差袁富营养化程度极为严重咱员怨暂援

图员摇采样点位置示意云蚤早援员摇酝葬责燥枣贼澡藻泽葬皂责造蚤灶早泽蚤贼藻泽

员郾圆摇样品采集与分析圆园园苑年员园月袁使用奥地利生产的聚丙烯筒式

沉积物采样器渊内径远糟皂冤在抚仙湖和滇池两个湖

泊不同湖区采集沉积物柱芯各苑个渊图员冤援样品采

集后悬浮层未受扰动袁界面水清澈袁带回实验室放入远远缘圆