基于沉積物記錄的南亞熱帶典型大型水庫(kù)水環(huán)境長(zhǎng)期變化研究.pdf

1、本研究以廣東省兩座典型大型水庫(kù)為代表，運(yùn)用古湖沼學(xué)方法分析了我國(guó)南亞熱帶地區(qū)水庫(kù)建庫(kù)以來(lái)沉積物對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化與重金屬污染等水體環(huán)境要素長(zhǎng)期變化記錄的特征，結(jié)合已有歷史資料、近期水環(huán)境和水文、人類活動(dòng)等數(shù)據(jù)，分析和探討了該地區(qū)不同水庫(kù)沉積物理化指標(biāo)和硅藻組合對(duì)水環(huán)境長(zhǎng)期變化過(guò)程及人類活動(dòng)的響應(yīng)記錄特征及準(zhǔn)確性，評(píng)估了不同組別指標(biāo)在響應(yīng)外界環(huán)境變化和人類活動(dòng)時(shí)的差異性以及在水質(zhì)管理應(yīng)用上可行性。于2013年3月在兩座大型深水水庫(kù)-流溪河和新

2、豐江水庫(kù)湖泊區(qū)采集保存良好且未受擾動(dòng)的沉積物泥柱，測(cè)定了經(jīng)定年的泥柱中的粒度組成、重金屬以及營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)變量(如TN、TP、TOC、LOI、BSi)等常規(guī)環(huán)境化學(xué)指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)δ13C及δ15N值及硅藻組合指示物等，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明：在不同流域背景下，兩座水庫(kù)沉積物表現(xiàn)了不同記錄特征，對(duì)其流域內(nèi)的環(huán)境變化及人類活動(dòng)作出了較好地響應(yīng)。在新豐江水庫(kù)中，沉積物碳氮穩(wěn)定同位素和其他理化指標(biāo)響應(yīng)特征表明水庫(kù)經(jīng)歷了建庫(kù)前的水質(zhì)良好但輕微惡

3、化及建庫(kù)初期水質(zhì)轉(zhuǎn)好且穩(wěn)定及近期水環(huán)境加速惡化3個(gè)階段。與歷史資料、文獻(xiàn)記載具有較高的吻合度，對(duì)了解該水庫(kù)水環(huán)境歷史過(guò)程提供了長(zhǎng)期數(shù)據(jù)支持。在流溪河水庫(kù)中，運(yùn)用理化和硅藻指標(biāo)分別指示的水環(huán)境歷史具有高度的一致性，都將該水庫(kù)劃分為5個(gè)時(shí)段，第I、第II時(shí)段，指標(biāo)響應(yīng)指示了較好的水質(zhì)，但具有輕微污染趨勢(shì)。第III時(shí)段，指標(biāo)響應(yīng)指示了水環(huán)境的重大轉(zhuǎn)變，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)由貧營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)向了貧-中營(yíng)養(yǎng)或中營(yíng)養(yǎng)。第IV時(shí)段指標(biāo)響應(yīng)了水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程的加劇。第 V

4、時(shí)段則指示了水環(huán)境的改善趨勢(shì)但仍較差的狀態(tài)。該水庫(kù)中環(huán)境化學(xué)指標(biāo)與硅藻組合記錄的響應(yīng)模式比較吻合。兩類指標(biāo)的響應(yīng)記錄都能指示流溪河水庫(kù)建庫(kù)以來(lái)的富營(yíng)養(yǎng)化加劇過(guò)程。雖在歷史時(shí)段劃分上存在較小差異，記錄結(jié)果也與歷史資料和近期水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相吻合。流溪河水庫(kù)沉積物環(huán)境變量能解釋70.12％的硅藻組合變化，可篩選出6個(gè)顯著變量(δ13C、BSi、LOI550、TN/TP、LOI950及TOC/TN)，在該地區(qū)進(jìn)行類似沉積物古湖沼學(xué)研究時(shí)，重點(diǎn)考慮

5、上述指標(biāo)進(jìn)行分析能得到較好結(jié)論。新豐江水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化程度增加與重金屬污染加劇從整個(gè)泥柱歷史記錄來(lái)看不十分一致，但流溪河水庫(kù)重金屬污染與富營(yíng)養(yǎng)化加劇過(guò)程一致，在該水庫(kù)中兩者具有相同驅(qū)動(dòng)因子。兩座水庫(kù)的數(shù)據(jù)分析表明古湖沼學(xué)方法能夠通過(guò)沉積物泥柱的解析可獲得我國(guó)南亞熱帶大型水庫(kù)水環(huán)境長(zhǎng)期變化數(shù)據(jù)和證據(jù)，可部分地克服水庫(kù)管理中因長(zhǎng)期數(shù)據(jù)缺失進(jìn)行水質(zhì)與生態(tài)狀況變化推斷上困難，為水庫(kù)水質(zhì)的有效管理提供長(zhǎng)期數(shù)據(jù)支持及生態(tài)退化的預(yù)警服務(wù)。因沉積物記錄環(huán)境