典型巖溶地下河中有機(jī)質(zhì)來(lái)源、遷移特征分析——以南山老龍洞、青木關(guān)地下河為例.pdf

1、隨著城市化、工業(yè)化的不斷發(fā)展，人類活動(dòng)成為影響巖溶地下河中有機(jī)質(zhì)來(lái)源的重要因素，同時(shí)大量的研究證明，DIC（溶解無(wú)機(jī)碳，包括CO2（aq）、HCO3-，CO32-，主要是pH在7~9的HCO3-）通過(guò)水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的光合作用能轉(zhuǎn)化為相對(duì)穩(wěn)定的有機(jī)碳（OC），巖溶碳匯意義顯著。因巖溶區(qū)的特殊性，溶解性有機(jī)質(zhì)可直接通過(guò)落水洞和天窗、土壤滲透等進(jìn)入地下巖溶系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中。脂肪酸是脂類生物標(biāo)志物的一種，因具有廣泛的來(lái)源性與良

2、好的指示性，能夠示蹤有機(jī)物質(zhì)來(lái)源而被廣泛應(yīng)用。
　　本研究以重慶青木關(guān)地下河與南山老龍洞地下河為研究對(duì)象，對(duì)比地下河中脂肪酸的時(shí)空變化特征，分析了不同土地利用下DOM來(lái)源差異；并通過(guò)降雨加密采樣分析，探討降雨條件下地下河水體中DOM的來(lái)源與遷移特征。南山老龍洞與青木關(guān)地下河6個(gè)采樣點(diǎn)的分析結(jié)果表明：
　　（1）南山老龍洞地下河脂肪酸濃度變化范圍為587~50214ng·L-1，平均值為9897ng·L-1，青木關(guān)地下河脂肪酸

3、濃度變化范圍為356~24970ng·L-1，平均值為4935ng·L-1。老龍洞地下河各脂肪酸組分含量表現(xiàn)為：飽和直鏈脂肪酸（SSFA）＞單不飽和脂肪酸（MUFA）＞飽和支鏈脂肪酸（BSFA）＞多不飽和脂肪酸（PUFA）。青木關(guān)地下河各脂肪酸組分含量表現(xiàn)為：SSFA＞BSFA＞MUFA＞PUFA。南山老龍洞地下河與青木關(guān)地下河中脂肪酸組分均以飽和直鏈脂肪酸占優(yōu)勢(shì)，地下河中藻類和細(xì)菌等微生物差異是引起有機(jī)質(zhì)含量和組成不同的原因，土地利用

4、方式影響地下河補(bǔ)給來(lái)源，從而影響地下河中有機(jī)質(zhì)含量與組成變化。
　?。?）青木關(guān)地下河與南山老龍洞地下河流域的人為活動(dòng)差異影響地下河中有機(jī)質(zhì)來(lái)源。老龍洞地下河受到自然與人為活動(dòng)的雙重影響，地下河污染較嚴(yán)重，污水排入地下河，或者污水渠中污水滲漏進(jìn)入地下河，地下河面臨著淪為下水道的風(fēng)險(xiǎn)，河水渾濁且有異味，南山老龍洞地下河以細(xì)菌源和浮游植物源有機(jī)質(zhì)輸入為主。青木關(guān)地下河流域在自然狀態(tài)下，流域內(nèi)除跑馬場(chǎng)外，無(wú)工廠聚集分布，地下河中有機(jī)質(zhì)主

5、要來(lái)自上游水塘，在向下游運(yùn)移的過(guò)程中，不斷接收來(lái)自地表的有機(jī)質(zhì)。青木關(guān)地下河DOM主要來(lái)源于浮游植物、真菌和少量高等植物的混合輸入。青木關(guān)地下河與老龍洞地下河中脂肪酸濃度均呈現(xiàn)出雨季大于旱季的季節(jié)性變化的特點(diǎn),降雨是地下河中DOM含量變化的主要因素。
　?。?）降雨監(jiān)測(cè)期間，青木關(guān)地下河對(duì)降雨的響應(yīng)比老龍洞地下河快。南山老龍洞地下河溶解態(tài)、顆粒態(tài)脂肪酸的平均含量均高于青木關(guān)地下河。老龍洞地下河與青木關(guān)地下河中溶解態(tài)脂肪酸濃度整體表

6、現(xiàn)為：SSFA＞MUFA＞PUFA＞BSFA，降雨期間指示細(xì)菌源輸入的支鏈飽和脂肪酸被稀釋，而來(lái)源于藻類和細(xì)菌的多不飽和脂肪酸受地表徑流帶來(lái)的脂肪酸影響所占百分比升高。姜家泉顆粒態(tài)與溶解態(tài)脂肪酸均值大于常規(guī)采樣均值。大雨到暴雨時(shí)期，雨水對(duì)土壤的沖刷作用較強(qiáng)，匯聚后形成地表徑流，攜帶大量地表有機(jī)質(zhì)進(jìn)入地下河，流域內(nèi)地表有機(jī)質(zhì)含量組分差異直接影響地下河。降雨期間脂肪酸表現(xiàn)為，短鏈比長(zhǎng)鏈更容易遷移，飽和比不飽和遷移能力更強(qiáng)。
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7、降雨期間，南山老龍洞地下河“老水”與常規(guī)采樣相同主要以細(xì)菌和浮游植物源為主，青木關(guān)地下河因干旱斷流，地下河“老水”在地下河管道中長(zhǎng)時(shí)間滯留，不斷接收來(lái)自上覆土壤的有機(jī)質(zhì)，主要以真菌源脂肪酸為主。大雨到暴雨時(shí)期，雨水對(duì)地表的沖刷作用較強(qiáng)，攜帶大量地表有機(jī)質(zhì)進(jìn)入地下河，地下河主要受陸源有機(jī)質(zhì)影響。青木關(guān)與南山老龍洞流域的土地利用方式差異是影響地下河中有機(jī)質(zhì)來(lái)源的主要因素。青木關(guān)與南山地下河中地表徑流帶來(lái)的溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)以來(lái)自土壤中的真菌源有機(jī)