基于沉積物記錄的南亞熱帶典型大型水庫水環(huán)境長期變化研究.pdf

1、本研究以廣東省兩座典型大型水庫為代表，運(yùn)用古湖沼學(xué)方法分析了我國南亞熱帶地區(qū)水庫建庫以來沉積物對水體富營養(yǎng)化與重金屬污染等水體環(huán)境要素長期變化記錄的特征，結(jié)合已有歷史資料、近期水環(huán)境和水文、人類活動等數(shù)據(jù)，分析和探討了該地區(qū)不同水庫沉積物理化指標(biāo)和硅藻組合對水環(huán)境長期變化過程及人類活動的響應(yīng)記錄特征及準(zhǔn)確性，評估了不同組別指標(biāo)在響應(yīng)外界環(huán)境變化和人類活動時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-流溪河和新

2、豐江水庫湖泊區(qū)采集保存良好且未受擾動的沉積物泥柱，測定了經(jīng)定年的泥柱中的粒度組成、重金屬以及營養(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，兩座水庫沉積物表現(xiàn)了不同記錄特征，對其流域內(nèi)的環(huán)境變化及人類活動作出了較好地響應(yīng)。在新豐江水庫中，沉積物碳氮穩(wěn)定同位素和其他理化指標(biāo)響應(yīng)特征表明水庫經(jīng)歷了建庫前的水質(zhì)良好但輕微惡

3、化及建庫初期水質(zhì)轉(zhuǎn)好且穩(wěn)定及近期水環(huán)境加速惡化3個階段。與歷史資料、文獻(xiàn)記載具有較高的吻合度，對了解該水庫水環(huán)境歷史過程提供了長期數(shù)據(jù)支持。在流溪河水庫中，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，都將該水庫劃分為5個時段，第I、第II時段，指標(biāo)響應(yīng)指示了較好的水質(zhì)，但具有輕微污染趨勢。第III時段，指標(biāo)響應(yīng)指示了水環(huán)境的重大轉(zhuǎn)變，營養(yǎng)狀態(tài)由貧營養(yǎng)轉(zhuǎn)向了貧-中營養(yǎng)或中營養(yǎng)。第IV時段指標(biāo)響應(yīng)了水體富營養(yǎng)化進(jìn)程的加劇。第 V

4、時段則指示了水環(huán)境的改善趨勢但仍較差的狀態(tài)。該水庫中環(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建庫以來的富營養(yǎng)化加劇過程。雖在歷史時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)測數(shù)據(jù)相吻合。流溪河水庫沉積物環(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，重點(diǎn)考慮

5、上述指標(biāo)進(jìn)行分析能得到較好結(jié)論。新豐江水庫富營養(yǎng)化程度增加與重金屬污染加劇從整個泥柱歷史記錄來看不十分一致，但流溪河水庫重金屬污染與富營養(yǎng)化加劇過程一致，在該水庫中兩者具有相同驅(qū)動因子。兩座水庫的數(shù)據(jù)分析表明古湖沼學(xué)方法能夠通過沉積物泥柱的解析可獲得我國南亞熱帶大型水庫水環(huán)境長期變化數(shù)據(jù)和證據(jù)，可部分地克服水庫管理中因長期數(shù)據(jù)缺失進(jìn)行水質(zhì)與生態(tài)狀況變化推斷上困難，為水庫水質(zhì)的有效管理提供長期數(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