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地理研究 >

2015 , Vol. 34 >Issue 1: 53 - 64

DOI: https://doi.org/10.11821/dlyj201501005

滇池流域宝象河水库沉积物中有机碳的来源

  • 秦俊 ,
  • 杨浩 ,
  • 张明礼 ,
  • 谢标 ,
  • 李婧 ,
  • 孙盼盼 ,
  • 王延华
展开
  • 南京师范大学地理科学学院,南京 210023
谢标(1971- ),男,江苏洪泽人,副教授,主要从事流域土地利用变化及其生态环境效应研究。E-mail:

作者简介:秦俊(1988- ),女,黑龙江海林人,硕士,主要从事流域土壤侵蚀产沙对环境的影响研究。E-mail:

收稿日期: 2014-05-05

  要求修回日期: 2014-10-11

  网络出版日期: 2015-01-10

基金资助

国家自然科学基金项目(41030751,41273102,41273103)

江苏省普通高校研究生科研创新计划(CXZZ13_0395)

江苏高校优势学科建设工程资助项目

收起

Sources of organic matter in the sediments of Baoxiang river reservoir, Dianchi watershed

  • QIN Jun ,
  • YANG Hao ,
  • ZHANG Mingli ,
  • XIE Biao ,
  • LI Jing ,
  • SUN Panpan ,
  • WANG Yanhua
Expand
  • School of Geography Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China

Received date: 2014-05-05

  Request revised date: 2014-10-11

  Online published: 2015-01-10

Copyright

《地理研究》编辑部
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摘要

通过对滇池流域宝象河水库沉积物TOC、TN、C/N、δ13C及粒度等指标的测定,分析了沉积物中有机碳的主要来源及其变化趋势。结果表明:水体中不同位置沉积物有机碳来源并不相同,距三岔河入库河口相对较近的沉积柱芯A中C/N比值介于2.93~11.73,δ13C值介于 -23.66‰~-21.78‰,有机碳主要来源于水生生物,陆源输入贡献较小,有机碳含量受粒径大小影响显著;距三岔河入库河口相对较远的沉积柱芯B中,其TOC和TN含量较高,分别介于14.62~24.93 g・kg-1和2.11~3.3 g・kg-1,δ13C值变化范围为-28.36‰~-26.36‰,粒度以黏土和细粉砂为主,有机碳主要来源于水库周边陆源输入,受人类活动影响强烈。

关键词： TOC; TN; C/N; δ13C; 粒径; 宝象河流域

本文引用格式

秦俊 , 杨浩 , 张明礼 , 谢标 , 李婧 , 孙盼盼 , 王延华 . 滇池流域宝象河水库沉积物中有机碳的来源[J]. 地理研究, 2015 , 34(1) : 53 -64 . DOI: 10.11821/dlyj201501005

Abstract

Baoxiang river reservoir, a semi-natural water body, is characteristised by eutrophication, which is significantly harmful to regional human health and sustainable development. The sediments are sources and sinks of nutrients. In addition to providing important habitats for aquatic organisms, sediments play a significant role in determining the overall environmental quality of a watershed. Organic carbon in sediments plays an important role in release and transformation of aquatic pollutants, which is one of the main causes of eutrophication. In this study, profiles of TOC, C/N ratio, δ13C and grain sizes in the sediments of Baoxiang river reservoir, Dianchi watershed were used to demonstrate the sources and change of sedimentary organic matter and explore reservoir eutrophication sensitivity to human activities. Considering the characteristics of topography and human activities of the study area, with the help of GPS (Global Positioning System), two reservoir bottom sediments (A and B) profiles were collected during dry period. Our results showed that the sources of sedimentary organic matter were different in the different sampling locations. C/N ratios in the sediment A varied from 2.93 to 11.73, with bulk δ13C (‰) values ranging from -23.66‰ to -21.78‰. This indicated that organic matters mainly from aquatic organisms and terrestrial input contributed little to the sedimentary organic matters. The concentrations of organic matters were influenced significantly by the grain sizes. The concentrations of sedimentary organic matters and total nitrogen in the sediment B varied from 14.62 to 24.93 g・kg-1, and 2.11 to 3.3 g・kg-1, respectively, higher than that of the sediment A, and with bulk δ13C (‰) values of -28.36‰ to -26.36‰. The grain sizes were mainly composed of clay and silt. This demonstrated that organic matters in the sediment B came mainly from terrestrial input, which is an indication of the main effect of human activities, not the sediment grain size. Based on the volume percentage of sediment in each size fraction, we found that grain size in the sediment A is classified as thick, indicating poor sorting and strong water movement. The sediment B is characteristized with fine particles, with clay and fine sand as the main components and low water flow. Correlation analysis between sediment grain size and organic carbon contents showed that they were highly correlated in the sediment A. Synchronous change was found in mean sediment grain size and precipitation.

Key words： TOC; TN; C/N ratio; δ13C; sediment grain size; Baoxiang river

1 引言

沉积物在水生生态系统中既是污染物的汇又是污染物的源,其中有机质对污染物的迁移和释放起着至关重要的作用[1]。Downing等[2]和Tranvik等[3]指出,每年储存在水库中的碳储量(150~220 Tg C・a-1)大约是全球天然湖泊碳储量(30~70 Tg C・a-1)的3~5倍。大多数有机质容易受生物地球化学的影响,如有机质矿化、硝化和反硝化作用和微生物代谢。沉积物有机质矿化能产生大量温室气体(CO2、CH4)及挥发性卤代有机化合物等破坏臭氧层,Barros等[4]提出了水库中CO2、CH4释放量占据全球人为CO2、CH4释放量的1%~7%;沉积物有机质矿化还能释放C、N、P、S等营养盐造成严重的水质恶化及水体富营养化,王圣瑞等[5]在湖泊沉积物中水溶性有机质对吸附磷的影响中,指出有机质含量与磷含量呈正相关关系,有机质含量越高,磷含量越高,富营养化越严重。沉积物中有机质的来源分为内源输入和外源输入两种[6]。内源输入主要包括生长在水体中的动植物残体和水体底泥释放的有机物;外源输入主要包括土壤中的有机物经地表径流、地下径流携带的,城市污水和工业废水直接排放的,水面养殖直接向水体中投入的有机物。不同来源的有机质,其化学组分和稳定碳同位素组成比例会存在显著差别[7,8],因此利用C/N比值和C稳定同位素追溯沉积物有机碳来源已经被诸多科学家广泛应用[9-13]。但C/N比值范围得出结论准确性低于δ13C[14-16],在实践研究中只能作为一个参考,需要结合其他因素进行更深入的探讨。
滇池处于云贵高原中部,是昆明市百姓生产生活的主要供给水源。自20世纪70年代,由于城市化和工业生产的快速发展,滇池污染问题,尤其是富营养化日益突出,已严重威胁着流域内人们的健康和社会经济的发展。营养物质的输入来源于点源、面源、内源,但面源污染已占据主导地位[17]。入滇河流20余条,宝象河是入滇的第二大河流,因此宝象河具有研究价值。有机碳与水体富营养化密切相关,目前为止,宝象河水库还没有这方面的报道,因此利用C/N、δ13C及粒径等参数,分析宝象河流域有机碳的来源及分布,不仅有助于研究宝象河流域碳循环和有机质的贮藏量,而且还有助于分析流域环境变化趋势,为改善该流域生态环境状况提供参考依据。

2 研究区概况与研究方法

2.1 研究区概况

宝象河流域位于滇池的东北部,昆明的西南部,长江流域的上游,该水库在昆明官渡区东部老爷山西麓的大板桥镇坝口村,地理坐标为东经102º55'~102º56'30″、北纬24º01'~25º02'30″(如图1)。1958年8月宝象河水库建成蓄水,蓄水后并未清淤,水库海拔高度2020~2730 m,地形呈现东北高,西南低,总库容量为2070万m3,径流面积为67 km2,主河长16 km,正常蓄水水深32 m。主要补给水源为三岔河、热水河和方杆溪水。出水源为宝象河,自西向东汇入滇池,途经昆明东南郊的大板桥、阿桥、小板桥、官渡、六甲等乡镇,全长36.2 km,是入滇的第二大河流[18]。该地区属于典型的北亚热带湿润季风气候,年均降雨量953 mm,80%以上的降雨量集中在夏秋季节,年均气温14.7℃,流域土壤以地带性土壤为主包括红壤(71.7%)和黄棕壤(3.4%),其次是人为土如水稻土(24.9%),植被覆盖率76.6%,主要优势种为杉松、云南松、灌木[19]。
Fig. 1 Location of the Baoxiang river reservior, Dianchi watershed

图1 滇池宝象河水库位置示意图

2.2 野外布点采样

样品采集于2012年3月,此时宝象河水库正处于枯水期,在水库干涸库底采集了沉积柱芯A、B两个连续的剖面样品,其深度分别为60 cm和30 cm,均已采集到库底。如图2所示,地理坐标分别为102º55′22″E、25º1′33″N和102º55′34″E、25º1′53″N。采取方式为挖坑分层采集,分层厚度1 cm一层,采集的土壤装入密封的保鲜袋中,带回实验室分析,样品的前处理及测试均在南京师范大学地理科学学院完成。
Fig. 2 Distribution of sampling points in Baoxiang river reservior

图2 宝象河水库采样点分布图

2.3 测定方法

将采集回来的土壤放置通风干燥处,自然风干,剔除大的石粒和草根等杂物。粒径分析,称取土样0.5 g放入小烧杯中,加10%过氧化氢溶液,加热,主要目的去除土样中的有机质,待溶液冷却后加10%盐酸溶液,再加热,将溶液中碳酸盐除去,加超纯水稀释,静置,除上清液以除酸,反复静置除酸直至pH为6.5~7,最后加入六偏磷酸钠,超声波清洗机振荡10 min后,用激光粒度仪Mastersizer 2000 测量土壤粒径的体积百分比。土壤有机质和总氮含量的测定分别采用《土壤农业化学分析方法》中重铬酸钾容量法和开氏消煮法。其中土壤有机质的含量除以1.724即得到土壤有机碳的含量。土样中有机碳稳定同位素是利用稳定同位素质谱仪测定的。首先称取土样0.5~1.5 g装入离心管中,用0.1 mol/L稀HCL反复洗涤土样,目的是将土样中的无机碳去掉,再用去离子水反复洗涤,直到离心管中的溶液呈中性,置于50℃烘箱烘干,烘干的土样放入玛瑙研钵碾磨,过筛200目,利用精度为百万分之一电子天平称取少量碾磨过的土样,包于锡杯中,最后将包好的样品逐个放入仪器里进行测试,实验数据由电脑自动记录。

3 结果分析

3.1 TOC、TN、C/N比值和δ13C的垂直分布特征

宝象河沉积柱芯A和B中TOC、TN、C/N比值、δ13C随深度的变化曲线如图3、图4所示。沉积柱芯A中TOC的含量在2.81~10.44 g・kg-1之间,均值为5.37 g・kg-1,垂直变化在0~43 cm总体上呈现随深度增加而递减的趋势,在43~60 cm呈现小幅波动。沉积柱芯B中TOC含量远高于A,其变化范围在14.62~24.93 g・kg-1之间,均值为19.73 g・kg-1,在表层4 cm处出现最大值,底层29 cm处出现最小值,其空间垂直变化随着深度的增加,基本上呈现先减小再增大再减小的趋势。沉积物中总有机碳(TOC)含量取决于沉积物中有机质的输入量和沉积环境对有机质的保存能力[20],有机质的输入量来源于水生植物、流域侵蚀带来的陆源植物碎屑、人类污染排放物[21]。沉积柱芯A、B表层沉积物中均含有较高的有机碳,可能由于浮游生物生物沉积及外源泥沙有机质尚未矿化造成的[22]。沉积柱芯A中TN变化范围在0.5~1.56 g・kg-1之间,均值为0.93 g・kg-1,而沉积柱芯B中TN变化范围在2.11~3.3 g・kg-1之间,均值为2.71 g・kg-1。沉积柱芯B中TOC和TN含量均较高,表明该处可能外源输入强烈,与人类活动有关。如图2所示,沉积柱芯A周围坡地以林地为主,而沉积柱芯B以林地和耕地为主,沉积柱芯A海拔高度(2000.33 m)高于沉积柱芯B(1998.28 m),水土流失应由A流向B。赵磊等[19]利用GIS和USLE模型对滇池宝象河流域土壤侵蚀量的研究中,指出宝象河流域普遍存在土壤侵蚀现象,土壤侵蚀会造成土壤养分流失。张明礼等[23]在利用137Cs示踪技术研究滇池流域土壤侵蚀中,发现耕地的侵蚀速率大于非耕地的侵蚀速率,土壤侵蚀会造成土壤中的有机质、化肥以及农药等物质直接随土壤流入水库,导致富营养化。张兴昌和邵明安[24]在侵蚀条件下土壤氮素流失对土壤和环境的影响中指出伴随水土流失的土壤有机质和氮会随着侵蚀泥沙的富集而富集,从而导致沉积物中TOC和TN含量的增加。
Fig. 3 Vertical distribution of TOC, TN, C/N and δ13C (‰) in the sediment A in Baoxiang river reservior

图3 宝象河水库沉积柱芯A剖面TOC、TN、C/N、δ13C(‰)的垂直分布图

Fig. 4 Vertical distribution of TOC, TN, C/N and δ13C (‰) in the sediment B in Baoxiang river reservior

图4 宝象河水库沉积柱芯B剖面TOC、TN、C/N、δ13C(‰)的垂直分布图

C/N比是蛋白质含量的指示剂,不同类型的有机质所含蛋白质是不同的[25],所以利用C/N比可区分不同类型的有机质,分析区域内有机质的来源。藻类有机质中富含大量的蛋白质,纤维素的含量较低,陆生高等植物相反,富含纤维素较多,蛋白质含量较少。通常情况下,藻类、细菌等低等水生生物的C/N比值变化范围在5~12之间,但一般都是小于10的,浮游植物C/N比值在4~10之间[26],而陆生植物的C/N比值为20~30,甚至可能达到45~50[27,28]。根据实验分析结果,沉积柱芯A中C/N比的变化范围为2.93~11.73,均值在5.82,除个别值外,均小于10,从表层至4 cm左右达到了最大值11.73,在底层60 cm左右达到了最小值2.93。其空间变化在(0~60 cm)随深度的增加呈现较剧烈的曲线波动,可能是由于沉积动力特征较强烈,各种水团交汇造成的。沉积柱芯A中C/N比大体反映出有机质主要来源于内源水生生物。沉积柱芯B中C/N比垂直分布曲线有小幅变动,变动范围在5.66~8.88,均值为7.32,虽然C/N比值很小,但TOC含量和TN的含量均较高,可能受人类活动影响,且氮的输入较多。
碳在自然界中存在两种稳定同位素:12C和13C,δ13C表示天然物质中碳同位素比值[29]。沉积物中δ13C主要由沉积物中有机质来源决定,不同来源的有机质中,其稳定碳同位素组成特征会存在显著差异。植物进行光合作用合成有机质时,由于轻、重碳同位素的活动性不同,会导致碳同位素的分馏。不同植物的光合作用方式不同,造成CO2分馏效果也就不同,所以不同植物中碳稳定同位素δ13C值不同。早在20世纪60年代,Park等[30]就发现有机质中的碳稳定同位素δ13C的含量与其来源有关,而且陆源和海源的δ13C值差别很明显。一般认为,水体中藻类δ13C的变化范围在-12‰~-24‰,浮游植物和陆源植物δ13C偏负,变化范围在-24‰~-30‰[31],典型的陆源C3植物的有机质的碳同位素值,为-23‰~-34‰,平均值为-27‰,C4植物产生的有机质δ13C介于-7‰~-23‰,平均值为-14‰[32,33],CAM类δ13C值在-10‰~-23‰之间[34]。沉积柱芯A中δ13C垂直分布总体变化不大,δ13C值基本落在-23.66‰~-21.78‰之间,平均值为-22.74‰,在41 cm和55 cm处分别达到了最低值和最高值,这表明了该区沉积物中有机碳来源于陆地C3、C4植物和水体中浮游植物、藻类的混合。由于陆源有机质拥有较低的δ13C值,因此沉积柱芯A以内源为主,陆源植物的贡献相对较小。沉积柱芯B中δ13C垂直分布大体呈现随深度的增加而增大的趋势,但在16 cm处出现了δ13C的最小值,其变化范围在-28.36‰~-26.36‰之间,平均值为-27.17‰,表明该区的有机质明显来源于陆地C3植物。
有关研究表明,C/N和δ13C判断有机质来源受成岩作用影响较大,Meyers[35]指出成岩过程中,有机质13C会发生亏损,导致δ13C降低;Wu[36]发现由于N比C更容易矿化,有机质在降解过程中优先降解氮,导致C/N比值升高。为了更好的分析成岩作用对δ13C在沉积过程中的影响,运用Spass软件分别对宝象河水库沉积柱芯A、B中δ13C与TOC和C/N进行相关性分析研究,结果见表1。沉积柱芯A中δ13C与TOC和C/N相关关系分别为0.002和0.127,相关性较小,受成岩作用影响较小。沉积柱芯B中δ13C与TOC和C/N相关关系分别为0.779和0.164,虽然δ13C和TOC相关关系为0.779,但与C/N相关关系仅为0.164。所以,沉积柱芯B受成岩作用影响也不大。沉积剖面中有机质参数(C/N和δ13C)变化可以有效指示水库有机质来源[37]。引起沉积物中δ13C和C/N的变化,可能是微生物的活动或有机质的外源输入所致[38-40]。结合沉积物中TOC、TN、C/N比和δ13C的变化判断有机质来源,所得结论为沉积柱芯A中有机质以内源水生植物为主,沉积柱芯B中有机质以外源输入为主。
Tab. 1 Relationship between δ13C, total organic carbon contents and C/N ratio in Baoxiang river reservior

表1 宝象河水库沉积柱芯中δ13C与TOC和C/N之间的相关性

项目 沉积柱芯A 沉积柱芯B
δ13C (‰) TOC(g・kg-1) C/N δ13C (‰) TOC(g・kg-1) C/N
δ13C (‰) 1 1
TOC(g・kg-1) 0.002 1 0.779** 1
C/N 0.127 0.722** 1 0.164 0.391* 1

注:**在0.01水平(双侧)上显著相关;*在0.05水平(双侧)上显著相关。

3.2 粒度

沉积物粒度特征是判别沉积环境和指示气候干湿变化的一个重要指标。王小雷[41]在分析云南高原湖泊近现代沉积环境变化研究中指出不同粒径等级所占百分含量的不同反映出不同的沉积环境状况,若粒径中黏土所占百分含量较高反映沉积环境较稳定,水动力弱;若粒径中砂所占百分含量高反映沉积环境不稳定,水动力强。沉积物粒度所指示的气候干湿状况可分为“两派”: ①长时间尺度、低分辨(百年、千年)研究中,粗颗粒物质反映湖泊水位下降,指示气候干旱,细颗粒物质反映湖泊水位上升,指示湿润气候[42]。 ②短时间尺度、高分辨率(年际、十年)研究中,沉积物粗颗粒表示降雨量较大的湿润年份,沉积物细颗粒表示降雨量小的干旱年份[43]。因此,通过对沉积物粒度的研究,可了解沉积物所处的沉积环境。参照刘恩峰等[44]、王心源等[45]对湖泊沉积物粒度的研究,将宝象河水库沉积物粒度机械组成的粒级按照Udden-Wentworth标准分成黏土(<4 μm)、细粉砂(4~16 μm)、粗粉砂(16~64 μm)和砂(>64 μm)四个级别。宝象河水库沉积柱芯A、B剖面粒度组成如图5、图6。
Fig. 5 The percentage of particle size in the sediment A in Baoxiang river reservior

图5 宝象河水库沉积柱芯A粒度组分百分含量分布图

Fig. 6 The percentage of particle size in the sediment B in Baoxiang river reservior

图6 宝象河水库沉积柱芯B粒度组分百分含量分布图

沉积柱芯A中平均粒径变化范围为14.22~134.51 μm,平均值为50.53 μm,其中黏土含量变化范围为12.54%~38.51%,平均含量为26.06%;细粉砂含量变化范围为14.06%~36.23%,平均含量为23.33%;粗粉砂含量变化范围为11.4%~37.11%,平均含量为21.93%;砂含量变化范围为5.8%~52.84%,平均含量为28.53%。沉积柱芯A的表层(0~10 cm)主要以黏土和细粉砂为主,粗颗粒物质较少,可能与降水量有关,近年云南遭遇大旱,降雨量少,地表径流弱,携带粗颗粒物质入库能力弱。沉积柱芯B中平均粒径变化范围为4.61~28.94 μm,平均值为14.25 μm,其中黏土含量变化范围为12.03%~61.15%,平均含量为28%;细粉砂含量变化范围为30.13%~49.53%,平均含量为41.22%;粗粉砂含量变化范围为8.62%~42.57%,平均含量为26.5%;砂含量变化范围为0.01%~14.96%,平均含量为4.28%。总体上沉积柱芯A土壤颗粒比沉积柱芯B粗,沉积柱芯A分选较差。由于沉积粒径的分布受泥沙的输入方式、水动力的影响[46]。一些研究报道中指出沉积物粒径大小与水动力呈正相关关系,水动力强的地方,沉积物粒径总体上偏粗,相反水动力弱的地方,沉积物粒径总体上偏细[46,47]。因此,判断沉积柱芯A处可能水动力强,B处水动力弱,正如图1所示,三岔河水流进入水库后,搬运能力明显降低,所携带的粗粒沉积物首先在近河口的A点堆积下来,而较细的颗粒仍被搬运了一段距离,随着水流搬运能力的进一步降低,较细的沉积物颗粒随即在离河口较远的B点堆积下来。
湖泊(水库)沉积物粒度组成可以反映当地的降雨特征。降雨量的变化通过影响地表径流,决定了入湖(水库)的陆源颗粒物的粗细,降雨量大,地表径流发育,其剥蚀和搬运能力强,粗颗粒物质可被携带入湖(水库);相反,降雨量小,地表径流贫乏,粗颗粒物质难以被携带入湖(水库),沉积物粒径减小[43]。图7所示,昆明市近52年年降雨量的变化范围在565.8~1449.9 mm之间,均值为993.32 mm,夏季降雨量的变化范围在294.7~990.9 mm之间,均值为588.29 mm,24小时暴雨量的变化范围在29.1~165.4 mm之间,均值为75.02 mm,昆明市降雨主要集中在夏季。对比图7和图8,得出沉积柱芯A中降雨量与平均粒径呈现较好的同步性,即沉积柱芯A粒径大小受降雨影响比沉积柱芯B显著。
Fig. 7 Variation of annual precipitation, summer precipitation and 24 hour rainstorm from 1958 to 2010 in Kunming city

图7 1958-2010年昆明市年降雨量、夏季降雨量和24小时暴雨量变化示意图

Fig. 8 Variation of average particle size by the time in the sediments A and B in Baoxiang river reservior

图8 宝象河水库沉积柱芯A、B平均粒径随时间的变化

沉积物粒径大小决定了有机碳含量的变化,已有研究表明有机质易于富集在细颗粒物质中,特别是黏土[48-50]部分。如图9,沉积柱芯A中TOC含量与黏土、细粉砂、粗粉砂均呈现正相关,但是黏土、粗粉砂与TOC的含量相关性较小,细粉砂与有机碳含量呈现很好的正相关性(r=0.65, P<0.01),这表明沉积物中有机碳含量主要受粒径较小的细颗粒物质所控制。因此,判断沉积柱芯A有机碳含量的变化受粒径影响显著。该结论与吕晓霞等[51]和高建华等[52]对长江口沉积物的研究中所得结论相符合。另外,沉积柱芯A中TOC含量与砂显著呈负相关关系,砂的百分比越高,有机质的含量越少。因此沉积柱芯A表层(0~10 cm)土壤有机质含量高。如图10所示,沉积柱芯B中有机碳含量与黏土、细粉砂均为未呈现正相关关系,相反TOC含量与粗粉砂、砂呈现正相关关系,其中砂与TOC的相关系数r=0.69(P<0.01)。沉积柱芯B中粗颗粒物质主要集中在表层,但其自身并不能富集较多的有机质。姚春书等[53]人在对南太湖沉积岩芯重金属和营养元素的垂直分布特征及其意义的研究报道中指出,沉积柱芯表层颗粒越粗,有机碳含量越多,原因归结为可能是湖泊水体生产力增加造成,另外,表层有机质保存条件的差异也是可能因素之一。从采样点的分布图中(图2),可以发现沉积柱芯B周围坡地以林地、耕地为主,受人类活动干扰和土壤侵蚀影响,水土流失伴随的周边耕地农药化肥的输入,均可造成湖泊水体生产力的增加。
Fig. 9 Correlation analysis of clay, fine sand, coarse silt and sand with TOC content in the sediment A in Baoxiang river reservior

图9 宝象河水库沉积柱芯A中黏土、细粉砂、粗粉砂、砂含量和TOC含量的相关分析

Fig. 10 Correlation analysis of clay, fine sand, coarse silt and sand with TOC content in the sediment B in Baoxiang river reservior

图10 宝象河水库沉积柱芯B中黏土、细粉砂、粗粉砂、砂含量和TOC含量的相关分析

4 结论

主要研究结论如下:
(1)沉积柱芯A中TOC和TN含量分别在2.81~10.44 g・kg-1、0.5~1.56 g・kg-1之间,C/N比值变化范围为2.93~11.73,δ13C值介于-23.66‰~-21.78‰之间,表明有机碳主要来源于内源水生植物,陆源的贡献率较小;沉积柱芯B中TOC和TN含量均较高,变化范围分别为14.62~24.93 g・kg-1、2.11~3.3 g・kg-1,C/N比值变化范围为5.66~8.88,δ13C值变化范围-28.36‰~-26.36‰,表明有机碳主要以外源输入为主,如地表径流、人类活动引起的污水排放及化肥的投入。
(2)由于沉积物中C/N、δ13C变化较为复杂,因此不能用单一参数来判断有机碳来源,需要考虑多种因素。发现C/N和δ13C之间相关性较低,表明沉积物受成岩作用影响较小,沉积物中C/N和δ13C的变化可能是微生物活动及有机质的外源输入引起的。
(3)通过对沉积柱芯A、B中TOC、C/N、δ13C及粒度的分析,发现沉积物有机碳含量受不同位置、沉积环境、沉积物粒度及人类活动等因素影响。不同位置的样点,决定其沉积物有机碳含量的主导因素是不同的,沉积柱芯A中主导因素是沉积物粒径大小,沉积柱芯B中有机碳含量主要受人类活动的干扰。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
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