典型巖溶地下河中有機質(zhì)來源、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，人類活動成為影響巖溶地下河中有機質(zhì)來源的重要因素，同時大量的研究證明，DIC（溶解無機碳，包括CO2（aq）、HCO3-，CO32-，主要是pH在7~9的HCO3-）通過水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的光合作用能轉(zhuǎn)化為相對穩(wěn)定的有機碳（OC），巖溶碳匯意義顯著。因巖溶區(qū)的特殊性，溶解性有機質(zhì)可直接通過落水洞和天窗、土壤滲透等進入地下巖溶系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動中。脂肪酸是脂類生物標志物的一種，因具有廣泛的來源性與良

2、好的指示性，能夠示蹤有機物質(zhì)來源而被廣泛應(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象，對比地下河中脂肪酸的時空變化特征，分析了不同土地利用下DOM來源差異；并通過降雨加密采樣分析，探討降雨條件下地下河水體中DOM的來源與遷移特征。南山老龍洞與青木關(guān)地下河6個采樣點的分析結(jié)果表明：
　?。?）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，地下河中藻類和細菌等微生物差異是引起有機質(zhì)含量和組成不同的原因，土地利用

4、方式影響地下河補給來源，從而影響地下河中有機質(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差異影響地下河中有機質(zhì)來源。老龍洞地下河受到自然與人為活動的雙重影響，地下河污染較嚴重，污水排入地下河，或者污水渠中污水滲漏進入地下河，地下河面臨著淪為下水道的風險，河水渾濁且有異味，南山老龍洞地下河以細菌源和浮游植物源有機質(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)除跑馬場外，無工廠聚集分布，地下河中有機質(zhì)主

5、要來自上游水塘，在向下游運移的過程中，不斷接收來自地表的有機質(zhì)。青木關(guān)地下河DOM主要來源于浮游植物、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,降雨是地下河中DOM含量變化的主要因素。
　?。?）降雨監(jiān)測期間，青木關(guān)地下河對降雨的響應(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，降雨期間指示細菌源輸入的支鏈飽和脂肪酸被稀釋，而來源于藻類和細菌的多不飽和脂肪酸受地表徑流帶來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。大雨到暴雨時期，雨水對土壤的沖刷作用較強，匯聚后形成地表徑流，攜帶大量地表有機質(zhì)進入地下河，流域內(nèi)地表有機質(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，短鏈比長鏈更容易遷移，飽和比不飽和遷移能力更強。
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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”在地下河管道中長時間滯留，不斷接收來自上覆土壤的有機質(zhì)，主要以真菌源脂肪酸為主。大雨到暴雨時期，雨水對地表的沖刷作用較強，攜帶大量地表有機質(zhì)進入地下河，地下河主要受陸源有機質(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質(zhì)來源的主要因素。青木關(guān)與南山地下河中地表徑流帶來的溶解態(tài)有機質(zhì)以來自土壤中的真菌源有機