長(zhǎng)江口海區(qū)近百年沉積物中的生物硅記錄及其對(duì)流域人類活動(dòng)的響應(yīng).pdf

1、近幾十年，長(zhǎng)江流域物質(zhì)輸入發(fā)生很大變化。建壩使輸沙量減少從而降低河口溶解硅濃度，流域人類活動(dòng)加劇導(dǎo)致了營(yíng)養(yǎng)鹽N、P的增加。物質(zhì)輸入的變化必然影響長(zhǎng)江口表層生產(chǎn)力的變化。從而對(duì)河口生態(tài)環(huán)境造成影響。本文通過生物硅指標(biāo)，揭示人類活動(dòng)影響下長(zhǎng)江口海區(qū)表層生產(chǎn)力的變化。
　　 本研究利用長(zhǎng)江口杭州灣外泥質(zhì)沉積區(qū)獲得的兩個(gè)淺孔(Cx21、Cx38)，進(jìn)行了210pb和137Cs、粒度、生物硅、有機(jī)碳和有機(jī)氮含量分析，旨在揭示近百年長(zhǎng)江入海

2、物質(zhì)變化在沉積物中的紀(jì)錄。依據(jù)兩鉆孔沉積物210Pb和137Cs測(cè)試結(jié)果一平均沉積速率分別為Cx21孔0.94cm/yr和Cx38孔2.05cm/yr，結(jié)合沉積物粒度-長(zhǎng)江輸沙量變化對(duì)比，確定了兩孔的年代模式。在此基礎(chǔ)上，綜合各指標(biāo)，將兩孔近百年沉積物從下向上分為4個(gè)階段。
　　 Ⅰ、Cx21孔100-70cm和Cx38孔200-125cm，對(duì)應(yīng)于上世紀(jì)50年代初以前的沉積物堆積。沉積物含砂量較高，生物硅和有機(jī)質(zhì)含量均較低。生物

3、硅平均含量分別為0.76％和0.64％，有機(jī)碳平均含量分別為0.49％和0.50％，有機(jī)氮平均含量分別為0.063％和0.066％;生物硅和有機(jī)碳、氮波動(dòng)基本一致；
　　 Ⅱ、Cx21孔69-55cm和Cx38孔124-95cm，可對(duì)應(yīng)于十九世紀(jì)50年代初-60年代初的堆積。兩孔沉積物顆粒較細(xì)，生物硅含量較高，Cx21孔有機(jī)質(zhì)較高，Cx38孔有機(jī)質(zhì)略高。生物硅平均含量分別為0.87％和0.82％，有機(jī)碳平均含量分別為0.56％和

4、0.54％，有機(jī)氮平均含量分別為0.074％和0.069％;生物硅和有機(jī)碳、氮波動(dòng)在Cx21孔仍基本一致，但在Cx38孔有所分異；
　　 Ⅲ、Cx21孔54-26cm和Cx38孔94-55cm，可對(duì)應(yīng)于十九世紀(jì)60年代初-80年代中期的堆積。兩孔沉積物含砂量均較高，呈現(xiàn)兩峰一谷：60年代早中期一峰值，70年代一谷值，80年代早期一峰值，生物硅和有機(jī)質(zhì)的平均含量都處于較低水平。兩孔生物硅平均含量分別為0.80％和0.65％，有機(jī)碳

5、平均含量分別為0.51％和0.50％，有機(jī)氮平均含量分別為0.065％和0.066％;Cx21孔中生物硅和有機(jī)碳、氮波動(dòng)基本一致，Cx38孔兩者完全分異；
　　 Ⅳ、Cx21孔自25cm以上，Cx38孔自54cm以上，相當(dāng)于十九世紀(jì)80年代中期以來長(zhǎng)江入海泥沙顯著減少時(shí)期的堆積。兩孔沉積物中含砂量顯著減少，生物硅含量于80年代后期到90年代前期迅速增加，自90年代中后期以來基本維持在低值。Cx21孔中有機(jī)碳、氮的分布和生物硅波動(dòng)

6、基本一致，而Cx38孔有機(jī)碳、氮的平均含量卻持續(xù)增加，并在鉆孔表層達(dá)到全孔的最高值。本段生物硅平均含量分別為0.82％和0.71％，有機(jī)碳平均含量分別為0.60％和0.56％，有機(jī)氮平均含量分別為0.068％和0.073％。
　　 以上4個(gè)階段生物硅和有機(jī)碳、氮含量的變化可反映近百年來長(zhǎng)江流域的自然和人類活動(dòng)過程，尤其是流域人類活動(dòng)包括：水庫截砂-入海溶解硅降低和近幾十年來工農(nóng)業(yè)發(fā)展導(dǎo)致長(zhǎng)江入海N、P營(yíng)養(yǎng)鹽物質(zhì)輸入的增加。上世紀(jì)

7、初至中葉，長(zhǎng)江輸沙量和營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入變化受人類活動(dòng)干擾較小，長(zhǎng)江口浮游藻類以硅藻為主，兩鉆孔沉積物中生物硅和有機(jī)質(zhì)含量基本一致，又由于表層海溫較低，從而導(dǎo)致生物硅和有機(jī)質(zhì)含量均較低。
　　 自上世紀(jì)50年代以來，隨著新中國成立，人口恢復(fù)增長(zhǎng)，生產(chǎn)活動(dòng)加快，流域人類活動(dòng)開始增強(qiáng)。但對(duì)河口生態(tài)環(huán)境開始出現(xiàn)明顯影響的時(shí)期始于上世紀(jì)70年代末，即改革開放以后，入海溶解N、P開始增加，長(zhǎng)江口外浮游藻類受到影響。1985年之后，隨著葛洲壩的建

8、成，入海輸沙量急劇減少，導(dǎo)致溶解硅下降，相反在工農(nóng)業(yè)活動(dòng)下，溶解N、P濃度卻急劇增加，所以本研究沉積物中生物硅自80年代后期先呈現(xiàn)短暫高峰后顯著降低，而有機(jī)碳氮卻持續(xù)上升，反映了營(yíng)養(yǎng)鹽增加時(shí)期，首先是硅藻的大量繁殖，但隨著溶解硅的消耗，硅藻類生物受到硅限制，過多的氮磷導(dǎo)致甲藻等其他有毒藻類繁殖。
　　 不過上述現(xiàn)象出現(xiàn)在離長(zhǎng)江口較近的Cx38孔，在離長(zhǎng)江口較遠(yuǎn)的Cx21孔，上世紀(jì)80年代末、90年代初也出現(xiàn)了生物硅的短暫高峰，并