高進(jìn)長(zhǎng),龍 翼,張信寶,賀秀斌,王銘烽

(1.中國(guó)科學(xué)院 水利部 成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所 山地表生過(guò)程與生態(tài)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610041; 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

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長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物有機(jī)碳的垂直變化特征

高進(jìn)長(zhǎng)1,2,龍 翼1,張信寶1,賀秀斌1,王銘烽1,2

(1.中國(guó)科學(xué)院 水利部 成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所 山地表生過(guò)程與生態(tài)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610041; 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

為揭示長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物有機(jī)碳的垂直變化特征，采用重力采樣器采集水庫(kù)沉積泥沙，測(cè)定了沉積物樣品的容重、顆粒組成、總有機(jī)碳(TOC)等。結(jié)果表明：自1956年水庫(kù)建成后，長(zhǎng)壽湖水庫(kù)采樣點(diǎn)沉積物的厚度為92 cm，年均沉積深度為1.59 cm。沉積物顆粒粒徑隨深度減小呈現(xiàn)出先變細(xì)，再變粗，表層變細(xì)的變化趨勢(shì)。沉積物中TOC平均含量為14.14 g/kg，從建庫(kù)開(kāi)始，采樣點(diǎn)沉積物中TOC的含量變化趨勢(shì)是先減??；隨著人類(lèi)活動(dòng)的加劇導(dǎo)致土地利用發(fā)生較大變化，如退耕還林、城市化進(jìn)程加快等，特別是水面上肥水網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)等活動(dòng)，使沉積物中TOC含量逐漸增加；在2004年長(zhǎng)壽湖水庫(kù)全面禁止肥水養(yǎng)魚(yú)后，TOC含量逐漸減小。研究長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物有機(jī)碳的垂直變化，對(duì)認(rèn)識(shí)水庫(kù)沉積物物理性質(zhì)、沉積歷史及沉積物與人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系有重要的意義。

沉積物; 有機(jī)碳; 垂直變化; 長(zhǎng)壽湖水庫(kù)

水庫(kù)作為特殊的半自然半人工水體，其水深、水動(dòng)力學(xué)、水生態(tài)系統(tǒng)等特征明顯區(qū)別于湖泊[1]和海洋，是具有重要研究?jī)r(jià)值的水體類(lèi)型。水庫(kù)沉積物的連續(xù)性及其剖面保存的完整性，可以敏感、高分辨地記錄區(qū)域環(huán)境變化，提供時(shí)間分辨率達(dá)1～10 a的高精度環(huán)境信息[2-3]，同時(shí)，水庫(kù)與人類(lèi)活動(dòng)密切相關(guān)，流域內(nèi)人類(lèi)活動(dòng)的信息也保存在沉積物。有機(jī)碳是水庫(kù)沉積物的主要組分之一，主要來(lái)源于水庫(kù)水生植物、流域侵蝕帶來(lái)的陸源植物碎屑，受到地貌過(guò)程、生態(tài)過(guò)程和水文過(guò)程等的影響，也受到人類(lèi)活動(dòng)如修筑大壩、毀壞森林、大規(guī)模退耕還林及城市化等的影響。因此，有機(jī)碳是描述水庫(kù)沉積物中有機(jī)物質(zhì)的一項(xiàng)基本參數(shù)，其攜帶著的不同時(shí)間流域環(huán)境變化和人類(lèi)活動(dòng)信息，可以反映全流域范圍內(nèi)自然過(guò)程和人類(lèi)活動(dòng)的詳細(xì)記錄[4-5]。近年來(lái)，隨著人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)流域地表和水庫(kù)干擾程度的加劇，水庫(kù)水質(zhì)惡化、富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展迅速，嚴(yán)重制約著區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高[6]，這些變化既與流域范圍內(nèi)日益劇烈的人類(lèi)活動(dòng)有關(guān)，如鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)的異軍突起、土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、城市規(guī)模急劇擴(kuò)張，又有可能是流域自然沉積演化的自然結(jié)果[7]?？傆袡C(jī)碳(TOC)是以碳的含量表示沉積物有機(jī)物總量的綜合指標(biāo)，可以較全面地反映出沉積物的污染程度及水庫(kù)水的污染程度。水庫(kù)沉積物有機(jī)碳在數(shù)量和性質(zhì)等方面已經(jīng)發(fā)生并且仍在發(fā)生著顯著的變化，而這些變化將在沉積物的垂直變化中得以反映。

本文探討長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物有機(jī)碳垂直變化特征及其與人類(lèi)活動(dòng)的相互關(guān)系，對(duì)認(rèn)識(shí)沉積物特征、歷史變化及人類(lèi)活動(dòng)之間的關(guān)系有重要意義。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

長(zhǎng)壽湖水庫(kù)位于重慶市長(zhǎng)壽區(qū)境內(nèi)，距重慶市主城區(qū)100 km，距長(zhǎng)壽城區(qū)約20 km，水域面積約65.5 km2，總庫(kù)容為10億m3，一般水深15 m，地理位置為29°50′—30°04′N(xiāo)，107°15′—107°25′E。長(zhǎng)壽湖水庫(kù)屬于大型水庫(kù)，始建于1954年，于1956年建成，其最初功能為發(fā)電、蓄水和灌溉。龍溪河是長(zhǎng)壽湖水庫(kù)的主要河流，其發(fā)源于重慶市梁平縣境內(nèi)，流經(jīng)梁平縣、墊江縣和長(zhǎng)壽區(qū)，最后匯入長(zhǎng)江，龍溪河長(zhǎng)約220 km，流域面積約3 150 km2，多年平均徑流量約為54.0 m3/s，是重慶市轄區(qū)內(nèi)流入長(zhǎng)江的主要一級(jí)支流。龍溪河沿岸的梁平、墊江兩縣是重慶市最大的平壩地區(qū)和重要的糧食產(chǎn)地，近30年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市污水和工業(yè)廢水排放量逐步增加，并通過(guò)龍溪河流入長(zhǎng)壽湖水庫(kù)，對(duì)長(zhǎng)壽湖水庫(kù)及水庫(kù)沉積泥沙產(chǎn)生了一定的影響。

長(zhǎng)壽湖水庫(kù)也是重慶市最大的湖泊旅游風(fēng)景區(qū)和重要的淡水魚(yú)養(yǎng)殖基地之一。20世紀(jì)90年代，由于水庫(kù)肥水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的發(fā)展，以及養(yǎng)殖密度的不斷提高，長(zhǎng)壽湖水庫(kù)開(kāi)始人工投放飼料和肥料，采用投餌式的肥水網(wǎng)箱養(yǎng)殖，產(chǎn)生大量的殘餌和魚(yú)類(lèi)糞便，并且在水庫(kù)泥沙中不斷沉降和積累，使沉積泥沙中有機(jī)物的含量不斷增加，對(duì)水庫(kù)環(huán)境造成一定的負(fù)面影響[8-9]。

1.2采樣點(diǎn)的布設(shè)與樣品采集

選擇長(zhǎng)壽湖水庫(kù)為研究對(duì)象，是因?yàn)殚L(zhǎng)壽湖水庫(kù)興建時(shí)間距今50多年，自水庫(kù)建成后，庫(kù)底沒(méi)有進(jìn)行清淤，并且對(duì)研究三峽水庫(kù)的沉積物淤積及有機(jī)碳的特征有一定的借鑒作用。2014年5月，我們對(duì)重慶市長(zhǎng)壽湖水庫(kù)進(jìn)行了實(shí)地考察，并調(diào)查采樣。為了使調(diào)查數(shù)據(jù)更具代表性，選取典型樣點(diǎn)在龍溪河主支流流入長(zhǎng)壽湖水庫(kù)的入口處，上游攜帶著泥沙、工業(yè)廢水等經(jīng)龍溪河進(jìn)入長(zhǎng)壽湖水庫(kù)，東西兩側(cè)均分布著果園，岸邊村落密集，采樣點(diǎn)位置見(jiàn)圖1。

圖1　研究區(qū)概況

用重力采樣器采集沉積物(model HR,RIGO Co.Ltd.,Saitama,Swit)，采樣方法是將長(zhǎng)2 m、內(nèi)徑6 cm的PVC管伴隨鋼管，通過(guò)錘擊將PVC管垂直打入水庫(kù)底泥中，直至打到硬底無(wú)法錘入，垂直拔出鋼管后，將PVC管取出，兩端封閉，垂直放置，直至實(shí)驗(yàn)室，避免沉積物干擾和損失，以獲得完整的原狀沉積物樣芯。

1.3樣品處理與分析

在龍溪河主支流入口處，隨機(jī)采集兩個(gè)重復(fù)沉積樣芯，分析發(fā)現(xiàn)，二者具有相似的層理變化和相同的深度，故任意選取一個(gè)沉積樣芯，作為研究對(duì)象。從沉積物表層，將沉積物樣芯按照2 cm等厚分層取樣，以(50±2)℃烘箱烘干，分別稱(chēng)量分層取樣的濕樣品與烘干樣品重量，再由已知樣品體積(56.5 cm3)，求出沉積物樣品濕容重和干容重，本文章采用的是干容重，簡(jiǎn)稱(chēng)容重。樣品干燥后，去除各種雜質(zhì)，經(jīng)瑪瑙研缽研磨處理后過(guò)10目尼龍篩，用MasterSizer 2000激光粒度儀(英國(guó))對(duì)其進(jìn)行粒度組成測(cè)試，分析前在樣品中加入雙氧水(H2O2)和鹽酸(HCl)，去除沉積物中的有機(jī)物，然后再加入分散劑六偏磷酸鈉，并經(jīng)超聲波震蕩90 s，使樣品顆粒充分分散，最后用激光粒度儀進(jìn)行分析。根據(jù)國(guó)際粒級(jí)制分為黏粒(<0.002 mm)、粉粒(0.002～0.02 mm)和砂粒(0.02～2 mm)。

樣品經(jīng)瑪瑙研缽研磨處理后，再磨細(xì)過(guò)100目尼龍篩，用10%的鹽酸酸化處理，除去無(wú)機(jī)碳后，采用常量元素分析儀(Vario MACRO cube，德國(guó)Elementar公司生產(chǎn))測(cè)定沉積物有機(jī)碳，測(cè)試質(zhì)量為60～80 mg。

2　結(jié)果與分析

2.1長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物物理特征

長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物容重受質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、土壤結(jié)構(gòu)、土壤松緊度等的影響。長(zhǎng)壽湖水庫(kù)采樣點(diǎn)沉積物表層到92 cm處，平均容重為0.47 g/cm3。如圖2所示，整體上，沉積物從底層到表層，容重先減小，在中間部分上下波動(dòng)，在表層有再次變小的趨勢(shì)。容重在沉積物樣芯的92 cm處，驟然變小，這是因?yàn)殚L(zhǎng)壽湖水庫(kù)于1956年建成，在修建之前，采樣點(diǎn)是耕地或河岸，土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)等與修建水庫(kù)后沉積泥沙的有巨大差異，表現(xiàn)為容重的驟然變化，因此，可以推斷，自1956年水庫(kù)建成后，采樣點(diǎn)沉積泥沙的厚度為92 cm，年均沉積深度為1.59 cm/a。

圖2　長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物樣芯的容重剖面變化

圖3為長(zhǎng)壽湖水庫(kù)采樣點(diǎn)的沉積泥沙顆粒組成特征。黏粒(2.81%～14.63%，均值6.91%)與粉粒(58.90%～93.31%，均值76.79%)相比較，占據(jù)整個(gè)泥沙顆粒組成的比例較大，而砂粒(1.86%～38.29%，均值16.30%)所占比例也較大。分析沉積泥沙顆粒組成可知，整體上，沉積泥沙顆粒隨深度減小表現(xiàn)先變細(xì)，再變粗，表層變細(xì)的趨勢(shì)。經(jīng)Pearson相關(guān)性分析，TOC與黏粒、粉粒，均呈現(xiàn)負(fù)的極顯著相關(guān)關(guān)系(分別是r=-0.860和r=-0.938)，而TOC與砂粒之間具有正的極顯著的相關(guān)性(r=0.975)，表明沉積泥沙的總有機(jī)碳主要賦存在泥沙細(xì)顆粒上，一般情況下，沉積物TOC與黏粒、粉粒緊密結(jié)合，隨著泥沙細(xì)顆粒含量增加而呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。杜德文等[10]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)碳(有機(jī)質(zhì))主要富集在細(xì)顆粒沉積物中(含黏土和粉砂較多)，羅建育等[11]在研究臺(tái)灣嘉明湖時(shí)也得出有機(jī)質(zhì)含量與細(xì)顆粒物質(zhì)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，劉清玉等[12]發(fā)現(xiàn)巢湖內(nèi)兩個(gè)樣柱樣品有機(jī)碳含量變化與粒度及粒級(jí)的相關(guān)性，表現(xiàn)為有機(jī)碳與平均粒徑存在一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與黏粒百分含量存在一定的正相關(guān)性。

圖3　長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物顆粒組成百分比分布

方差反映的是離散程度，由表1所示，采樣點(diǎn)沉積泥沙，黏粒的離散程度最小，粉粒次之，砂粒的離散程度最大。變異系數(shù)(CV)是指標(biāo)準(zhǔn)差與算數(shù)平均值的比值，根據(jù)變異系數(shù)的大小，可以比較它們的變異程度。一般認(rèn)為，CV的大小分為3個(gè)級(jí)，分別表現(xiàn)為：CV<0.1表現(xiàn)為為弱變異性，CV在0.1～1為中等變異，CV>1為強(qiáng)變異[13]。沉積泥沙樣品顆粒組成的變異系數(shù)較小，均為0.1～1，都屬于中等變異(表1)，說(shuō)明在垂直分布上，長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積泥沙顆粒，變異大小為砂粒>黏粒>粉粒。同樣地，計(jì)算出有機(jī)碳在垂直深度的變異系數(shù)為0.18，說(shuō)明有機(jī)碳的垂直變化屬于中等變異程度。

表1　長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物顆粒組成參數(shù)

在長(zhǎng)壽湖建設(shè)初期，沉積泥沙中顆粒較粗，主要因?yàn)?956年水庫(kù)建成后，水位升高，庫(kù)岸不穩(wěn)定，庫(kù)岸侵蝕嚴(yán)重，原土壤或庫(kù)岸受到浸泡、沖刷，表層泥沙隨著水流進(jìn)入水庫(kù)，并沉淀淤積。在20世紀(jì)80年代末期至2005年，沉積泥沙顆粒組成表現(xiàn)出粗化的趨勢(shì)，可能由于近些年進(jìn)行的退耕還林、耕地保護(hù)政策，土地利用發(fā)生變化，致使土壤侵蝕和水土流失發(fā)生改變，因此沉積物泥沙顆粒粒徑變粗，容重變小。由于歷年降雨量的變化及引起的土壤侵蝕的變化，水庫(kù)沉積物顆粒組成發(fā)生變化，尤其是在特大暴雨及山洪時(shí)，黏粒、粉粒及砂粒將呈現(xiàn)峰谷值變化，說(shuō)明沉積物有機(jī)質(zhì)的輸入與地表植被嚴(yán)重破壞區(qū)的水土流失密切有關(guān)。自2005年以來(lái)，泥沙顆粒組成逐漸變細(xì)，可能是龍溪河流域退耕還林政策和長(zhǎng)壽湖水庫(kù)禁止肥水養(yǎng)魚(yú)政策對(duì)泥沙的影響。根據(jù)本課題組已有研究，確定沉積物樣芯在表層、14 cm、42 cm、84 cm和92 cm，對(duì)應(yīng)的年份分別為2013年、2005年、1989年、1963年、1956年。

2.2長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物中TOC的垂直變化特征及與人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系

將1956年以來(lái)長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物中TOC含量作圖(圖4)。沉積物底層的TOC最小值為6.94 g/kg，最大值是27.69 g/kg，沉積物底層的TOC平均含量為(14.14±0.92)g/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為6.22。采樣點(diǎn)沉積物中的TOC垂直分布特性，底層92—84 cm，TOC含量逐漸降低；在沉積物樣芯84—42 cm深度，TOC含量變化較小，僅有較小的波動(dòng)；42—14 cm，TOC含量逐漸增加，14 cm至表層，TOC含量又明顯降低。應(yīng)用Pearson相關(guān)性分析長(zhǎng)壽湖水庫(kù)采樣點(diǎn)沉積泥沙的顆粒組成與TOC的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果表明，TOC和泥沙顆粒組成之間，存在極顯著相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明長(zhǎng)壽湖沉積物顆粒組成與有機(jī)碳關(guān)系緊密，徑流作用進(jìn)入到水體的土壤顆粒將會(huì)對(duì)沉積物的顆粒組成和有機(jī)碳的分布產(chǎn)生一定的影響。

圖4　長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物TOC含量的垂直分布

因?yàn)殚L(zhǎng)壽湖水庫(kù)水位較深(約15 m)，水庫(kù)沉積物有機(jī)碳受水體擾動(dòng)較小，有機(jī)碳主要來(lái)自龍溪河上游水土流失中的土壤、沿湖場(chǎng)鎮(zhèn)生活污水、城市污水、周邊果林、農(nóng)田水土流失攜帶的泥沙等。沉積物與岸邊土壤各級(jí)粒徑有機(jī)碳分布特征均具有一定的差異，一般情況下，沉積物有機(jī)碳平均含量高于土壤，其中，大多數(shù)存在于黏粒，其次是粉粒[14]。在沉積泥沙中，一部分有機(jī)質(zhì)在生物化學(xué)作用條件下迅速分解，一部分沉積下來(lái)，將會(huì)改變被淹沒(méi)土壤的化學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致不穩(wěn)定碳釋放到水中[15]。宋金明[16]和朱廣偉等[17]研究發(fā)現(xiàn)，氧化還原環(huán)境是控制沉積物有機(jī)質(zhì)礦化的主要因素，隨著深度的增加，礦化作用明顯，沉積泥沙的有機(jī)碳含量逐漸降低。

人為活動(dòng)會(huì)大大增加沉積物有機(jī)質(zhì)的輸入。在20世紀(jì)80年代末以前，龍溪河流域是以農(nóng)業(yè)種植業(yè)為主，較大型的工業(yè)化及城市化還處于起步階段，對(duì)長(zhǎng)壽湖水庫(kù)有機(jī)碳的貢獻(xiàn)較小，而水庫(kù)的養(yǎng)殖業(yè)以淡水敞養(yǎng)為主，如圖4所示，沉積物42—84 cm，沉積泥沙中有機(jī)碳含量變化幅度較小。90年代以來(lái)，隨著龍溪河流域特別是梁平縣和墊江縣工業(yè)化和城市化的加快，工業(yè)廢水和城市污水大量排入到龍溪河，致使長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物中有機(jī)碳增加，特別是逐步實(shí)行的網(wǎng)箱養(yǎng)殖方式，使沉積物中機(jī)碳含量逐漸增加。至1995年，網(wǎng)箱養(yǎng)殖規(guī)模發(fā)展到27 000 m2左右，因年投餌料達(dá)9 000 t，致使長(zhǎng)壽湖水庫(kù)水質(zhì)為中度污染；“九五”期間，即1996—2000年，推廣的肥水網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術(shù)，在庫(kù)區(qū)水域大面積實(shí)行，如1998年和1999年兩年時(shí)間內(nèi)，肥水網(wǎng)箱養(yǎng)殖投放雞糞6 000 t和化肥7 000 t，肥水網(wǎng)箱養(yǎng)殖使水質(zhì)進(jìn)一步惡化[9]；2001年，龍溪河流域廢水總量近4 000萬(wàn)t/a，主要來(lái)源于工業(yè)廢水和城市污水，其對(duì)沉積物有機(jī)碳也有一定的影響。Howarth等[18]對(duì)Hudson河口沉積物來(lái)源分析結(jié)果表明，河口周?chē)急壤苄〉某鞘?、郊區(qū)和農(nóng)田是Hudson河口沉積物中有機(jī)質(zhì)的主要來(lái)源。另外，有研究表明，水產(chǎn)養(yǎng)殖增加沉積物中碳含量，如東太湖圍欄養(yǎng)殖導(dǎo)致沉積物TOC含量增加了593%[19]。

沉積物中有機(jī)質(zhì)含量以及藻類(lèi)活動(dòng)等因素具有密切關(guān)系[13]，當(dāng)沉積物有機(jī)碳含量較高，藻類(lèi)生長(zhǎng)旺盛，夏秋兩季藻華爆發(fā)，2002年7月，長(zhǎng)壽湖水庫(kù)大面積漂浮植物，“水華”現(xiàn)象引起社會(huì)各界廣泛重視。2004年4月，長(zhǎng)壽湖水庫(kù)，全面拆除網(wǎng)箱網(wǎng)欄后，禁止肥水養(yǎng)魚(yú)，水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)，但是，多年沉積于底泥表層的大量有機(jī)物質(zhì)，作為內(nèi)源污染物緩慢釋放，見(jiàn)圖4，沉積物樣芯14 cm至表層，沉積物中TOC逐漸減小。而據(jù)2009年長(zhǎng)壽新聞網(wǎng)報(bào)道重慶市長(zhǎng)壽區(qū)委員會(huì)的報(bào)告，長(zhǎng)壽湖水庫(kù)周邊10個(gè)場(chǎng)鎮(zhèn)，日產(chǎn)生活費(fèi)水約8 000 t，生活垃圾約32 t，并且均未修建生活污水處理場(chǎng)和生活垃圾處理場(chǎng)，生活廢水通過(guò)小溪直接排入，對(duì)長(zhǎng)壽湖水庫(kù)有機(jī)碳的增加還是有很大影響，可見(jiàn)，廢水直接排放到河流和水庫(kù)是人類(lèi)對(duì)河流/水庫(kù)沉積物有機(jī)質(zhì)輸入水庫(kù)，增加水庫(kù)沉積物有機(jī)碳增加主要影響方式。范成新等[20]對(duì)太湖底泥有機(jī)質(zhì)做了相關(guān)研究，研究發(fā)現(xiàn)，底泥有機(jī)質(zhì)的分布和人類(lèi)污染程度呈現(xiàn)正相關(guān)性，且在河口處有機(jī)質(zhì)含量明顯增加。王新明等[21]在研究廣州感潮河段的底泥有機(jī)質(zhì)時(shí)，判定河流底泥中有機(jī)質(zhì)的來(lái)源，在河道上游以生物來(lái)源為主，而下游主要受到人類(lèi)活動(dòng)的影響。

3　結(jié) 論

(1)自1956年長(zhǎng)壽湖水庫(kù)建成后，采樣點(diǎn)沉積泥沙的厚度為92 cm，年均沉積深度為1.59 cm/a。沉積泥沙粒徑組成隨深度減小表現(xiàn)為先變細(xì)，再變粗，表層變細(xì)的趨勢(shì)。

(2)從長(zhǎng)壽湖水庫(kù)建庫(kù)開(kāi)始，長(zhǎng)壽湖水庫(kù)沉積物中TOC含量是動(dòng)態(tài)變化的，在建庫(kù)初期逐漸減??；從20世紀(jì)80年代末期，因龍溪河流域退耕還林、城市化進(jìn)程等土地利用類(lèi)型的變化，以及湖面網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)、肥水養(yǎng)魚(yú)的綜合作用，沉積物TOC逐漸增加，說(shuō)明這些人類(lèi)活動(dòng)，加劇了水庫(kù)沉積物有機(jī)碳含量；在2004年全面禁止肥水網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)后，沉積物有機(jī)碳呈現(xiàn)逐漸減小的特征，說(shuō)明水庫(kù)沉積物污染近年有減小趨勢(shì)。

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Characteristics of Vertical Variation of Organic Carbon in the Sediment of Changshouhu Reservoir,China

GAO Jinchang1,2,LONG Yi1,ZHANG Xinbao1,HE Xiubin1,WANG Mingfeng1,2

(1.Key Laboratory of Mountain Surface Processes and Ecological Regulation,Institute of Mountain Hazards and Environment,Chinese Academy of Sciences,Ministry of Water Resources,Chengdu 610041， China; 2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049， China)

To examine the characteristics of vertical variation for organic carbon in the sediment of Changshouhu Reservoir,deposit sediment was collected by using gravity sampler and bulk density,particle sizes and total organic carbon (TOC)were measured.Since the completion of the Changshouhu Reservoir in 1956,the siltation sediment thickness was 92 cm and the annual average sediment depth was 1.59 cm in the sediment deposit of Changshouhu Reservoir.The particle sizes were thinner gradually in the sediment,and increasingly coarser then thinner in the surface.The measured mean content of TOC was 14.14 g/kg in the sampling site.Since 1956,the trend of the content of TOC decreased,and gradually increased from the late 1980s for the change of land-use such as returning farmland to forest and urbanization in the Longxi catchment and especially the cages fish farming and fertilizer fish farming in the Chagnshouhu reservoir,and decreased gradually in 2004 when the ban for fertilizer framing fish was initiated.In addition,the present results would be helpful for studying the history of sediment and future controlling eutrophication in the Changshouhu Reservoir.

sedimentation; organic carbon; vertical variation; Changshouhu Reservoir

2015-10-08

2015-10-21

中國(guó)科學(xué)院西部行動(dòng)計(jì)劃(KZCX2-XB3-09);國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2011BAD31B03);國(guó)家自然科學(xué)基金(41101259,41201275)

高進(jìn)長(zhǎng)(1984—),男,河南安陽(yáng)人,博士,研究方向?yàn)橥寥狼治g與水土保持。E-mail:jzhgao@imde.ac.cn

龍翼(1976—),男,湖北黃岡人,副研究員,主要從事土壤侵蝕與水土保持研究。E-mail:longyi@imde.ac.cn

X524; S153.6+2

A

1005-3409(2016)05-0080-05