滇池流域宝象河水库沉积物中有机碳的来源

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1、第34卷第1期2015年1月地理研究GEOGRAPHICALRESEARCHVol.34,No.1January,2015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（南京师范大学地理科学学院，南京210023）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

2、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14.62~24.93g⋅kg-1和2.11~3.3g⋅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DOI:10.11821/dlyj2015010051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

3、]指出,每年储存在水库中的碳储量（150~220TgC⋅a-1）大约是全球天然湖泊碳储量(30~70TgC⋅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

4、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，需要结合其他因素收稿日期：2014-05-05;修订

5、日期：2014-10-11基金项目：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:qinjun19880816@163.com通讯作者：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:biaox@hotmail.com53-64页54地理研究34卷进行更深入的探讨。滇池处于云贵高原中部，是

6、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

7、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2020~2730m，地形呈现东北高，西南低，总库容量为2070万m3，径流面积为67km2，主河长16km，正常蓄水水深32m。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