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关键词：
铁,沟渠系统,沉积物,三江平原
发表时间：
2012-08-09 10:15:28
摘要: 以三江平原典型多级沟渠系统( 毛渠- 农渠- 斗渠- 支渠- 干渠) 为对象, 研究了其0~ 60 cm 沉积物全铁含量的空间分布特征. 结果表明, 多级沟渠系统中沉积物的平均铁含量为( 3102 ? 01 10) @ 104mg#kg- 1 , 各类型、各等级的沉积物铁含量具有极显著差异( F = 61261, p n 01001) , 最高值出现在农田斗渠( 3171 @ 104mg#kg- 1 ) 中, 而最低值出现在湿地斗渠( 2143 @ 104mg#kg- 1 ) 中.整个多级沟渠系统沉积物各层的铁含量没有显著性差异( F= 01093, p = 01 693) , 但与沟渠相邻湿地同深度土层的铁含量相比,沟渠沉积物0~ 10 cm 层、10~ 20 cm 层分别增加了51196%、62122%. 铁虽然具有一定的可迁移性, 其最大累积处仅能延伸到第三等级的斗渠中, 而非逐级递增. 由于湿地保护和气候干热化, 现阶段本区含铁径流量有逐渐减少的趋势. 沉积物各层铁含量沿沟渠类型和等级的递变揭示了铁输移的历史变迁.
铁是自然环境中最基本的氧化还原性质活泼的变价金属元素之一, 在地壳中的丰度为6171% , 仅
次于氧、硅、铝, 广泛存在于岩石、土壤、水、生物和大气溶胶中, 影响并反映了各圈层的多种环境过程[ 1] .我国早在19 世纪30 年代就开始对水稻土铁的还原淋溶、氧化淀积及其对层状粘土矿物的掩盖作用进行研究[ 2] . 随着研究方法及手段的提高, 目前对铁循环的研究更加深入, 主要集中在铁循环对营养物质、重金属的吸收及释放等领域[ 3] .
湿地是陆地向海洋输送铁的重要桥梁, 在全球铁生物地球化学循环中作为源、汇和P或转化器而影
响着湿地生态系统本身及其相邻生态系统的结构、功能与健康[ 4] . 沟渠作为湿地输铁过程的主要廊道,铁在沉积物中的赋存状况如实记载了其输移的历史过程与强度. 潘月鹏[ 5] 的研究表明, 目前三江平原通过各级沟渠和河流汇入黑龙江( 松花江汇流前) 、松花江和乌苏里江的可溶性铁分别达到达200 @ 105、40 @ 105 和70 @ 105kg#a- 1 , 这些铁除部分沉积于江底沉积物外, 最终都进入鄂霍次克海, 参与并影响海洋初级生产等生物地球化学过程; 陈振楼等[ 6] 对贵州红枫湖的研究发现, 铁在水-沉积物界面的含量较高, 界面以下随沉积深度增加铁含量稍呈递减趋势;瞿文川等[ 7] 对蚌湖的研究表明, 铁在沉积物表层0~ 1 cm处含量较高, 表层以下含量略低且变化不大; 王立群等[ 8] 对长江口崇明东滩的研究发现, Fe3+在沉积物中的含量从表层向下逐渐递减的, 而Fe2+含量逐渐增加.
20 世纪50 年代以来, 三江平原大规模的开垦已显著改变了区域土壤环境, 成为人类活动影响下
湿地变化最为显著的热点区域之一[ 9] , 对局地的水文与气候特征产生了显著影响[10, 11] . 大规模的排水渠道形成了错综复杂的廊道网络系统, 成为污染物从农田向河流传输的通道, 影响了区域水环境和湿地生态系统健康, 对湿地生态系统构成了严重威胁,成为几乎所有生态环境问题的根源[ 12~ 16] .
次于氧、硅、铝, 广泛存在于岩石、土壤、水、生物和大气溶胶中, 影响并反映了各圈层的多种环境过程[ 1] .我国早在19 世纪30 年代就开始对水稻土铁的还原淋溶、氧化淀积及其对层状粘土矿物的掩盖作用进行研究[ 2] . 随着研究方法及手段的提高, 目前对铁循环的研究更加深入, 主要集中在铁循环对营养物质、重金属的吸收及释放等领域[ 3] .
湿地是陆地向海洋输送铁的重要桥梁, 在全球铁生物地球化学循环中作为源、汇和P或转化器而影
响着湿地生态系统本身及其相邻生态系统的结构、功能与健康[ 4] . 沟渠作为湿地输铁过程的主要廊道,铁在沉积物中的赋存状况如实记载了其输移的历史过程与强度. 潘月鹏[ 5] 的研究表明, 目前三江平原通过各级沟渠和河流汇入黑龙江( 松花江汇流前) 、松花江和乌苏里江的可溶性铁分别达到达200 @ 105、40 @ 105 和70 @ 105kg#a- 1 , 这些铁除部分沉积于江底沉积物外, 最终都进入鄂霍次克海, 参与并影响海洋初级生产等生物地球化学过程; 陈振楼等[ 6] 对贵州红枫湖的研究发现, 铁在水-沉积物界面的含量较高, 界面以下随沉积深度增加铁含量稍呈递减趋势;瞿文川等[ 7] 对蚌湖的研究表明, 铁在沉积物表层0~ 1 cm处含量较高, 表层以下含量略低且变化不大; 王立群等[ 8] 对长江口崇明东滩的研究发现, Fe3+在沉积物中的含量从表层向下逐渐递减的, 而Fe2+含量逐渐增加.
20 世纪50 年代以来, 三江平原大规模的开垦已显著改变了区域土壤环境, 成为人类活动影响下
湿地变化最为显著的热点区域之一[ 9] , 对局地的水文与气候特征产生了显著影响[10, 11] . 大规模的排水渠道形成了错综复杂的廊道网络系统, 成为污染物从农田向河流传输的通道, 影响了区域水环境和湿地生态系统健康, 对湿地生态系统构成了严重威胁,成为几乎所有生态环境问题的根源[ 12~ 16] .
本研究通过比较不同土地利用类型和不同等级的排水沟渠沉积物中铁的垂直和水平分布特征, 探
讨了铁随沟渠径流的运移规律及其影响因素, 可以为明确排水沟渠控制下湿地土壤铁的流失过程并评
价由此带来的环境效应, 重建过去的降水径流特征并预测未来铁对地表水的污染水平, 实现三江平原
/ 湿地-农田0系统的可持续发展提供科学依据.
讨了铁随沟渠径流的运移规律及其影响因素, 可以为明确排水沟渠控制下湿地土壤铁的流失过程并评
价由此带来的环境效应, 重建过去的降水径流特征并预测未来铁对地表水的污染水平, 实现三江平原
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