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江苏大丰王港盐沼湿地是我国典型的海岸湿地之一,也是人类活动影响强烈的地区之一。为了达到保滩促淤的作用,先后引进了大米草(Spartina angilica)和互花米草(Spartina alterniflora)两种外来物种。这两种物种的引进对于潮滩沉积、生态环境和物质输运等方面产生了重要影响。
在大丰王港潮间带不同植被覆盖地貌区采集表层和柱状样沉积物样品,进行粒度和化学元素分析,研究不同地貌单元中沉积物粒度,沉积物的地化元素富集等,探讨表层沉积物中重金属的污染状况及其来源,长江黄河两大沉积物供应源对于王港潮滩沉积物的影响,以及米草的引进对于沉积物在地化元素方面的影响。
粒度分析结果表明,王港潮间带的表层沉积物和柱状样沉积物均属于粉砂类型,总体上随着由靠海堤的盐蒿滩向大米草滩再向互花米草滩推进,沉积物平均粒径先增大再减少,互花米草滩的沉积物变细,主要是因为高大的互花米草对于细颗粒沉积物产生了明显的圈闭作用。此外,互花米草对于潮滩沉积的影响亦较大米草更为显著,互花米草滩的沉积速率更大。9个柱状样的粒度分析可以得知,大部分的柱状样均呈现出由底向上沉积物粒径变细的趋势。
表层沉积物中Zn、Pb和Cu的重金属含量分别为93.77 μg/g、116.36 μg/g和56.11 μg/g。明显比邻近地区的含量(如长江口潮滩)的含量高,说明本研究存在重金属污染状况,尤其Pb的污染最为严重。不同植被覆盖的潮滩地貌单元的化学元素变化特征与沉积物平均粒径有很好的对应关系,大部分元素与粘土含量的多寡存在明显的正相关性。即大部分元素由岸向海含量降低,但在互花米草滩有所升高。
对所有柱状样沉积物化学元素进行主成分分析(PCA),结果表明,Li,Cr,Ni,Be,V和Mn等可以反映物源的微量元素在各个柱状样中的相关性很好,说明这些元素可能具有同源性;潮滩上不同地貌单元的沉积物来源也大致相同,但与王港河口沉积物所显示的物源有明显差异。根据物源指数(PI)的计算,研究区PI值在0.509~0.667之间变化,沉积物受到黄河和长江两大物源的影响,但与黄河沉积物的特征稍微接近一些,说明说受黄河的影响比受长江的影响更大一些。 米草引种后Fe、Mn等对氧化还原环境敏感的元素的含量有明显增高作用。主要是因为米草引种后初级生产力明显增大,有机物质分解过程中Fe<3+>、Mn<4+>被转移到表层氧化环境的沉积物中,在表层中再次被氧化成氧化物或者碳酸盐。因而表层沉积物中的Fe、Mn含量有明显升高的趋势,生物量越高这种作用越明显。