【摘 要】
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底泥是湖泊湿地营养元素及重金属的蓄积库,深刻影响着湿地植物生长发育,同时也可能是湿地碳氮磷污染以及重金属污染的内源。本研究以苏皖交界的池杉湖国家湿地公园池杉幼龄林(15a)湖区、近熟林(40a)湖区底泥为主要研究对象,取四个季节共144个柱状(0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm)底泥样品,系统研究分析不同季度池杉林下和林缘底泥中营养元素与重金属含量的分布特征以及变化规律,并对池杉湖
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底泥是湖泊湿地营养元素及重金属的蓄积库,深刻影响着湿地植物生长发育,同时也可能是湿地碳氮磷污染以及重金属污染的内源。本研究以苏皖交界的池杉湖国家湿地公园池杉幼龄林(15a)湖区、近熟林(40a)湖区底泥为主要研究对象,取四个季节共144个柱状(0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm)底泥样品,系统研究分析不同季度池杉林下和林缘底泥中营养元素与重金属含量的分布特征以及变化规律,并对池杉湖底泥的养分水平、碳氮磷以及重金属污染现状进行评价,为湖区池杉林的生长及其底泥的污染治理提供科学依据。主要研究结果如下:(1)池杉湖底泥机械组成以粉粒和砂粒为主;p H以中性和弱酸性为主。近熟林底泥p H比幼龄林低,林下底泥p H值较林缘低;底泥有机质含量为12.80~70.30g·kg-1,大部分处于高量和过量水平。林下底泥有机质含量比林缘高,近熟林底泥有机质含量比幼龄林高;底泥中全氮、全磷和全钾含量均值分别为0.89、0.78、18.25g·kg-1,大部分处于适量和高量水平;而碱解氮、有效磷、速效钾含量均值分别为89.73、9.29、108.88mg·kg-1,含量处于低量到适量水平;在季节变化方面,底泥有机质和全氮均表现出夏季和冬季高、春季低的变化规律;池杉湖底泥全磷含量夏秋冬季较高;底泥全钾含量夏秋季较高;底泥碱解氮、有效磷和速效钾含量一致表现为春季最低。(2)池杉湖底泥重金属含量表现为Zn>Cr>Cu>Pb。除Pb外,Cu、Zn、Cr的含量均较大幅度超地区背景值,且林下底泥Cu、Zn、Cr含量超出了全国土壤质量Ⅰ级标准值的34.14%、18.31%、12.89%。底泥Cu、Zn、Pb、Cr含量一致表现为林下大于林缘;在垂直方向上,池杉湖底泥整体表现为表层高、下层低;季节变化上重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr一致表现为冬季含量高。池杉对底泥中Cu、Zn、Pb、Cr的综合生物富集系数分别为0.31、0.55、0.37、0.22,综合富集能力顺序为Zn>Pb>Cu>Cr;池杉树皮、树枝、树根中累积的重金属含量较高,树叶中则普遍较低。池杉树皮、树枝、树叶对根部重金属转移系数分别为1.19、1.18、0.75,各器官对重金属转移能力的大小排序为树皮>树枝>树叶。池杉可对底泥重金属起到一定净化作用。(3)通过单因子评价法,发现底泥有机碳、全氮、全磷污染指数均值分别为2.23、1.61、1.29,均超过了最低级生态毒性,说明底泥中的有机碳、全氮、全磷可能会对水体及生物产生污染;对底泥作有机氮与有机污染评价,两片林区在大部分时期均处于尚清洁状态,但近熟林的夏季存在有机氮和有机污染状况;通过潜在生态风险评价法对池杉湖底泥评价结果为,池杉湖Cu、Zn、Pb、Cr处于生态轻微危害状态,风险指数程度分级处于轻度;通过地质累积指数法得出Cu、Zn、Cr在池杉湖有一定的累积,尤其冬季池杉林下底泥Cu、Zn、Cr有轻度污染,须做好污染防控工作。底泥有机质与营养元素、重金属元素Cu、Zn、Cr均具有良好的相关性;粘粒与Cu、Zn、Pb、Cr的相关系数分别为0.454、0.492、0.373、0.446,呈显著正相关,重金属主要吸附于有机质和粘粒;池杉作为湿地主要树种,对底泥碳氮磷污染及重金属污染虽有一定的净化能力,但净化能力有限,须加强底泥污染防治措施。
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