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扎龙湿地作为我国现存最大的珍稀鸟类和湿地生态类型的国家级自然保护区,近50年来人类生活、围湖造田、网箱养殖、旅游开发、工业生产等活动使湿地水资源匾乏,水体自净能力大大降低,重金属污染日益加重,扎龙湿地生态环境呈现出恶化的趋势,已引起环境保护部门的广泛重视。本文围绕湖泊湿地沉积物重金属污染问题,选取扎龙湿地2010年的LandsatTM遥感图像、地形图、保护区规划图和其它文字材料为基础,分别以扎龙湿地自然保护区内两个典型湖泊湿地—南山湖和仙鹤湖,及临近扎龙湿地自然保护区的污水泡作为研究对象,全球定位系统(GPS)定位进行野外采集湖泊的表层沉积物及沉积岩芯,测定沉积物中Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Hg和Pb等11种重金属元素,在遥感(RS)和GIS技术的支持下,结合210Pbex的测年结果,从时间序列上和空间尺度上对三个湖泊湿地沉积物重金属变异特征进行了定量化研究,评估其污染状况、判别其污染来源,并探讨了土地利用对沉积物重金属时空变化的影响,为湿地保护和管理提供科学依据。在此过程中本文主要取得以下研究成果:(1)三个湖泊湿地表层沉积物中Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Hg和Pb等11种重金属元素的含量在空间分布上存在显著差异。结合方差分析结果并与背景值比较可知Zn、As、Hg3种元素为三个湖泊湿地沉积物中的共同污染物,其平均含量为污水泡>南山湖>仙鹤湖。南山湖沉积物以As元素污染为主,其次是Cr、Ag元素;仙鹤湖沉积物中Cu元素含量相对明显;污水泡中Cr、Mn、Cd、Pb4种重金属元素均存在一定程度污染,尤其以Cd污染最为显著。(2)三个湖泊湿地表层沉积物赋存形态的整体比较,Mn、Co、Cu、Zn、As、Cd、Hg元素的可提取态的百分比例较大,说明这7种重金属的生物有效性大,一旦进入到水体中,将造成二次污染,因此存在一定程度的潜在生态危害。(3)不同的土地利用方式直接导致三个湖泊湿地沉积物重金属空间格局及来源的不同。南山湖流域以旱地、草地、湿地为主,其中旱地面积占70%以上;仙鹤湖流域多为湿地、草地;污水泡流域则以盐碱地为主。相对而言仙鹤湖流域植被覆盖较好,水土流失较弱,而且以湿地为主,非点源污染程度较轻,南山湖次之,而污水泡重金属污染最严重。南山湖周边有大范围耕地常施用大量的有机肥,随着种植业日益扩展产生的生活排污和化肥农药流失成为As、Cd等来源;仙鹤湖中的Cu元素常用于杀虫剂、杀菌剂及工业生产,是一种相当普遍而重要的污染物;与南山湖、仙鹤湖不同的是临近扎龙湿地自然保护区、接纳林甸县工业废水和生活污水的污水泡,由于Zn元素在工业用途上极为广泛,大部分的锌盐均可溶于水,因此在工业废水中往往存在大量锌盐,同时,随着污水处理厂处理水量的增加,Cr、Hg元素以不同赋存状态富集不断得到积累并不断沉降。(4)采用210Pbex建立湖泊湿地沉积岩芯沉积年代序列,NSH、XHH、WSP沉积岩芯分别代表了三个湖泊湿地区域内自1829、1825年以及1933年以来的沉积记录。三个湖泊的平均沉积速率比较为:污水泡(0.22cm·a-1)>南山湖(0.18cm·a-1)>仙鹤湖(0.15cm·a-1),说明三个湖泊湿地的沉积环境明显不同,除主要受到的流域降水与径流等自然环境条件的影响外,土地利用方式的不同也改变了自然的沉积过程,使得重金属污染物随沉积过程加快,富集程度相应增大。(5)三个湖泊湿地沉积物11种重金属元素的垂向变化特征分别为,污水泡中Cr、Mn、Zn、Ag、Cd、Hg、Pb元素,仙鹤湖中Co、Cu、Zn、Cd元素,以及南山湖中Mn、Co、Cu、Zn、As、Ag、Cd元素含量分别呈逐渐增加趋势。除As、Hg元素在南山湖沉积物中的平均含量最高外,其他9种元素均在污水泡中最高。(6)在精确计年的基础上,分析了三个湖泊湿地沉积岩芯中的11种重金属垂向变化特征,并结合表层沉积物重金属空间变化来看:仙鹤湖流域所在的扎龙自然保护区的旅游业、扎龙乡的现代农业等的迅速发展不仅涉及到了不同土地利用方式的改变,同时波及到湖泊环境,影响其水环境质量。污水泡的环境恶遭到严重破坏与周边较多的工业企业有关,同时现代农业的快速发展也给湖泊环境带来较大影响。南山湖流域内现代农业发达,灌溉面积较大,农药、化肥造成农业面源污,湖水养殖也可能是重金属输入的一个来源。因此,三个湖泊沉积物重金属时空变化特征、来源及污染历史与各自经济发展阶段土地利用方式相吻合,此研究可为松嫩平原湖泊湿地生态环境的整治与改善提供基础性的数据资料。