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太湖流域受长期酸沉降影响,使钙镁元素大量流失进入太湖水体,导致水体中钙镁含量上升和在不同介质中分布变化。陆地钙镁元素大量流失,不仅导致水体硬度升高,而且对陆地及水环境水生态系统产生显著影响。为揭示太湖流域酸化作用对钙镁在地球化学迁移过程中形态和比例变化的影响,本研究对太湖流域及太湖水体不同介质的样品进行了系统采集分析并对相关历史数据进行收集和分析,具体包括:野外采样宜溧水系湿地土壤、宜溧水系下游大浦镇附近湿地土壤与农田土壤样以对比流域酸化作用对不同用地类型土壤钙镁比例的影响、收集了太湖近60年水化学数据以及2017—2019年对太湖湖水、藻类、沉积物和底栖动物进行了多次采样和测试分析。分析结果表明:(1)宜溧水系表层湿地土壤总Ca/Mg显著高于深层(p<0.05)。进一步对不同形态Ca、Mg分析发现,宜溧水系土壤上中下游段交换态Ca/Mg分布特征无明显差异,土壤交换态Ca/Mg基本维持在4的水平;随着土壤pH下降,表层酸提取态Mg流失快于酸提取态Ca(r=-0.43,p<0.01),土壤表层酸提取态Ca/Mg显著高于深层(p<0.05);此外,土壤酸提取态Ca/Mg(6.34±5.21)显著大于交换态Ca/Mg(4.06±1.20)(p<0.01),表层土壤Ca/Mg变化主要受环境酸化所驱动。(2)农田土壤受酸沉降与氮肥叠加酸化作用后pH下降,酸提取态Mg较湿地土壤流失的更多(r=-0.37,p<0.01),因此农田土壤酸提取态Ca/Mg显著高于湿地土壤(p<0.01)。农田土壤总Ca/Mg在剖面上无显著差异可能是由于作物对Ca的吸收利用使表层Ca含量显著低于深层(p<0.05)。农田土壤酸提取态Ca/Mg与有机质呈显著正相关(r=0.54,p<0.01)。(3)虽然近60年来受人为活动影响太湖水体Ca2+、Mg2+呈现显著上升趋势(p<0.01),但湖水中Ca2+/Mg2+无显著变化。太湖湖水pH与湖水Ca2+/Mg2+呈显著负相关(r=-0.46,p<0.05),说明藻类通过光合作用提高水体pH从而促进湖水中Ca2+形成碳酸盐沉淀。此外,太湖沉积物酸提取态Ca/Mg为3.85±3.70,西北藻型湖区酸提取态Ca/Mg显著低于东南草型湖区,西北湖区藻华暴发频繁,说明藻类对Ca吸收利用可能降低了沉积物CaCO3的含量。西北湖区藻类Ca/Mg(2.76±0.09)显著高于东南湖区藻类Ca/Mg(2.00±0.30)(p<0.01),藻类对湖水中Ca2+的吸收利用可能远大于Mg2+从而导致湖水Ca2+/Mg2+在藻华暴发期间下降。(4)太湖沉积物孔隙水Ca2+/Mg2+数值上为2.53±0.75,略高于上覆水。太湖沉积物交换态Ca/Mg为4.02±1.03与流域土壤交换态Ca/Mg无显著差异。太湖沉积物总Ca/Mg为0.82±0.35,略低于太湖流域宜溧水系土壤总Ca/Mg,由于太湖沉积物底栖动物生物壳Ca/Mg为1462.52±468.08,因此推测可能是由于底栖动物生物壳形成过程对沉积物中Ca的吸收利用远大于Mg,使沉积物总Ca/Mg下降。流域酸化作用以及太湖藻类等生物作用对太湖流域不同介质中钙镁比例分布特征有重要的影响。目前,太湖湖水Ca2+、Mg2+仍具有上升的趋势,并且Ca2+/Mg2+也可能由于强烈的人为干扰而发生变化并会对太湖流域水生态环境产生进一步影响。在针对太湖水环境的研究中,太湖流域人为酸化作用导致的水化学及水生态变化需加强研究。