云南典型高原湖泊溶解性有机质特征研究

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溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)是一类具有复杂结构和光学差异的有机混合物,在水生生态系统污染物迁移转化及营养物质循环中扮演着重要作用。本研究针对云南高原滇池、星云湖、洱海、程海、抚仙湖和泸沽湖等不同营养类型湖泊,从全湖角度揭示了湖泊水体DOC、DON浓度和荧光组分的空间分布差异、来源及其影响因素,从区域角度分析了不同湖泊DOM特征对营养类型的响应,并探讨了其环境指示意义。研究结果对深入认识湖泊营养循环及富营养化机制具有重要的指导作用。主要结果如下:(1)受DOM来源影响,不同类型湖泊水体DOM荧光组分空间分布差异显著。总体来讲,滇池、星云湖和洱海类色氨酸组分(C1+C3)和类腐殖质组分(C2+C4)以北部湖区荧光强度较高,其主要与湖泊北部入湖河流污染物输入及蓝藻堆积有关。而程海、抚仙湖则以湖中部或南部较高,可能与其主要受自生源影响有关。类酪氨酸则因湖泊不同而与类腐殖质和类色氨酸有着不同的分布规律。(2)除个别湖泊外,DOC、DON浓度及DTN湖泊之间差异均达到了显著水平(p<0.01)。类色氨酸组分在所有湖泊之间差异未达到显著水平(p>0.05),而类腐殖质组分、类酪氨酸组分和类蛋白/类腐殖质比不同类型湖泊之间差异显著(p<0.01),表明类腐殖质和类酪氨酸组分是湖泊DOM转化过程中稳定存在的主要成分,对判别湖泊之间DOM差异具有重要影响。(3)DOM来源解析表明,滇池同时受到内源与外源的影响,以自生源为主;星云湖腐殖质特征较强,陆源输入影响较多;抚仙湖以自生源为主;洱海同时受到内源与外源的影响;程海以自生源为主,同时还有陆源影响;泸沽湖以自生源为主,还受到陆源影响。(4)DOM生态风险指数研究结果表明,星云湖DOM具有较高生态风险,其次为抚仙湖,滇池与泸沽湖生态风险程度大致相当,程海生态风险最低,因此建议更加关注星云湖和抚仙湖的湖泊环境健康,关注湖内生物量的变化情况,还需加强对星云湖各种水质指标的监控。(5)DOC浓度和DOM类色氨酸、来酪氨酸和类腐殖质组分均与湖泊营养类型有明显的响应关系,随着湖泊DOC浓度、类色氨酸和类腐殖质所占比重增加,其营养状态指数(TLI)也显著增加(p<0.01),但随着类酪氨酸所占比重增加,其营养状态指数则显著降低(p<0.01)。然而DON浓度并未与湖泊营养类型呈现出较好的响应关系。可见DOM浓度及其荧光物质组成对对湖泊营养状态具有重要的指示意义,尤其类蛋白与类腐殖质比值很可能在判别湖泊营养水中具有重要的作用。
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