东江干流有机质的碳氮同位素分布特征及溯源应用

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1、暨南大学硕士学位论文题名（中英对照）：东江干流有机质的碳氮同位素分布特征及溯源应用CarbonandNitrogenIsotopicCompositionsofOrganicMatterinDongjiangRiverandItsApplicationtoTraceability作者姓名：李星指导教师姓名杨扬博士、研究员及学位、职称：罗潋葱博士、研究员学科、专业名称：理学、环境科学学位类型：学术学位论文提交日期：2015.05论文答辩日期：2015.06答辩委员会主席：论文评阅人：学位授予单位和日期：独创性

2、声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得暨南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解暨南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权暨南大学可

3、以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编：摘要河流中的有机质是当地和沿海生态系统非常重要的食物来源，对河流有机质的研究可以提供集水区域内自然地理状况和人类活动详细、综合的记录，并且也可以揭示流域内的植被类型、土壤侵蚀状况和水质情况等。东江是广东省境内重要的水源地，同时肩负着河源、惠州、东莞、广

4、州、深圳以及香港近4000万人口的供水，目前对东江的基础研究较多，但其物质循环规律尚不清楚。准确掌握东江碳、氮来源对东江流域管理具有重要的参考意义。分别于2013年-2014年间的丰、枯水期，详细调查东江干流的环境现状，并利用稳定同位素示踪技术对东江干流有机质及氮的来源进行了探讨。通过采集悬浮物、表层沉积物和研究区域内的优势种植物、土壤、附生藻等有机质的潜在来源，测定和分析所有样品的C、N元素含量和稳定同位素值（δ13C、δ15N），通过端元分析方法确定悬浮物和表层沉积物有机质的来源，并选取合适的端元，进一

5、步利用端元混合模型对悬浮和沉积有机质来源的相对贡献率进行定量计算。研究的主要结果和结论如下：1.东江是富氮贫磷的河流，水体氮含量较高，TN变化范围为0.75~4.23mg·L-1。东江水质整体上较好，除下游东莞河段，其他区域均处于地表水环境质量标准(GB3838-2002)中的Ⅱ、Ⅲ类水标准。上游和下游分别为东江水体氮的两个高值区，氮同位素分析表明，生活污水和养殖废水是上游区域氮的主要来源，而下游则以工业生产为主要来源。2.东江干流水体悬浮物丰、枯水期δ13C值的变化范围分别为-30.2‰~-28.4‰和-

6、29.7‰~-28.1‰；δ15N值的变化范围分别为0.3‰~8.6‰和-4.7‰~13.9‰；C/N值的变化范围分别为10.1~21.7和11.8~23.0。表层沉积物丰、枯水期δ13C值的变化范围分别为-29.5‰~-25.6‰和-28.0‰~-23.1‰；δ15N值的变化范围分别为3.8‰~9.7‰和4.1‰~25.8‰；C/N值的变化范围分别为11.2~18.1和9.7~16.5。相关性显示悬浮有机质（POM）和表层沉积物的同位素组成均无明显的相关性，表明悬浮物和表层沉积物有机质无较好的继承性。3.

7、端元分析及端元混合模型计算得出，源头及上游地区POM主要来源于以C3植物和土壤有机质为主的外源输入；而中、下游区域则逐渐由外源和河流自生混合情况演变为以河流自生有机质为主；表层沉积有机质的来源情况则均表现为以土壤有机质为主，且相比于POM，附生藻的贡献不可忽视。大坝和水库的拦截会使得浮游生物对POM的贡献增大。水利工程的影响使得东江下游入海有机质以河流自生为主。4.东江干流表层沉积有机质代表了东江近年来的综合情况，而POM则反映了东江短期的特征。流域内自然地理条件的改变，大量人工林的培育使得植被恢复良好，水

8、土流失I情况减轻，但人类活动的加剧，使得中、下游地区富营养化程度加深，河流自生有机质的贡献显著增长，成为下游最主要的来源。以上研究结果表明，河流自生有机质贡献的增加使得POM的δ13C及C/N值沿程逐渐递减。源头及上游区域外源输入是POM的主要来源，而河流自生有机质的贡献则在中、下游区域逐渐增多，最终成为POM的主要来源。而土壤有机质则是表层沉积有机质的主要来源。关键词：东江；稳定同位素；C/N；有机质；来源II