亞高山森林溪流鎘儲(chǔ)量與分配的動(dòng)態(tài)變化特征

蔣雨芮,周 蛟,李 晗,譚 波,曹 瑞,袁 吉,楊萬(wàn)勤

1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)林業(yè)研究所,長(zhǎng)江上游林業(yè)生態(tài)工程省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 成都 611130 2 臺(tái)州學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院, 臺(tái)州 318000

鎘(Cd)是一種生物毒害性高、難降解、難移動(dòng)且具有可蓄性的有害重金屬元素[1- 3]。水生生態(tài)系統(tǒng)中的Cd不僅會(huì)損害魚(yú)類、貝類和浮游生物等水生生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)或抑制酶活性[4-5],而且進(jìn)入人類食物鏈后會(huì)危害人類健康[6]。因此,理解水生生態(tài)系統(tǒng)中Cd的儲(chǔ)量與分配動(dòng)態(tài)及其來(lái)源特征,可為水生生態(tài)系統(tǒng)管理提供科學(xué)依據(jù)。然而,已有的研究更加關(guān)注工業(yè)區(qū)的溪流和河流重金屬污染物質(zhì)的濃度及遷移特征[7- 9],有關(guān)自然水生態(tài)系統(tǒng)Cd儲(chǔ)量及其遷移特征的研究相對(duì)較少。盡管Cd不是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素,但植物能夠從土壤和水體中吸收Cd[10-11]。這些被林木等植物吸收的Cd能夠通過(guò)凋落物歸還到森林地表并富集在森林表層土壤[12],并通過(guò)滲漏水或地表徑流進(jìn)入森林溪流和對(duì)接的水體[8],或者通過(guò)凋落物等植物殘?bào)w直接輸入到森林溪流或者河流[13],從而影響森林溪流水體和沉積物的Cd儲(chǔ)量與分配特征。因此,研究森林溪流生態(tài)系統(tǒng)Cd儲(chǔ)量和分配動(dòng)態(tài)特征,對(duì)于理解森林和對(duì)接水體的生物地球化學(xué)聯(lián)系具有重要意義。然而,相關(guān)研究報(bào)道還相對(duì)較少,這限制了我們對(duì)森林生態(tài)功能的認(rèn)識(shí)。

川西亞高山針葉林是我國(guó)第二大林區(qū)(西南林區(qū))的主體,是長(zhǎng)江流域最為重要的淡水資源核心保護(hù)區(qū),不僅在水源涵養(yǎng)、生物多樣性和水土保持等方面具有重要突出的生態(tài)戰(zhàn)略地位,而且對(duì)于支撐下游水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過(guò)程和功能等方面具有不可替代的生態(tài)功能[14]。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,在長(zhǎng)江兩岸土壤中存在Cd污染的現(xiàn)象[15],并且長(zhǎng)江全流域性的Cd異常也是多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)的重大生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[16- 17]。盡管有研究表明,亞高山針葉林地表徑流對(duì)重金屬的遷移可能受到溪流長(zhǎng)度、位置、流速等特征的影響,而凋落物的季節(jié)性輸入也可能影響到溪流生態(tài)系統(tǒng)中的K、Mn、Mg、Cr等重金屬元素的儲(chǔ)量[18],但有關(guān)森林溪流生態(tài)系統(tǒng)中Cd儲(chǔ)量與分配動(dòng)態(tài)的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此,本研究以岷江上游亞高山林區(qū)15條典型的森林溪流為研究對(duì)象,采取動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,研究亞高山森林溪流生態(tài)系統(tǒng)Cd儲(chǔ)量及其分配的動(dòng)態(tài)變化特征,對(duì)于強(qiáng)化理解森林與水生生態(tài)系統(tǒng)之間的生物地球化學(xué)聯(lián)系具有重要的科學(xué)意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于四川省阿壩州理縣畢棚溝的四川農(nóng)業(yè)大學(xué)高山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站(31°14′—31°19′N, 102°53′—102°57′E, 海拔2458—4619m)(圖1),地處青藏高原-四川盆地的過(guò)渡地帶和長(zhǎng)江上游地區(qū)。土壤類型包括沖積土、暗棕壤、棕色針葉林土。森林植被為岷江冷杉原始林,喬木層主要由岷江冷杉(Abiesfaxoniana)、方枝柏(Sabinasaltuaria)、紅樺(Betulaalbo-sinensis)和粗枝云杉(Piceaasperata)組成。林下灌木主要有華西箭竹(Fargesianitida)、高山杜鵑(Rhododendronlapponicum)和三顆針(Serberissargentiana)等；草本植物主要有蟹甲草(Cacaliaspp)、高山冷蕨(Cystopterismontana)和薹草屬(Carex)植物等。氣候?qū)俚ぐ?松潘半濕潤(rùn)氣候,年平均溫度為2—4℃,最高氣溫 23℃(7月),最低氣溫-18℃(1月)。降水分配不均,干濕季節(jié)差異顯著,年均降水量約850 mm,降雨主要分布在5—8月,凋落物有春、秋兩次高峰期,主要集中在4—6月和9—11月。該集水區(qū)系岷江上游雜谷腦河第二大支流梭羅溝的支流,集水區(qū)面積是180km2,河長(zhǎng)31km,多年平均流量3.7m3/s。區(qū)域內(nèi)水體有典型的季節(jié)性：夏季水量大、冬季水量小甚至干涸。

圖1 研究區(qū)及采樣溪流的地理位置[19]Fig.1 The location of the study area and the sampling streams1—15代表15條采樣溪流

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

基于前期調(diào)查與研究結(jié)果,依據(jù)采樣可行性和典型性原則,在研究區(qū)域海拔3600—3700m的典型亞高山森林集水區(qū)內(nèi)構(gòu)建亞高山針葉林-溪流集合生態(tài)系統(tǒng)研究平臺(tái)。依據(jù)凋落物產(chǎn)生的物候動(dòng)態(tài),將采樣時(shí)間劃分為3個(gè)時(shí)期：秋季凋落高峰期(2015年9—11月)、春季凋落高峰期(2016年4—6月)和非凋落高峰期(2016年7、8月)。在兩個(gè)凋落高峰期前后約半月采樣一次,非凋落高峰期一個(gè)月各采樣一次,實(shí)驗(yàn)為期一年,共計(jì)采樣13次。

在研究區(qū)域根據(jù)溪流長(zhǎng)度分別在10—50、50—150、150—260 m區(qū)間內(nèi)選取5條典型高山森林溪流,各溪流相距較遠(yuǎn)(0.5—1.0km),共計(jì)15條溪流,選取的溪流包含了研究區(qū)域集水區(qū)的所有徑流。各溪流平均水位深(3.73±3.43)—(11.72±4.88) cm,平均水面寬(33.87±29.64)—(128.87±100) cm,平均流速(0.05±0.08)—(0.36±0.20)m/s,平均流量(0.01±0.02)—(0.15±0.14)m3/s[19]。2015年8月,在每條溪流設(shè)置3個(gè)凋落物搜集框(規(guī)格為0.64m2),同時(shí)在每條溪流下游出水口設(shè)置凋落物攔截網(wǎng),測(cè)定森林凋落物輸入量。同時(shí),分別在每條溪流上、中、下游設(shè)置沉積物和水樣采樣點(diǎn),每個(gè)樣點(diǎn)根據(jù)溪流長(zhǎng)度約等間距分布,且不互相影響。每個(gè)水樣采集500 mL,盛于清潔的塑料取樣瓶中；分別在采集水樣的地方采集3個(gè)原始狀態(tài)下的沉積物樣品,存于用去離子水洗過(guò)并烘干容積為100 mL的聚乙烯瓶中,并用聚乙烯塑料袋封裝。此外,在每次采樣時(shí),測(cè)定上、中、下游的水體流速、水面寬度、水位深、沉積物深度等。所有樣品均低溫保存,帶回實(shí)驗(yàn)室盡快完成相關(guān)分析。

1.3 室內(nèi)分析與計(jì)算

1.3.1沉積物Cd含量測(cè)定與儲(chǔ)量計(jì)算

將沉積物樣品收集帶回實(shí)驗(yàn)室后測(cè)定其重量,將混合均勻的沉積物樣品放在稱至恒重的瓷坩堝內(nèi),先將水分大的樣品放置在水浴鍋上蒸干,然后放進(jìn)烘箱內(nèi)稱至恒重,根據(jù)公式計(jì)算含水量(Mc)。計(jì)算公式為：

式中,m1為恒重瓷坩堝的質(zhì)量 (g)；m2為恒重瓷坩堝加烘干后樣品的質(zhì)量 (g)。

根據(jù)樣品干重及含水量、體積計(jì)算沉積物密度(ρs)。參照凋落物重金屬元素測(cè)定方法,測(cè)定沉積物中Cd含量[20]。將溪流視為長(zhǎng)方體[21],計(jì)算溪流沉積物現(xiàn)存量(Ms)和單位面積沉積物Cd儲(chǔ)量(Mhs)。具體計(jì)算公式如下:

Ms=ρ×(L×W×Hs)

式中,m1為聚乙烯瓶?jī)?nèi)沉積物干重(g)；Mc為沉積物含水量(%)；v代表樣品體積(m3)；L為溪流長(zhǎng)度(m)；W為溪流寬度(m)；Hs為溪流沉積物深(m)；ρs為沉積物密度(g/m3)；c為元素含量(mg/kg)；Ms為溪流沉積物現(xiàn)存量(kg)；S為溪流表面積(m2)。

1.3.2凋落物Cd含量測(cè)定與儲(chǔ)量計(jì)算

稱取樣品粉末0.5 g(精確到0.0001g),置于消解罐中,加入5mL HNO3和4mL H2O2,放置過(guò)夜,用微波消解儀消解樣品,用火焰原子分光光度計(jì)測(cè)定Cd含量。凋落物Cd儲(chǔ)量計(jì)算公式為：

式中,c代表Cd元素含量(mg/kg)；Md代表溪流的凋落物現(xiàn)存量(kg)；S代表溪流的表面積(m2)。

1.3.3水體Cd儲(chǔ)量測(cè)定

參照國(guó)家規(guī)定[22]處理水樣,取5mL均勻樣品,用待測(cè)液用HNO3-H2O2(5:4)消解,使用火焰原子吸收分光光度法(LY/T 1228—1999)測(cè)定其含量。本次實(shí)驗(yàn)未在溪流水體中檢出Cd元素,說(shuō)明本區(qū)域森林溪流重金屬含量符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[23]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用SPSS 20.0對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析和Sigmaplot 12.5繪制圖表；區(qū)域集水區(qū)等數(shù)據(jù)信息由ArcGIS 10.0軟件對(duì)畢棚溝風(fēng)景區(qū)地形圖進(jìn)行解譯獲得。采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)檢測(cè)凋落物和沉積物Cd儲(chǔ)量的差異性；運(yùn)用單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差異法(LSD)分別檢驗(yàn)不同分布位置和不同關(guān)鍵時(shí)期Cd元素的儲(chǔ)量差異；用雙因素方差分析(two-way ANOVA)和最小顯著差異法(LSD)檢驗(yàn)溪流長(zhǎng)度和時(shí)間、不同分配位置及二者交互作用對(duì)Cd儲(chǔ)量的影響；用Pearson相關(guān)系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)凋落物、沉積物與不同分布位置Cd儲(chǔ)量與溪流特征之間的相關(guān)關(guān)系,顯著性水平設(shè)定為P< 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞高山森林溪流沉積物和凋落物的Cd儲(chǔ)量隨關(guān)鍵時(shí)期的變化

亞高山森林溪流的Cd儲(chǔ)量介于2.57—128.46 mg/m2之間,所有森林溪流生態(tài)系統(tǒng)中,Cd主要存儲(chǔ)于沉積物中,約占森林溪流生態(tài)系統(tǒng)的99.97%(圖2)。不同關(guān)鍵時(shí)期相比,沉積物中的Cd儲(chǔ)量在秋季凋落高峰期最高,在春季凋落高峰期最低；凋落物中的Cd儲(chǔ)量在春季凋落高峰期最高,在非凋落高峰期最低。溪流的縱向分配位置與時(shí)間變化極顯著影響了Cd總儲(chǔ)量(表1)。

圖2 亞高山森林集水區(qū)Cd總儲(chǔ)量與縱向分配動(dòng)態(tài)變化 Fig.2 Changes in Cd storage and vertical distribution in the subalpine forest streams with critical periods(mean± SE, n=5)不同大寫字母分別代表凋落物或沉積物在不同關(guān)鍵時(shí)期間差異顯著(P<0.05),不同小寫字母代表凋落物與沉積物間差異顯著(P<0.05),圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(n=5)

表1 亞高山森林溪流Cd儲(chǔ)量與不同影響因子的雙因素方差分析

2.2 亞高山森林溪流上中下游的Cd儲(chǔ)量隨關(guān)鍵時(shí)期的變化

在集水區(qū)水平上,亞高山森林溪流上、中、下游的Cd儲(chǔ)量比例分別為37.15%、29.29%和33.56%(圖3)。在不同關(guān)鍵時(shí)期,上、中、下游的Cd儲(chǔ)量沒(méi)有顯著差異。不同關(guān)鍵時(shí)期相比,森林溪流Cd儲(chǔ)量均以秋季凋落物高峰期最高,春季凋落物高峰期與非凋落物高峰期之間沒(méi)有顯著差異。溪流上游Cd儲(chǔ)量與溪流總Cd儲(chǔ)量的占比由34.41%增加為40.61%,中游占比沒(méi)有顯著變化,下游Cd儲(chǔ)量占比由37.32%下降為30.11%。

圖3 亞高山森林集水區(qū)Cd儲(chǔ)量與分布位置動(dòng)態(tài)變化 Fig.3 Changes in Cd storage and positions in the subalpine forest streams with critical periods(mean± SE, n=5)不同大寫字母分別代表上游、中游或下游在不同關(guān)鍵時(shí)期間差異顯著(P<0.05),不同小寫字母代表上中下游間差異顯著(P<0.05),圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(n=5)

2.3 亞高山森林溪流沉積物和凋落物Cd儲(chǔ)量隨溪流特征的動(dòng)態(tài)變化

不同長(zhǎng)度溪流Cd儲(chǔ)量均以沉積物分配最多(圖4),沉積物Cd儲(chǔ)量占總Cd儲(chǔ)量的比例為84.82%—100%,凋落物Cd儲(chǔ)量占總Cd儲(chǔ)量的比例為0—15.18%,沉積物Cd儲(chǔ)量為凋落物Cd儲(chǔ)量的45.11—2425.45倍。不同關(guān)鍵時(shí)期相比,3種長(zhǎng)度范圍的溪流沉積物Cd儲(chǔ)量表現(xiàn)出一致的規(guī)律：秋季凋落高峰>非凋落高峰>春季凋落高峰(圖4)。其中,10—50m的溪流沉積物Cd儲(chǔ)量以秋季凋落高峰最高,而其他長(zhǎng)度溪流的Cd儲(chǔ)量在不同時(shí)期均無(wú)顯著差異(圖4)；長(zhǎng)度為10—150m的溪流凋落物Cd儲(chǔ)量呈現(xiàn)出春季凋落高峰>非凋落高峰>秋季凋落高峰的變化規(guī)律,長(zhǎng)度為150—260m的溪流Cd儲(chǔ)量則在春季凋落高峰期最高,在非凋落高峰期最低,在時(shí)間動(dòng)態(tài)與縱向分配上均無(wú)顯著差異(圖2)。相關(guān)性分析表明,沉積物Cd儲(chǔ)量與溪流水文特征相關(guān)性不顯著,凋落物的Cd儲(chǔ)量與溪流長(zhǎng)、寬、面積以及流量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(表2)。

圖4 不同長(zhǎng)度溪流Cd儲(chǔ)量的縱向分配動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Dynamics of vertical distribution of Cd storage in different length streams(mean± SE, n=5)不同大寫字母分別代表凋落物或沉積物在不同關(guān)鍵時(shí)期間差異顯著(P<0.05),不同小寫字母代表凋落物與沉積物間差異顯著(P<0.05),圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(n=5)

表2 亞高山森林溪流不同分布位置Cd儲(chǔ)量與溪流特征的Pearson相關(guān)性分析

2.4 亞高山森林溪流上中下游的Cd儲(chǔ)量隨溪流特征的動(dòng)態(tài)變化

在秋季凋落高峰期,長(zhǎng)度小于150m的溪流表現(xiàn)出上游>下游>中游的分布規(guī)律,大于150m的溪流Cd儲(chǔ)量分布由上游到下游依次增高(圖5)。在春季凋落高峰期,10—50m長(zhǎng)度的溪流Cd儲(chǔ)量在中游的分布顯著高于上游和下游；而50—150m的溪流呈現(xiàn)出下游>中游>上游的分布規(guī)律,其中下游Cd儲(chǔ)量顯著高于上、中游；150—260m的溪流Cd儲(chǔ)量分布以中游最低,上游最高。在非凋落高峰期,長(zhǎng)度為10—150m的溪流Cd儲(chǔ)量從上游到下游的分布依次遞增,150—260m的溪流分布規(guī)律表現(xiàn)為上游>下游>中游。相關(guān)性分析表明,溪流中游Cd儲(chǔ)量與溪流流量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,下游Cd儲(chǔ)量與溪流流速呈顯著正相關(guān)關(guān)系(表2)。

圖5 不同長(zhǎng)度溪流Cd儲(chǔ)量的分布位置的動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Dynamics of lateral distribution of Cd storage in different subalpine forest streams(mean± SE, n=5)不同大寫字母分別代表上游、中游或下游在不同關(guān)鍵時(shí)期間差異顯著(P<0.05),不同小寫字母代表上中下游間差異顯著(P<0.05),圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(n=5)

3 討論

3.1 亞高山森林溪流Cd儲(chǔ)量在不同分配位置的動(dòng)態(tài)變化

本研究表明,在亞高山森林溪流生態(tài)系統(tǒng)中,Cd主要存儲(chǔ)在沉積物,這與已知研究結(jié)果一致[24-25],即沉積物往往是重金屬最后的歸宿。沉積物動(dòng)力學(xué)包括顆粒物質(zhì)的夾帶、運(yùn)輸、沉積和儲(chǔ)存[26],而沉積物重金屬遷移的主要途徑是泥沙顆粒吸附-解吸機(jī)械運(yùn)動(dòng)[27]。例如,有研究表明,進(jìn)入溪流的木質(zhì)殘?bào)w遷移能夠顯著增加溪流重金屬元素的輸出量[18],也證明了沉積物重金屬元素的遷移主要依靠外來(lái)物質(zhì)、泥沙顆粒和懸浮物等物質(zhì)的物理搬運(yùn)作用。張慧玲等[28]的研究也發(fā)現(xiàn),直徑大于10cm的木質(zhì)殘?bào)w約為高山溪流木質(zhì)殘?bào)w總貯量的87.48%,表明粗木質(zhì)殘?bào)w是森林溪流重金屬的重要來(lái)源。本研究還表明,森林溪流生態(tài)系統(tǒng)中的凋落物Cd儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于沉積物的Cd儲(chǔ)量?？赡艿脑蚴堑蚵湮镆苿?dòng)性強(qiáng),其分解過(guò)程中釋放的Cd被直接沉積在溪流底部。此外,凋落物表面積相對(duì)于木質(zhì)殘?bào)w等其他物質(zhì)較小,對(duì)于重金屬元素的吸附能力就更弱[29]。這與Liang等[18]對(duì)亞高山森林溪流木質(zhì)殘?bào)w的其他幾種重金屬的研究結(jié)果相似。在本研究中,森林溪流水體未檢測(cè)出Cd元素,符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[23],表明來(lái)源于森林植物殘?bào)w、滲漏水和地表徑流輸入溪流的Cd主要存儲(chǔ)于溪流沉積物中,沒(méi)有影響溪流水質(zhì)。

不同關(guān)鍵時(shí)期相比,亞高山森林溪流的Cd儲(chǔ)量以春季凋落物高峰期最小,秋季凋落物高峰期最高。這是因?yàn)樯窒鞯腃d儲(chǔ)量受到輸入和輸出動(dòng)態(tài)的控制。有研究表明,重金屬元素的釋放與溫度因子呈顯著正相關(guān)關(guān)系[30],而11月-翌年4月是本研究區(qū)域的冬季凍融期[31],春季凋落高峰則開(kāi)始進(jìn)入研究區(qū)域的雪被融化期[32],溫度回升,沉積物重金屬元素隨之釋放進(jìn)入水體流出溪流,因而Cd儲(chǔ)量較低；Cd儲(chǔ)量在本研究采樣的非凋落高峰期(2016年7—8月)緩慢上升,研究表明降雨和地表徑流是重金屬元素的重要來(lái)源途徑之一[33],而森林生態(tài)系統(tǒng)大氣降水中包含一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Cd元素[34],因此降水量最大的8月能夠解釋Cd儲(chǔ)量增高[27],Cd還隨著地表徑流、樹(shù)干莖流、穿透水等方式匯入溪流中[35],增加了溪流中的Cd含量,也在一定程度上導(dǎo)致了Cd儲(chǔ)量的增高；秋季凋落高峰期間(2015年9—11月)溪流Cd儲(chǔ)量最大,這與秋季輸入溪流的凋落量最大有關(guān),其吸附一部分Cd元素沉積在溪流底部[18],增加了森林溪流的Cd儲(chǔ)量。這表明,秋季凋落物輸入也是亞高山森林溪流Cd的重要來(lái)源之一。

3.2 亞高山森林溪流Cd儲(chǔ)量在不同分布位置的動(dòng)態(tài)變化

亞高山森林溪流上、中、下游的Cd儲(chǔ)量無(wú)顯著差異。這是因?yàn)樗疁?、pH等環(huán)境因子的改變能夠顯著影響沉積物重金屬含量[31],而本研究區(qū)域溪流上、中、下游的環(huán)境因子差異較小,溪流pH值偏向中性[36],并且自然沉積物在河流能保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)[37]。而且,Cd元素具有相對(duì)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)[38]。上中下游Cd儲(chǔ)量均以秋季凋落高峰最高,上、中游以春季凋落高峰最低,長(zhǎng)、中游Cd儲(chǔ)量的變化與集水區(qū)總Cd儲(chǔ)量變化規(guī)律一致。下游Cd儲(chǔ)量在非凋落高峰期最低,這可能是因?yàn)橄飨掠蔚乃w侵蝕與沖刷作用導(dǎo)致水位更深,使下游流速變慢,而已知溪流流速與下游Cd儲(chǔ)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,下游Cd儲(chǔ)量也隨之降低,并且非凋落高峰期(2016年7—8月)較大的降水量使溪流下游匯入的外來(lái)物質(zhì)總量更多,一些輸入溪流上游以及中游的物質(zhì)還未來(lái)得及分解,在吸附部分沉積物的Cd元素后,隨水體流出了溪流。本研究對(duì)于溪流Cd儲(chǔ)量在不同分布位置的動(dòng)態(tài)變化結(jié)果與張俊華等[39]的研究結(jié)果不同,張俊華發(fā)現(xiàn)城郊河道下游較上游的Cd有顯著增多的趨勢(shì),這是因?yàn)槠湎掠瘟饔蚩拷斯の廴緟^(qū)域,這也證明了遠(yuǎn)離工業(yè)污染與人為干擾的溪流生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我凈化能力,呈現(xiàn)出與城郊流域相反的規(guī)律。

4 結(jié)論

亞高山森林溪流生態(tài)系統(tǒng)的Cd主要存儲(chǔ)于沉積物,其次為凋落物；森林溪流上、中、下游的Cd儲(chǔ)量無(wú)顯著差異,中游的Cd儲(chǔ)量與溪流流量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,下游的Cd儲(chǔ)量與溪流流速呈顯著正相關(guān)關(guān)系；秋季凋落物高峰期間,森林溪流的Cd儲(chǔ)量最高,表明凋落物是森林溪流Cd的重要來(lái)源之一；亞高山森林溪流具有一定的自我凈化能力且具有穩(wěn)定性。這些結(jié)果為深入理解陸-水生態(tài)系統(tǒng)重金屬生物地球化學(xué)循環(huán)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也為亞高山林區(qū)生態(tài)管理提供了新的思路和科學(xué)依據(jù)。然而,有關(guān)亞高山森林溪流重金屬元素的源-匯-庫(kù)格局還有待進(jìn)一步研究。