高原湿地纳帕海流域地表水水化学特征及控制因素

作     者：陈伟志 陶兰初 李静婷 张亚 巴永 宋琳 

作者机构：中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心自然资源部自然生态系统碳汇工程技术创新中心中国地质学会西南山地生态地质演化与保护修复创新基地 昆明冶金高等专科学校 

出 版 物：《地学前缘》 (Earth Science Frontiers)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：中国地质调查局基础地质调查项目(DD20242036、DD20230482、DD20230483) 国家自然科学基金面上项目(42271094) 

主　　题：岩溶湿地 高原季节性沼泽湿地 水化学特征 化学风化 控制因素 地表水 

摘      要：纳帕海属于青藏高原东南缘典型的岩溶湿地，生态环境脆弱，人类活动频繁，加强流域水化学研究，对支撑高原湿地保护修复具有重要作用。在系统调查纳帕海水文地质条件的基础上，采集纳帕海流域湿地内地表水及其主要的支流（补给区）和落水洞（排泄口）水样品，综合利用离子比值分析、多元统计分析和地理探测器等方法，对纳帕海流域地表水水化学组成、空间分布规律、补给来源以及主要控制因素进行了研究。纳帕海流域地表水的pH值范围为7.08～8.70，TDS值范围为103.00～620.50 mg·L-1；阳离子主要以Ca2+和Na+为主，呈现Ca2+Na+Mg2+K+的特征，阴离子主要以HCO3-和SO42-为主，呈现HCO3-SO42-Cl-NO3-的特征。水化学类型主要为HCO3-Ca型，部分水样向SO4-Ca型端元偏移。地表水中NH4+、PO43-、Cl-、SO42-和As的变异系数较高，表现出很强的空间变异性。40%的湿地水样As含量较高(10μg·L-1)。地表水δD范围为-132‰～-83‰、δ18O范围为-17.5‰～-8.1‰，主要由源于海洋的水汽大气降雨补给，转换关系主要为降雨→支流→湿地→落水洞。地表水自然控制因素主要为岩石风化，其次为蒸发浓缩、季节干湿交替和水生植物净化；地表水受到了人类活动影响，包括农业活动、生活污水排放、工程开挖、人为控制性干湿交替。其中K+、Na+、HCO3-、PO43-、NH4+和TDS主要受混合面源（碳酸盐岩溶解、农牧业活动、生活污水排放）影响，Ca2+、Mg2+主要受混合面源和硫化物氧化影响，SO42-主要受硫化物氧化影响，NO3-主要受水生植物净化影响，As则主要是受混合面源、水生植物净化和干湿交替影响，pH主要受干湿交替影响。混合面源、硫化物氧化、水生植物净化、干湿交替这4个因素对流域中水的溶质变异的贡献率分别为51.84%、22.66%、14.20%和11.30%；人类活动对纳帕海流域水中溶质有着不容忽视的影响。