高原湿地纳帕海流域地表水水化学特征及控制因素

摘要

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、补给来源和主要控制因素进行了研究。纳帕海流域地表水的pH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,浓度呈现Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺的特征,阴离子主要以HCO^-₃和SO^2-₄为主,浓度呈现HCO^-₃>SO^2-₄>Cl^->NO^-₃的特征。水化学类型主要为HCO₃-Ca型,部分水样向SO₄-Ca型端员偏移。地表水中NH⁺₄、PO^3-₄、Cl^-、SO^2-₄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浓度较高（>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、工程开挖和人为控制性干湿交替。其中K⁺、Na⁺、HCO^-₃、PO^3-₄、NH⁺₄和TDS主要受混合面源（碳酸盐岩溶解、农牧业活动和生活污水排放）影响,Ca²⁺和Mg²⁺主要受混合面源和硫化物氧化影响,SO^2-₄主要受硫化物氧化影响,NO^-₃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、水生植物净化和干湿交替这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。

关键词

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