【摘 要】
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改革开放后,随着太湖流域内社会经济的高速发展,西氿湖的污染问题日益加剧,出现了富营养化以及重金属污染等环境等问题。西氿湖是西太湖入湖河道的第一站,也是太湖流域典型的浅水湖泊,对西氿湖的研究将对太湖流域的湖泊治理有关键意义。本论文根据摇蚊亚化石的特点,开展了对西氿湖沉积物中的摇蚊亚化石群落变化特征以及头壳畸变情况的研究,深入分析了西氿湖近40年来的生态系统转换过程以及重金属污染进程。主要的研究结果有
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改革开放后,随着太湖流域内社会经济的高速发展,西氿湖的污染问题日益加剧,出现了富营养化以及重金属污染等环境等问题。西氿湖是西太湖入湖河道的第一站,也是太湖流域典型的浅水湖泊,对西氿湖的研究将对太湖流域的湖泊治理有关键意义。本论文根据摇蚊亚化石的特点,开展了对西氿湖沉积物中的摇蚊亚化石群落变化特征以及头壳畸变情况的研究,深入分析了西氿湖近40年来的生态系统转换过程以及重金属污染进程。主要的研究结果有:1.本研究共提取了1423.5个摇蚊头壳,隶属于3亚科、31属种。根据幼虫生态属性,可将其划分为广食型、间接附植型和直接附植型三大类群。各个类群在整根沉积柱中的总占比分别为51.2%、8.3%以及21%,优势种群是以Tanypus chinensis为代表的广食型摇蚊。幼虫颏板总畸变率为2.6%,西氿湖摇蚊头壳畸变的属种主要集中在Microchironomus tabarui,Microchironomus tener,Procladius choreus和Chironomus plumosus,颏板畸变的主要类型为少齿、科恩间隙以及并齿,其中以少齿类型居多。2.本研究共分析了五种重金属元素,分别是铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)和汞(Hg)。各重金属元素含量均在1990-2000年期间达到峰值,在1990年前为低值。聚类热图结果表明Hg元素的污染程度相对其它四种重金属要高,除了在1990年前为“中”污染状态外,始终保持“较高”污染状态;Cr、Cu、Zn和Pb四种重金属含量则表现出明显的分区特征。3.西氿湖生态系统在近40年内经历了一次明显的稳态转换。运用西氿湖沉积柱XJ2018中的生物代用指标(摇蚊亚化石)及地球化学指标(TN和TP),结合摇蚊亚化石群落变化和系统突变指数(RSI)以及F检测分析,STARS检测结果显示在1990年检测出RSI(28)-2.45,F检测显示在1990年处出现峰值,此时西氿湖以附植型摇蚊(Cricotopus trifasciatus,Dicrotendipes spp.)为主的草型-清水态湖泊向以广食型类群(Tanypus chinensis,Microchironomus tabarui)占据统治地位的藻型-浊水态湖泊过渡;2000-2010年,湖泊生态系统进一步恶化,附植型类群几乎消失,广食型长足亚科占绝对优势,2010年以后,附植型摇蚊类群的恢复和广食型摇蚊数量的下降,表明随着生态保护的重视和生态治理的实施,西氿环境有所改善,但藻型富营养湖泊的状态仍未改变。4.结合重金属元素以及摇蚊头壳畸变分析,西氿湖重金属污染进程可大致分为四个阶段。RDA分析结果表明Cr、Cu和Pb与出现畸变的摇蚊属种相关性较高。在1990年前,重金属污染程度较低但呈缓慢上升趋势,摇蚊畸变率逐渐上升;1990-2000年期间,宜兴市重工业发展迅猛,受重金属污染影响摇蚊头壳畸变率高,反映此时期流域内的重金属污染较为严重,Cu达到“较高”污染状态,Pb和Cr为“中”污染状态;在2000年后,宜兴市工业开始转型,重金属元素含量下降,畸变率减小;2010年后,摇蚊畸变率开始增加,Cu、Pb和Zn恢复“中”污染状态。
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