岩溶山地区土地整理中的水资源分析研究——以涪陵罗云土地整理项目为例

岩溶山地是生态环境脆弱的地区,是土地整理的重点地区之一。以涪陵罗云土地整理项目为研究对象,对其土地整理中的水资源分析进行了探讨。分析认为,岩溶地区地表水流失量大并转换为地下水,地下水的资源状况直接影响土地整理的水利工程设计。在水资源分析中,除了分析全年水资源的供需状况,尤其要分析不同季节的水资源供需状况才能真实反映土地整理区域的水资源状况,才能成功地进行土地整理工程设计。     

岩溶地区不同土地利用方式土壤固碳细菌群落结构特征

固碳细菌是土壤碳循环重要的微生物群落,研究其群落结构特征对认识土壤生态系统的固碳机制具有重要意义.以桂林毛村岩溶实验场的岩溶区、混合区与非岩溶区为研究样区,采集稻田、玉米和柑橘园表层土壤,以cbb LR为固碳细菌的指示基因,采用高通量测序方法,对比在三类区域土壤中固碳细菌的群落丰度、组成及多样性特征的异同.结果表明,三类区域土壤中固碳细菌属于变形菌门和放线菌门.其中,变形菌门的α-变形菌纲(α-Proteobacteria,24.6%)为三类区域土壤中的优势纲,以根瘤菌为主的兼性自养菌是主要的固碳细菌.在岩溶区,伯克氏菌目(Burkholderiales)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)、固氮螺菌属(Azospirillum)、费氏根瘤菌(Sinorhizobium fredii HH103)、豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum bv.trifolii)等微生物的丰度均高于混合区和非岩溶区;而慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)为混合区与非岩溶区土壤中的优势种群.冗余分析(redundancy analysis)表明,pH、土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、总氮(TN)和阳离子交换量(CEC)等土壤因子是影响固碳细菌群落结构差异的主要生态因子.以上结果表明,岩溶区的土壤特性对固碳细菌的群落结构有显著影响.     

岩溶泉水化学性质及δ13CDIC影响因素

为了深入研究岩溶泉水水化学性质与溶解无机碳同位素(δ13CDIC)的变化特征及其影响因素,在雨季(2014年6月~2014年10月)对柏树湾泉、兰花沟泉、后沟泉进行监测,并与旱季进行对比分析.结果表明,3个岩溶泉在雨季的碳酸盐岩溶蚀量大于旱季,但消耗的CO2量却小于旱季,其中兰花沟泉和后沟泉的CO2消耗量为负值.相对于雨季其它月份,7月与旱季一样,岩溶作用减弱但消耗的CO2量增加.因为受到水动力条件影响,7月H2CO3对碳酸盐岩溶蚀的贡献增加,而HNO3与H2SO4对碳酸盐岩溶蚀的贡献则降低.另外,HNO3与H2SO4溶蚀碳酸盐岩及其对HCO-3产生的脱水作用都会导致δ13CDIC偏正,因此δ13CDIC与NO-3+SO2-4浓度呈现出正相关性,而与HCO-3浓度呈现出负相关性.这说明水动力条件以及HNO3与H2SO4的参与对岩溶泉水化学性质及δ13CDIC的变化具有重要影响.     

岩溶地下水水体中有机氯农药和多氯联苯的残留特征及健康风险评价

采用气相色谱-微池电子捕获检测器（GC-μECD）测定南山老龙洞岩溶地下水水体中有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）残留量,并探究了OCPs和PCBs的浓度、分布和来源等残留特征.结果表明,OCPs总浓度范围为34.8~623.2 ng·L^-1,均值为215.6 ng·L^-1,其中,HCHs、DDTs和其它类OCPs总浓度范围分别为8.2~23.6、4.5~363.7和22.2~235.9 ng·L^-1,均值分别为15.9、104.5和95.3 ng·L^-1;PCBs总浓度范围为6.0~40.7 ng·L^-1,均值为16.8 ng·L^-1.总体而言,OCPs和PCBs污染处于中上水平;多重比较结果显示部分OCPs和PCBs平均浓度具有统计学意义上的显著差异.研究区各采样点水体中污染水平差异较大,但OCPs和PCBs的季节分布相对均匀.源解析表明,HCHs源于周围环境中林丹的输入;DDTs源于近期工业DDT的非法使用;其它类OCPs源于大气沉降和农业活动输入;PCBs来源既有历史残留,又有企业排污活动;Pearson相关分析表明部分有机卤素污染物具有同源性,或有类似的来源和分解机制.结合健康风险评价模型,研究区饮用水不会对人体健康产生明显危害,但儿童对污染物的敏感性高于成人.     

石漠化治理下重庆酉阳典型岩溶槽谷区不同坡向地下水时空变化特征

岩溶槽谷区独特的地质背景制约着地下水的空间分布和赋存规律,探究槽谷区地下水动态变化对石漠化治理具有重要意义。本文以重庆酉阳龙潭槽谷为例,在2017～2019年对槽谷地下水进行动态监测和采样分析,探究石漠化治理下典型岩溶槽谷不同坡向地下水时空变化规律。研究表明,槽谷区地下水对环境变化敏感,石漠化治理过程中不同程度农业活动直接影响着地下水水化学动态特征。强降雨期间,逆层坡坡面流全Fe、Al~(3+)浓度峰值分别为1.3 mg/L、2.0 mg/L,是逆坡岩溶泉全Fe、Al~(3+)浓度的13倍,表明轻度石漠化的逆层坡水土流失严重。逆层坡地表物质和土壤颗粒难以直接进入地下含水层,顺层坡雨水将地表或残留在裂隙、溶隙或管道等含水介质中的土壤颗粒或土壤营养元素迁移至水文系统中,土壤肥力下降。从空间上,顺逆坡石漠化裸岩出露差异所致的汇流机制、土层厚度和植被状况造成了顺逆层坡在"二水"转化上存在差异,对研究区地下水的时空变化有重要影响。     

典型岩溶区土壤和地下水中多环芳烃的分布特征及健康风险研究

以重庆市典型岩溶槽谷为研究区,采集其地下河流域内的土壤和地下水样品,分析了16种优控多环芳烃（PAHs）的含量、时空分布特征及致癌、非致癌健康风险.结果表明,土壤和地下水在不同样点间的PAHs含量及健康风险差异明显,与国内外其它地区相比,青木关和南山流域内土壤和地下水PAHs的污染水平较低,两地下河流域内土壤PAHs的组成以高环为主,地下水中则以低环为主,土壤PAHs的健康风险值为5.53×10^-8~4.57×10^-7,整体处于低致癌风险水平,其中,二苯并[a,h]蒽（DahA）的致癌风险最高,贡献率达80%以上;地下水PAHs的健康风险值为5.83×10^-8~1.32×10^-6,经口摄入途径的致癌风险水平较高.南山地下水样点间健康风险值波动比较大,受点源污染影响明显,其地下水的健康风险已超过可接受水平（1.0×10^-6）.     

重庆老龙洞地下河流域氮、磷及微生物污染调查研究

随着城镇化不断发展,我国地下水普遍遭受了不同程度的污染,尤其是西南岩溶区地下水是当地重要的水源,一旦遭受污染将很难恢复.本研究选取NO-3、PO34、NH+4和总细菌(total coliform)、大肠杆菌(total E.coli)、粪大肠杆菌(fecal coliform)作为指标,对重庆南山老龙洞流域进行多年来的调查研究.结果表明,老龙洞流域地下水NO-3、NH+4、PO3-4含量均超过天然水规定值,尤其以NH+4、PO3-4污染较为严重.桂花湾泉NO-3含量为19.78~68.55 mg·L-1,有的月份超过了世界卫生组织规定的标准50 mg·L-1.老龙洞出口NH+4、PO3-4含量分别为2.71~12.92 mg·L-1、0.16~11.22 mg·L-1,是污染最重的地下水.老龙洞地下河NO-3含量低于岩溶表层泉,而NH+4、PO3-4含量则高于表层岩溶泉.城镇化的发展、农田减少以及洞内还原环境是导致老龙洞地下河NO-3含量从2008~2013年降低的原因,而高PO3-4含量污水不断输入地下河使得老龙洞地下河PO3-4含量呈增加趋势.微生物污染极为严重,甚至远超过中国地下水和饮用水规定的Ⅴ类标准,以粪大肠菌为例,地下水中其含量波动范围为3.4×104~3.68×104CFU·mL-1.岩溶区由于特殊的水文地质结构,岩溶洼地、天窗、落水洞导致岩溶地下水极易遭受到污染.农业活动、城镇、企业和居民点生产生活排污,是地下水氮、磷和微生物污染的主要来源.     

会仙岩溶湿地、稻田与旱地土壤细菌群落结构特征比较

为了探究土地利用变化对湿地系统土壤细菌的影响,以会仙天然湿地、稻田和旱地这3种土地利用方式的耕层土壤(0～20cm)作为研究对象,利用高通量测序技术对土壤细菌群落的α多样性、物种组成和丰度进行分析,并结合土壤理化性质探讨影响细菌群落结构的环境因素.结果表明,会仙湿地系统土壤中存在的细菌隶属于49个门和145个纲.其中,稻田土壤细菌的Shannon指数显著较高;天然湿地土壤细菌的Simpson指数显著较低.在会仙湿地系统土壤的优势菌门(operational taxonomic units,OTUs 1%)中,天然湿地的优势菌门为变形菌门(52. 15%)、放线菌门(15. 16%)和酸杆菌门(8. 80%);稻田的优势菌门为变形菌门(45. 79%)、酸杆菌门(17. 20%)和绿弯菌门(11. 75%);旱地的优势菌门为变形菌门(51. 42%)、酸杆菌门(15. 51%)和绿弯菌门(7. 43%).在优势菌纲(OTUs 1%)中,天然湿地的优势菌纲为α-变形菌纲(17. 98%)、β-变形菌纲(13. 72%)和放线菌纲(13. 13%);稻田的优势菌纲为酸杆菌纲(14. 35%)、β-变形菌纲(13. 37%)和δ-变形菌纲(12. 02%);旱地的优势菌纲为α-变形菌纲(19. 44%)、β-变形菌纲(13. 30%)和酸杆菌纲(13. 03%).在优势的OTUs中( 0. 3%),天然湿地的优势菌属是Sphingomonas(OTU2和59)、Micromonospora(OTU5、24和50487)、Gemmatimonas(OTU1)和Stenotrophomonas(OTU8);稻田的优势菌属是Lysobacter(OTU4和115)和Aquabacterium(OTU33);旱地的优势菌属是Sphingomonas(OTU85、157和2916)、Rhodanobacter(OTU19和52)和Phenlobacterium(OTU60).聚类热图分析显示,3种土地利用下的土壤细菌群落结构差异极其显著.冗余分析结果显示,土壤细菌分布差异主要与p H、土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、交换性镁、交换性钙、可溶性有机碳(DOC)和速效磷(AP)等生态因子显著相关(P 0. 05).以上研究结果表明,土地利用方式变化能显著改变会仙湿地土壤的细菌群落结构.     

岩溶流域地下水TOC输出及影响因素分析:以重庆丰都雪玉洞地下河流域为例

2014年8月至2015年9月通过野外在线监测获取岩溶流域连续、高精度的气象、地下水TOC和水文地球化学等数据,利用主成分回归模型探讨流域地下水TOC在不同时间尺度上的输出及影响因素.结果表明在季节时间尺度上,气温和地下水电导率(Sp C)夏季高,冬季低,p H则相反;TOC和浊度冬、夏季高,春、秋季低;地下水TOC和水文地球化学指标对降雨表现出明显的响应过程,但地下水TOC对不同降雨强度的响应时间和过程有明显差异,整体来说,TOC在降雨过程中表现出上升的趋势,而暴雨过后受稀释效应影响呈现下降趋势.主成分回归分析发现降雨、流量和浊度对TOC有正向促进作用,而气温和p H对TOC有负向的影响.     

2种方法在典型岩溶区地下水质量评价中的对比——以地苏地下河为例

选择合适的地下水质量评价方法是保证评价结果科学合理的关键.以典型西南岩溶区地苏地下河系为研究对象,运用水质指数法和模糊综合指数法对该地下河系具有代表性的采样点水质进行评价.结果表明:地苏地下河系水质总体较好,2种方法评价得到的水质劣于GB∕T 14848—2017《地下水质量标准》Ⅲ类水质的点位分别占全部水样的21.4...