东江流域土壤、植被和悬浮物的碳、氮同位素组成

相关 ；河流颗 粒有机 碳研 究不但 提供 了碳循环 的重 要 信息 【 ，而且也 提供 了流域 内 自然 及人类 活动 的 Ｉ 们 记 “。河 流颗粒有 机质 以及 表层沉 积物 的有机碳 ］
含 量与 流域生 态特征 及土壤 类 型有关 ，河流碳 稳定 同位素 可揭示 流域植 被 和土壤侵 蚀状态 的变化 ｌ 。 １ 引
２ 样 品 采 集 和 实验 方 法
２ １ 样 品采集 ．
本 工作 主要 以东江博 罗 、河源 、龙 川水 文站 为
采样点 （ １，按水文 季节 自 ２ ０ －２ ０ 采集水 图 ） ０ ０－ ０ ９年 体样 品 ，共 在博罗水 文站 采样 ２ １次 ；在河 源 、龙 川于 ２ ０ ０ ７年分别采 样 ３次 。具体采 样时将 河流 断 面分 为上 、中 、下 ３ 层 面 以及左 、中 、右 ３ 个 条垂 线 ，上 层取样 点距 水面 ０ ． ｍ，中层 取样 点在河 中 ５ 间水深 处 ，下层取 样点距 河底 ０５ ｍ，共 取 ９个 样 ．
而 且 无机 氮 在 吸 收 过 程 中 的分 馏 会 反 馈 到有 机 质 的同位素组 成 中 ，体 现 的是 物源信 息 和生物地 球化 学过 程 的综 合【 。 流是连 接 陆地 与海 洋 的重 要通 ４ 河 ’ 道 ，它在 全球碳 循环 和流域 土壤侵 蚀过 程 中发 挥着 重要 的作 用 ；但河 流每 年 的碳 输送 量 以及河 流 中 有 机 碳 的来 源 、迁 移 和 循 环机 制 目前 仍 不 十分 清
生 态 环 境学 报 ２ １ ，９５： １６１９ ０ ０ ｌ（） １８ １０
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混合 为 １ 样 品。小流 域 内悬 浮物 样 品在 出水 口采 个 集 ，每 点每 次采集 １ 。此 外 ，在 东江博 罗水文 站 个 支持 下收 集到博 罗河 段保存 完好 的 １ ９ － １９ 年 ９０ ９９ １ ０年悬 浮物样 品 。在 ２ ０ ０ ７年采集 水样 时 ，采集 到
河 流两岸 附近植 被和 土壤样 品 。土壤样 品在河 流两 侧 １ｋ 范 围 内采 集 ，除去表层 浮 土 ，取 １ ２ ｍ ｍ － ０ｃ
性及 与此 有关 的颗粒组 成 、孔 隙状况 和土体构 型有
关 ，另一方 面 ，由于人 口稠密 、人类 活动频 繁 ，农 业 高度 开发 ，地 表缺少 植被覆 盖 ，导致 抗径流 冲刷
被演 替过 程 中土壤剖 面 中有机 碳 的 Ｃ 分布 与植 ”值
物类 型关 系。氮 同位素 则反 映 了不 同物源 的贡献 ，
环境行 为 ，在 区域尺度 上 阐明其分 布特征 具有重 要 的科 学意义 和现 实意义 。土 壤 的碳稳 定 同位素 反映 了当地环境 的Ｃ 与Ｃ 植 被 的相 对丰 富度 Ｊ表 征植 ３ ４ ，
山丘陵 和山间小 盆地相 结合 为主 ，仅 中下 游有少 许
平原 ；属 于湿热 多雨 的亚热带 气候 ¨ 。水 系发源 于 江 西省 寻乌县 ， 全长 约 ８ ０ ｍ。流域 内严重水 土流 ０ ｋ 失 面积 １ ５ ． ｋ ，主要发 生在 花 岗岩母 质 的低 山 ７１ ｍ ７ 丘 陵 区 ，一 方面 与侵蚀 发生体 的透水性 、抗 冲抗 蚀
中 图分 类号 ：Ｐ ９ ；Ｘ１２ ５３ ４ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ： ｌ７ —９ ６（ ０ ０ ５ １８ —５ ６ ４５０ ２ １ ）０ —１６０
土壤 、植被 及河 流悬 浮物 的碳 、氮 同位 素组 成 反映 了流域 重要 的环境信 息ｌ Ｊ并 在森林 、 Ｊ， 农业 和 水土 保持等 不 同学 科 间被 广泛 应用Ｌ Ｊ揭示 它们 的 ３，
东江流域土壤 、植被和悬浮物的碳 、氮 同位素组成
魏秀 国 ，卓慕 宁 ，郭治兴 ，朱立安
１ ．广东 省生 态环境 与土壤 研究 所 ，广 东 广 州 ５ ０ ５ ；２ 广 东商 学院 资源与 环境 学院 ，厂东 广 州 ５０２ １６０ ． 一域植被组成 、环境变迁是一种非常有效 的指标 ，为中短时间尺度环境变化研究提供 了一条新 碳 的途径。以亚热带山区的东 江流域为例 ，以流域内的植被 、 土壤及水体悬浮物为研究对象 ， 应用其有机质 同位素组成 （ １ ６３ ５ Ｃ、 。 ，揭示 流域植被 的成分和环境变化 的信息 。研究 发现 ：东江流域土壤碳 同位素 、ＣＮ 比值差值 不大 ；植被的氮同位素 ５ Ｎ） ／ 差值明显 ，Ｃ Ｎ 比值 差异较大 。对东江流域悬 浮物 ６３ ／ １ Ｃ值 近 ２ ０年 的监测表明 ：其值在早期逐年升高 ，近 １ ０年来转趋稳定 并呈明显下 降趋势 ，变化范围在一７８ ｏ ６１ １．％ ～２ ． ‰之 间，反映了该流域植被破坏和恢复 的过程 以及土壤侵蚀状况的变化趋势 。 关键词 ：东江流域 ；土壤 ；植被 ；悬浮物 ；碳 、氮 同位素组成
楚 。河流颗 粒有机 碳 主要 来 自陆地表 面风化 、侵蚀 而 形成 的碎屑 有机 物质 ，它 与陆地 生态 系统 密切 Ｊ
的能力 降低 。 流域 植被类 型 以草 地 、 本 阔叶林 为主 ， 流域 森林 破 坏后 代 之 而 起 的是 广 大 的草 坡地 以及 农 田系 统㈣ 。
本 文在前 期工作 的基 础上 Ｉ Ｊ 图通 过碳 、 ｌ ，试 Ｄ 氮稳 定 同位 素 的方 法 获 取 流 域 土壤 侵 蚀 以及 植 被
和环境变化的信息 ， 揭示本流域中短时间尺度环境 变化 ，为山 区流域水 土流失 治理 提供科 学依据 ，从 而 深人 探 讨 东 江 流 域环 境 变 化 和 流 域 同位 素 信 号 特征值 之 间的关 系 。 １ 流 域 概 况 东 江 流 域 是 珠 江 流 域 的重 要组 成 部 分 ，面 积 ３ ４ ｍ ４１４ ｋ ，流域 地 势东北 高西 南低 ，地貌 以中低