热带山地河流中的溶质动态与微量元素迁移：对西高止山脉水质及新兴环境趋势的影响

《Aquatic Sciences》：Solute dynamics and trace element mobility in a tropical montane river: implications for water quality and emerging environmental trends in the Western Ghats

　　

摘要

热带山区河流在调节溶质传输和生物地球化学通量方面起着关键作用；然而，对于相对未受干扰的源头流域中微量元素动态以及正在出现的环境变化，目前仍缺乏定量认识。本研究探讨了印度西南部西高止山脉中巴拉塔普扎河的西流支流——图萨普扎河的溶质动态、微量元素迁移情况以及长期水质变化趋势。通过多季节采样，并结合长期的流量与水文化学数据，阐明了该流域的主要地球化学和水文控制因素及相应过程。主要离子成分以Ca²⁺、Na⁺和HCO₃^?为主，这表明硅酸盐风化是溶解溶质的主要来源，而矿物稳定性关系则表明在潮湿的热带环境中会形成高岭石。多元统计分析将主要离子的地质控制作用与微量元素更为复杂的行为区分开来，后者的行为受氧化还原条件以及与黏土矿物和Fe–Mn氧化物相关的吸附-解吸过程影响。浓度与流量的关系呈现近乎化学稳态的特征，这说明尽管季节性水文状况变化明显，但地下水的贡献依然稳定。虽然目前的水质依然优良，但曼恩-肯德尔趋势分析（1990–2019年）显示，各季节的水质指数均有统计学意义上的上升，表明整体水质正在逐渐恶化。此外，一些物理化学参数和微量元素在空间上存在差异，但总体呈下游浓度上升的趋势，这表明流域下游地区正受到日益显著的人为影响。这些长期趋势表明该系统的水质正在逐步下降。这项综合评估为理解溶质和微量元素的动态提供了基于过程的见解，同时也为监测生态敏感的热带山区流域未来的环境变化奠定了基准。