铁是海洋浮游植物生长的限制元素,海洋中铁含量的增加可以促进浮游植物生长,减缓温室效应及全球气候变化。黑龙江流域铁的地球化学循环过程非常活跃,也是该地区研究的热点问题。洪水是可溶性铁陆海输送的重要过程,在全球气候变化背景下,极端洪涝事件发生频率增加,对黑龙江流域可溶性铁的形成及迁移输送过程产生重要影响。本论文选择黑龙江中游流域为研究对象,研究了流域性、局域性及春汛等三种极端洪涝过程中黑龙江中游流域可溶性铁的含量、形态和输出的变化特征,结合模拟实验揭示了极端洪涝过程中可溶性铁含量变化的影响因素,并分别研究了极端洪涝过程中湿地及森林对可溶性铁形成的影响,最后分析了极端洪涝过程中可溶性铁的形成机制。主要研究结果如下:(1)黑龙江中游流域性极端洪水期间,黑龙江干流松花江江水中可溶性铁的平均浓度分别为1.11和0.69mg/L,与平水年夏汛期相比,极端洪涝过程中可溶性铁的浓度显著上升,可溶性铁均以低分子量络合态铁为主要形态,且可溶性铁输出通量分别为18.1万吨和3.6万吨。局域性洪水过程中,松花江中可溶性铁平均浓度为0.25mg/L,其浓度显著高于以往报道的夏汛期浓度水平,可溶性铁以低分子量络合态为主,平均输出通量为33吨/天。极端春汛过程中,可溶性铁浓度与正常年份相比没有显著性差异,平均浓度为0.28mg/L,其形态以低分子量络合态铁为主,平均输出通量为39吨/天。(2)通过相关性分析及模拟实验发现悬浮颗粒物含量、DOM的类型及含量是影响可溶性铁释放量的主要因素。各极端洪涝过程中可溶性铁与DOC均呈显著性正相关关系,此外,溶解性有机物(DOM)可以活化悬浮颗粒物中的铁,促使其释放,进而提高河水可溶性铁的含量。(3)在极端降水过程中,毛苔草、小叶章和水稻田湿地水体中可溶性铁的含量分别为2.08、2.89和3.98mg/L,与平时雨季的含量相比,均表现出显著性升高的特征,各湿地水体中可溶性铁均以低分子量铁为主。在极端降水过程中,三种湿地水体中可溶性铁的含量与降水均存在响应关系。模拟实验结果表明,淹水深度、DOC含量、干湿交替等是影响极端降水过程中湿地土壤可溶性铁释放的主要因素。极端降水过程中,毛苔草、小叶章和水稻田湿地水体中DOC的含量均表现出显著性升高的趋势,而极端洪涝过程中,随着湿地生态系统与河流系统的水文连通性改善,湿地可向河流中输出大量的DOM,在河水中进一步促进悬浮颗粒物中可溶性铁释放,进而增加其浓度。因此,在极端洪涝过程中,黑龙江中游流域内沿河湿地对可溶性铁的形成具有重要意义。(4)极端洪水过程中,森林类型河流(雅鲁河)中可溶性铁含量显著性升高,说明森林对流域内可溶性铁的形成具有一定影响,期间可溶性铁平均浓度为0.24mg/L,低分子量络合态铁为其主要形态,且输出通量为360吨。流量和DOM的含量是影响森林类型河流中可溶性铁形成及输送的主要因素。通过可溶性铁的输出负荷与流量进行线性回归所得的方程可以较准确的估算其输送通量。(5)极端洪涝是黑龙江流域可溶性铁陆海输送的关键性过程,对流域内可溶性铁的形成具有重要意义。极端洪涝过程中,地表径流及沉积物再悬浮作用使得悬浮颗粒物含量激增,沿江湿地的水文连通性的改善使得湿地向河流中输出大量DOM,悬浮颗粒物及DOM含量的升高是可溶性铁形成的主要驱动力,人类活动,如湿地开垦,农田沟渠及大型水库的建设也会对可溶性铁的形成及迁移输送过程产生影响。