纳特龙湖是东非大裂谷东支雷戈里裂谷带上一个很有特色的一个盐碱湖,也是非洲火烈鸟的繁殖基地。它位于姆萨尔湿地纳特龙盆地内,坦桑尼亚北部阿鲁沙西北113公里处,格莱火山的西北方(如图1所示)。该湖的最大表面积约为875平方公里(约50公里长,约20公里宽),水深从几厘米到几米不等。
图1 纳特龙湖地形图
纳特龙湖周围是平原和几座火山。湖的北边是桑布和朔波尔火山,东边是格莱火山,南边是冷盖火山和克里马西火山;平原地区的植被主要是稀疏大草原和穿插的灌木大草原,以及逐渐向开放的金合欢的林地过渡。该湖的主要水源是河流流入或降雨,入湖河流主要有三条补给,南部的Engaresero,北部的Ewaso Ngiro(来自肯尼亚)和西北部的Pinyinyi河。纳特龙湖除了蒸发之外,没有流出机制。由于气候炎热和干旱,水文平衡通常是负的,除了靠近河流和泉水入口的几个孤立的水体(通常称为泻湖,纳特龙湖约有22泻湖)之外,湖泊会周期性地完全干涸。
纳特龙地区的气候呈半荒漠气候,是极其高温干燥的地方,最高温度达到40℃,尤其是在旱季的6-10月,湖水蒸发较大,会出现半干涸状态,湖水储存量较低约为0.6立方千米。该湖的降雨分布属于双峰型:11月和12月为短雨期,2-5月为长雨期,而从5月到10月的漫长旱季将这两个雨期分开。
图2 纳特龙湖水域变化
纳特龙湖是一个典型的碱湖,湖区中含有大量盐、苏打和菱镁矿,周围是以碱性、纳质为主的粗面火山岩。碳酸钠矿床位于湖的中部至东北部,形成了一个巨大的、1.5米厚的天然碱,含盐的矿物质主要存在于中央的盐沉积和永久的泻湖,这些矿物质干燥后会留下一层泥状表面,上面结有荧光盐晶体。
纳特龙盆地的人口仅限于散布在湖边的几个村庄,每个村庄至少有1000余人。当地人口主要可用资源是牲畜和农业。绵羊、山羊和牛以半游牧的方式在湖周围的草原、悬崖边或山上放牧。小规模农业发生在靠近莫尼克河口和佩尼吉河口的西部湖岸。旅游业发展非常有限,因为纳特龙湖的位置比较偏远。
研究发现纳特龙湖的NH3主要来源与自然排放、生物质燃烧和有机物分解。自然排放是偶发性的,与湖泊的表面积有关。NH3柱的最大负荷通常发生在纳特龙湖最大的泥潭上,旱季结束时的9月至11月期间,而农业NH3柱的最大峰值一般出现在第一个雨季之后。生物质燃烧是大气NH3的一个重要排放源,纳特龙湖的NH3生物质燃烧源,主要来源于塞伦盖蒂国家公园。NH3的有机物分解源主要来源于湖中浮游植物和鸟类排泄物。
水是生命的源泉,但纳特龙湖流域环境恶劣,无满足大多数生物生命的水源,仅有一些适应性良好的浮游生物和少数耐盐碱鸟类生长。
纳特龙湖流域的浮游生物多是耐盐碱的生物,如细菌、古生菌、硅藻、绿藻和蓝藻等。它们大多生长在耐盐碱、富含二氧化碳和常年光照强度的地区,如喜盐的蓝藻细菌中的螺旋藻和在高盐度下开花的嗜碱性古生菌。螺旋藻是一种带有红色色素的蓝绿色藻类,是纳特龙湖的优势植物,也是湖泊呈现深红色的主要原因。
纳特龙湖是火烈鸟的栖息和繁衍地,也是一些以盐碱环境为生活条件的特殊鱼类的家园。湖中生活着成千上万只大、小火烈鸟,浮游植物是这些火烈鸟的主要食物来源。由于纳特龙湖恶劣的碱性条件,基本无其他鸟类生存。
图3 纳特龙湖浮游植物与鸟类