台湾大鬼湖沉积物元素分布所反映的古环境意义

位于台湾省南部的大鬼湖,由于湖底常缺氧等特殊自然条件,使湖底沉积物免遭干扰,而能完整地记录过去气候的环境的变动．其岩芯中出现的白层,有明显较低的有机质含量和C／P、N／P、S／P及Si／Al比值．与较高的Si／P、Fe／C、Mn／C、Fe／Mn和Mg／Al比值,显示当时气候可能较干冷,集水区植生较差、湖水位较低,而且环境较氧化．相比之下,富含有机质的黑色沉积物,则反映气候较暖湿、湖水面至少升高2m,而且集水区土壤和水体较还原。     

梵净山九龙池沉积物氮同位素组成与全新世气候演变过程

湖泊沉积物氮同位素(δ¹⁵N)在古环境、古气候变化方面有着指示气候干湿变化的重要作用,但目前学界对于δ¹⁵N记录作为气候代用指标所指示的气候干湿变化特征仍缺乏深入探索。本文以贵州省梵净山九龙池湖泊沉积物为研究对象,分析并探讨δ¹⁵N所记录的梵净山地区气候干湿变化过程与特征,并结合总有机碳(TOC)、总氮(TN)和碳氮比值(C/N)数据进行对比研究,结果表明:(1)由于九龙池湖泊沉积物有机质受流域输入影响,气候湿润时,陆生植物增多,土壤湿度增大,外源输入对湖泊沉积物有机质影响增大,沉积物δ¹⁵N值偏负;气候干旱时,陆生植物减少,土壤湿度降低,外源输入对湖泊沉积物有机质影响减小,沉积物δ¹⁵N值偏正;(2)九龙池湖泊沉积物δ¹⁵N记录很好地揭示了梵净山地区全新世的气候干湿变化过程,即早期(11.5—9.2 ka B.P.)亚洲夏季风增强,气候从干旱期向湿润期转变,中期(9.2—3.0 ka B.P.)亚洲夏季风强盛,气候整体处于湿润期,晚期(3.0—2.2 k...     

过去5000 a以来抚仙湖沉积物有机质碳同位素的古环境指示意义

通过测定抚仙湖沉积物全有机样品的稳定碳同位素组成(δ~(13)C_(org))、总氮、总有机碳含量指标并计算碳氮比值,对过去5000 a以来抚仙湖沉积物有机质来源、δ~(13)C_(org)的影响因素及其所指示的古环境意义进行分析.结果表明:在过去的5000 cal a BP里,抚仙湖沉积物有机质主要来源发生明显变化,沉积物有机质输入由内源水生生物和陆生C_3植物共同输入(5000-2300 cal a BP阶段)转变为以内源沉水植物、浮游植物和藻类等输入为主(2000 cal a BP至今阶段);有机质来源发生变化是造成抚仙湖沉积物δ~(13)C_(org)值变化的主要原因;2000 cal a BP以来,陆源有机质输入的锐减与人类活动的影响密切相关;在2300-2000 cal a BP阶段,抚仙湖沉积物δ~(13)C_(org)值的快速变化可能指示了抚仙湖流域的古环境在这一时期经历了快速变化的气候事件.     

Cascadia边缘与天然气水合物共生沉积物中有机质碳、氮同位素组成及意义

Hydrate Ridge南高点ODP204航次5个站位54个沉积物样品中有机碳C, N同位素组成及C/N比值表明沉积物中的有机质主要来自海洋. 对1245B孔的系统分析表明天然气水合物的发育改变了沉积物中有机碳和氮同位素的成岩演化轨迹, 水合物发育处δ¹⁵N值和C/N比值同时变低, 且δ¹³C值相对较重; 在水合物稳定带内δ¹⁵N值的亏损将近2‰. 水合物发育处沉积物中氮含量的增加和δ¹⁵N值的亏损, 推断可能与天然气水合物发育处沉积物中细菌(包括古细菌)的固氮作用有关. 沉积物中有机质中碳、氮同位素的分布与沉积环境的变化同步响应, 同时亦反映流体活动的变化.     

富营养化湖泊沉积物有机质矿化过程中碳、氮、磷的迁移特征

采用室内培养的方法,以富营养化湖泊太湖为例,研究了沉积物有机质矿化过程中碳、氮、磷的迁移特征.结果表明,在沉积物中的有机质矿化过程中,碳以溶解性无机碳释放至水中,同时以CH4和CO2形式释放至大气中,培养结束时,CH4和CO2累积排放含量分别为1492.21和498.96 mg/g(dw),其中CH4占气态碳的89.16%(以C质量计);此外,大量的氮、磷营养盐释放至上覆水体,水中总氮、总磷和铵态氮的最高浓度分别是初始浓度的62.16、28.16和139.45倍,而硝态氮浓度在整个培养过程中逐渐下降,培养末期浓度是初期的0.21倍;厌氧条件下,沉积物有机质的矿化,不仅可以生成大量的CH4、CO2气体,还能够促使沉积物中铵态氮和磷的释放;而沉积物有机质矿化释放的碳、氮、磷营养元素又能加剧湖泊富营养化程度,促进湖泊水体的初级生产力,从而增加湖泊沉积物有机质输入.这样的循环方式可能是湖泊富营养化自维持的重要机制之一.     

流域数据模型研究—以太湖流域西苕溪流域为例

对江汉平原江陵剖面沉积物中的总有机碳（TOC）、总氮（TN）、有机碳同位素δ13C值和粒度参数的分布特征与环境气候的关系进行了研究.结果表明：沉积物中有机碳、总氮较高,有机质的δ13C值偏负,沉积物的平均粒径较粗时,气候温暖湿润;反之,沉积物中有机碳、总氮较低,有机质的δ13C值偏正,沉积物的平均粒径较细时,气候温凉偏干.结合14C测年,判别江汉平原江陵地区的古气候演化过程：8900-6070 aBP,为温湿时期;6000-4600 aBP为相对冷干时期;4600-2500 aBP为温暖湿润时期;2500 aBP以来为温凉偏干时期.     

台湾高山湖泊沉积记录指示的近4000年气候与环境变化

海拔3310m嘉明湖的沉积物,记录台湾高山近ka来的古气候变动,即2.2kaBP之前的湿暖期,相当于全新世大暖期之后半段,以及2.2kaBP以来的降温期;并且在大暖期结束前,出现一段特别湿暖的时期(2.2～2.4kaBP).鸳鸯湖及七彩湖的沉积物,也显示大暖期似乎结束于2～2.3kaBP.另外,在降温期中出现一短暂暖期(820～1320AD),似乎对应于中世纪暖期;而自1320AD开始,气候又转变为干冷,意味着小冰期来临.这些气候变动也可与大鬼湖所记录的相对应.     

青藏高原中部全新世气候变化的湖泊沉积地球化学记录

通过青藏高原中部兹格塘错湖泊沉积物总碳(TC)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总硫(TS)、氢指数(HI)、氧指数(OI)和有机质的碳同位素(δ¹³C_org)等多项指标的综合分析, 在判断沉积物中有机质来源的基础上, 根据各指标的变化特征阐明了各自的气候指示意义, 建立了兹格塘错全新世以来的古气候演化序列. 10100 cal a BP兹格塘错地区进入全新世, 全新世早中期为暖湿气候特征, 在8600~8400和7400~7000 cal a BP发生两次强烈冷事件; 中晚全新世以来气候变冷变干. 这一气候演化过程与其邻近的错鄂的研究结果相近, 代表了青藏高原中部全新世的气候演化特点. 青藏高原中部全新世气候变化主要受太阳辐射控制.     

δ13C和δ15N指示不同生态类型湖泊无机氮及有机质来源

为了探讨不同生态类型湖泊(天然湖泊、城市湖泊)中无机氮和有机质来源,分别采集湖泊中水体、表层沉积物、水生植物、底栖动物进行碳、氮同位素特征分析.结果表明:蚌湖水体δ15N-NH4均值为-1.8‰±1.0‰,δ15N-NO3-均值为-0.5‰±1.7‰,说明蚌湖水体氮表现为雨水和农业肥料氮污染;象湖δ15 N-NH4+均值为6.8‰±8.6‰,其中养殖废水和管道排污口δ15N-NH4+值分别为13.5‰和25.4‰,表现出污水氮同位素特征,象湖δ15 N-NO3-均值为-2.9‰±4.2‰,是氨的硝化作用引起的氮同位素分馏所致.蚌湖表层沉积物、水生植物δ15N差别不大,分别为6.6‰±0.3‰、7.1‰±0.7‰,水生植物δ13C均值为-27.5‰±0.3‰,比沉积物δ13C偏负3‰.有机C/N为9.4±0.5,比沉积物C/N明显偏高6,反映水生植物是蚌湖有机质的主要来源.象湖表层沉积物δ15N、δ13C及有机C/N分布范围大,δ15N在3.6‰～8.3‰之间,均值为5.9‰±1.6‰,δ13C在-27.1‰～-24.7‰之间,均值为-26.0‰±1.0‰,有机C/N在2.6 ～10.8之间,均值为6.2±2.7,表明城市湖泊沉积有机质来源复杂.2个湖泊蚌类δ15N组成与各自湖泊表层沉积物δ15N组成相对应.     

乌梁素海悬浮颗粒物和沉积物有机碳同位素特征及来源

悬浮颗粒物和沉积物是湖泊有机污染物的主要承载物质,其稳定同位素研究对有效识别有机质污染导致的湖泊富营养化具有重要意义.本研究选取乌梁素海为研究区,于2019年4月（融冰期）、7月（夏灌期）和10月（秋灌期）对湖区及入湖渠道的表层沉积物和悬浮颗粒物中有机碳的δ¹³C、C/N比及总有机碳（TOC、POC）和总氮（TON、PON）含量进行测定分析,联合采用δ¹³C、C/N及同位素多元混合模型研究湖泊有机碳来源及其贡献率.结果表明,乌梁素海悬浮颗粒物有机碳δ¹³C_POC的变化范围为-23.29‰~-29.75‰,呈现10月>4月>7月、入湖渠道>湖区的趋势,悬浮颗粒物POC/PON比变化范围为4.10~21.35,呈现出4月<7月<10月的时间变化,悬浮颗粒有机质主要来源于浮游植物（51.59%）、入湖渠道泥沙（34.60%）和大型水生植物（13.76%）.沉积物有机碳δ¹³C_TOC变化范围为-27.58‰~-22.68‰,呈现4月<10月<7月的变化,沉积物TOC/TON比变化范围为3.06~23.77,时空变化明显,沉积物有机质则主要源于入湖渠道挟带的泥沙,贡献达72.79%以上,而浮游植物与大型水生植物的贡献率相差较小,分别为11.85%和15.36%.本研究可以初步判定受入湖渠道影响的富营养化湖泊中悬浮颗粒物和沉积物有机碳来源,为改善湖泊有机污染和研究有机碳来源提供更多理解.     

中全新世以来呼伦湖沉积物碳埋藏及其影响因素分析

通过对内蒙古高原呼伦湖沉积物样品总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素(δ13Corg)、总氮含量(TN)和TOC/TN(C/N)值的测定,结合沉积岩芯AMS14C年代标尺,分析了中全新世以来呼伦湖沉积物有机碳埋藏速率随时间变化的趋势及有机质的来源,并探讨了影响呼伦湖有机碳埋藏的主要因素.结果表明,中全新世以来呼伦湖有机碳埋藏速率平均值约为2.06 g/(m~2·a),碳储量约为35.25 Tg C,且总体上呈现增加趋势.呼伦湖沉积物中有机质主要来源于外源输入,但近1000 a以来内源输入逐渐增加并占据优势.呼伦湖有机碳埋藏速率与温度和降水均呈负相关,表明在长时间尺度上,升温及降水量的增加可能对呼伦湖的碳埋藏起到一定的抑制作用.     

南四湖现代沉积物中营养元素分布特征

对南四湖不同湖区20个表层沉积物和独山湖湖区沉积岩芯中营养元素进行了分析结果表明表层沉积物中南阳湖总磷最高,独山湖次之;独山湖总有机碳和总氮含量最高,南阳湖次之;而昭阳湖总有机碳、总氮和总磷含量较低.沉积岩芯中137Cs数据表明南四湖独山湖区柱状沉积物上部(0-18 cm)沉积速率为3.5mm/a;总有机碳、总氮和总磷含量主要集中在沉积岩芯0-8 cm内,并呈现一致的垂向分布规律,具有明显的三阶段分布特征,反映了流域社会经济的发展导致营养元素的释放量增加,造成了湖泊现代沉积物中营养元素的积累.碳氮比值处于7.6-11.4之间,有机质的选择性分解不明显,指示沉积物中有机质主要来自无纤维束的陆源植物.监测数据表明济宁市的城市生活污水、工农业废水排放进入南阳湖是南四湖有机质和TP富集的主要来源.     

潮白河上游有机质的碳、氮稳定同位素分析及来源探讨

河流是连接陆地和海洋两大生态系统的一个重要通道,河流中的颗粒有机质不仅反映了流域植被类型和土壤侵蚀状况的变化,而且记录了人文活动对其自然状态的改变.天然存在的碳、氮稳定同位素对于研究河流体系中颗粒有机质的来源有着非常重要的作用.本文通过测定和分析潮白河上游表层沉积物、植物和土壤中有机质的碳、氮稳定同位素值,对沉积有机质的来源进行了示踪,并在此基础上估算了不同物源的贡献.实验结果表明:该流域沉积物中有机质的碳、氮稳定同位素变化范围分别是27.75‰~21.58‰和1.32‰~6.74‰.有机质来源分析表明,土壤有机质、水生维管束植物和河流浮游生物是该流域沉积有机质主要的三种来源,其中土壤有机质的贡献最大;密云水库物源分析表明潮河和白河携带的有机物是该水库沉积有机质的主要来源,而水库本身有机质的贡献则较少,个别站位有少量的C4植物来源;和河北境内相比,潮河、白河北京境内沉积有机质中土壤有机质的贡献明显减少,水生维管束植物和河流浮游生物的贡献明显增加,反应出流域土壤侵蚀状况与河流有机质来源的密切关系.     

山西临汾盆地黄土及其形成古环境

叙述了临汾盆地黄土地层分布特征，并根据王绪典型黄土剖面孢子花粉、颗粒成分、古土壤特点以及磁化率变化，将王绪剖面划分为１８个气候组及１９个温暖期和２０个干冷期，每个干湿期构成一个气候旋回，这些旋回均可同深海沉积物所揭示的古气候旋回对比     

湖泊外源氮输入与内源氮释放辨析

对红枫湖水体和外源河流硝酸盐氮同位素、有机质碳、氮含量等进行了测定, 并以此对湖泊外源氮输入与内源氮释放(有机质降解)进行了辨析. 结果表明, 冬春季红枫湖外源氮输入增加, 湖水中内源氮的释放也十分强烈. 氮的混合作用特征在河流入湖口处比较明显, 而有机质降解(硝化)则以湖泊中下游最为显著. 冬春季湖水中有机质降解主要发生在湖泊中下游中层水体, 与该层位水体中含较丰富的沉降有机质有关. 这部分发生降解的有机质中有相当比例为湖泊水生有机质.     

泥质沉积物和泥岩中有机质的赋存形式与富集机制

运用多学科的、系统的分析方法, 研究泥质沉积物和泥岩中有机质赋存形式与富集机制的差异性. 黏土粒级的有机碳和氯仿沥青A含量明显高于其他粒级, 说明黏土矿物对富集有机质具重要作用; 其中氯仿沥青A含量增加尤为显著, 表明黏土矿物富集的主要是可溶有机质. 热重(TG)和差热分析(DTA)结果显示, 有机质富集和赋存形式具明显的多样性, 除在黏土粒级中主要富集可溶有机质外, 在其他粒级中见大量的生物碎屑和无定形有机质的存在, 在DTA曲线上表现为多个放热峰的出现. 泥岩样经不同方法预处理后, 进行X射线衍射(XRD)和DTA分析. 在XRD曲线上黏土矿物层间距随温度变化, DTA曲线上的有机质放热峰也随温度变化. 在350℃附近黏土矿物层间距与有机质放热峰的变化具有一致性, 且极其稳定, 这是有机质进入黏土矿物层间形成有机黏土复合体的显著特征. 由此可见, 有机质与黏土矿物结合并不完全是简单的表面吸附, 部分有机质进入到黏土矿物的层间, 形成非常稳定的有机质黏土复合体. 有机质在沉积物和泥岩中的保存形式和富集机制的研究对于深入理解全球碳循环过程和通量, 以及评价有机质的生烃过程具有重要意义.     

鄱阳湖西侧周边农村水塘夏季表层沉积物氮、磷、有机质分布特征及评价

水塘作为农村重要的水生态系统,其环境状况与人们生产生活和健康密切相关。为了解鄱阳湖西侧周边农村水塘沉积物的有机质和营养盐赋存状况,于2018—2019年对鄱阳湖流域西侧附近4个县的23个水塘进行沉积物营养盐的分析,同时通过相关分析和差异性分析对其来源进行解析,并采用综合污染指数评价法和主成分分析法对水塘沉积物的污染程度进行评价。结果表明：水塘沉积物污染物含量较高,其有机质、有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）含量分别为5.81%±2.16%、2.46%±1.02%、（6.48±2.35） mg/g和（1.89±0.80） mg/g。3种形态的无机氮中铵态氮含量最高,其次为硝态氮和亚硝态氮。沉积物TP受到洗涤废水的影响较大,清淤和活化显著减轻了沉积物TN和TOC污染。综合污染指数评价结果表明重度污染和中度污染的水塘占比分别为95.65%和4.35%,其平均评价结果为重度污染,表明水塘沉积物污染严重。而主成分分析结果表明P18水塘污染最重,而P6水塘污染最轻。综合污染指数与主成分分析总得分的相关系数为0.92,表明两者的评价结果较为一致。本研究通过分析鄱阳湖西侧农村水塘的沉积物营养...     

湖泊表层沉积物可溶性有机氮含量及分布特性

选择鄱阳湖、洞庭湖等6个湖泊的15个表层沉积物样品,用1mol/L KCl溶液提取沉积物中的可溶性有机氮(SON),并研究了SON的含量、分布状况及特性.结果表明,所研究的沉积物SON含量变异较大,在17.18-292.31mg/kg之间波动,平均为134.45 mg/kg,占可溶性总氮(TSN)的51.86%,沉积物总氮的7.14%.污染程度重的沉积物中SON含量均较污染程度轻的高,且SON含量与TN、TSN含量呈正相关,即与沉积物氮污染程度呈正相关,分布状况则与湖泊污染程度、人类活动干扰强度等紧密相关,所研究表层湖泊沉积物巾游离氨基酸(FAA)含量处于4.69-42.04mg/kg间,平均为23.27mg/kg,占SON的18.80%,TN的1.24%,FAA与SON含量呈显著正相关,在沉积物中的平均含骨及在SON中的比例均较土壤中高,说明湖泊沉积物SON有较大的易分解组分,SON与沉积物可溶忭无机氮、有机质、CEC等显著相关,因此,SON是湖泊沉积物氮的重要组成部分,对湖泊富营养化具有重要的影响,特别是对污染严重的沉积物而言,更应重视其SON在湖泊氮循环及富营养化中的作用.     

210PBex沉积通量突发增大对湖泊生产力的指示--以程海为例

210Pb沉积计年的基本假设是大气沉降并经由湖水转入沉积物的210Pbex通量稳定.当沉积速率相对稳定时,沉积物中210Pbex的比活度将随沉积年代呈指数衰减.湖泊水体中的210Pbex主要随有机微粒的沉降而进入沉积物.如果湖泊水体中有机质沉积通量出现突发增大时,则可能显著地增大210Pbex被清洗而转入沉积物的通量.这种突发性清洗效应,一方面显然不符合210Pb沉积计年的基本前提; 另一方面可能指示湖泊水体初级生产力的明显变化.根据云南程海近代沉积物210Pbex垂直剖面的特殊变化,对这一问题进行讨论.沉积物柱芯于1997年6月采自程海深水湖区.137Cs比活度垂直剖面呈现出3峰特征,给出了可靠的计年结果并显示出近几十年间沉积物堆积的稳定性.而210Pbex比活度垂直剖面呈现出特异的峰值分布,并与Corg垂直剖面相似.这一现象可能与制约210Pbex转入沉积物的机制有关.程海沉积物中Horg/Corg和Corg/Norg原子比平均值分别为5.51和7.04,表明其有机质主要源于内生藻类残骸.根据沉积物有机质"沉降-降解-堆积"的3阶段特征,模拟计算出1970年以来有机碳Corg的沉积通量(F(Corg)).不同年代210Pbex的沉积通量(F(210Pbex))与F(Corg)显示出很好的同步关系.特别是1972～1974年和1986～1989年的两个时段,二者同步增大.F(Corg)的变化导致F(210Pbex)的变化; F (210Pbex)的变化在一定程度上反映出湖泊生产力的历史变化.     

岱海的"中世纪暖期"

内蒙古岱海沉积物近2200a来Rb/Sr比值、CaCO3和有机碳含量的变化展现了包括中世纪暖期（MWP）及小冰期（LIA）等典型气候事件在内的环境演化过程,总体表现为暖期的沉积物Rb/Sr比值低,冷期的则高：CaCO3和有机碳含量则相反。这里,以单一流域化学风化记录表明我国北方存在明显的中世纪暖期,发生时间约900－1200aB.P..主要环境特征表现为流域化学风化的显著增强（低Rb/Sr比值）、生物生产力逐步提高（高有机碳）、湖泊水位大幅度抬升的湖泊沉积记录,其间经历的化学风化是近两千年内最强的,并且其发生时间与全球其他地区基本一致。