湖泊水体微生物四醚膜脂化合物研究进展

来源于微生物膜脂的甘油二烷基甘油四醚类(GDGTs)化合物是近年来被广泛用于古环境定量重建研究的化合物之一,究其原因在于此类化合物对环境响应敏感,特别是温度与pH值等,据此而建立的一系列GDGTs指标有效定量重建海洋、湖泊、泥炭以及土壤等不同沉积载体的环境信息.目前已在全球范围广泛开展湖泊沉积物GDGTs的研究工作,相继建立的全球以及不同区域尺度的湖泊沉积物GDGTs校正方程,已被用于湖泊古环境的定量重建研究,有效记载古湖泊环境变迁信息.相较之下,基于湖泊水体GDGTs的调查工作则起步较晚,但越来越多的研究显示,不同类型湖泊水体普遍贡献GDGTs,然而究竟此类水生来源GDGTs是否与陆源以及湖泊沉积物GDGTs具有类似的分布,以及他们对环境因素的响应如何,这都为湖泊古温度定量重建研究带来不确定性.基于此,本文总结这10年来湖泊水体GDGTs研究工作的进展,首先阐述湖泊水体不同来源(古菌以及细菌)GDGTs的分布情况,研究发现水体不同层位GDGTs浓度以及各组分之间存在差异,并且水深在不同湖泊对GDGTs浓度以及各组分相对比例的影响存在差异.此外还总结湖泊水体中古菌来源isoGDGTs以及细菌来源brGDGTs的生物来源,并进一步分析环境因素对不同深度水体GDGTs分布的影响,虽然温度依然是影响水体中GDGTs分布的首要因素之一,然而湖泊水深、温度以及水体中溶解氧浓度等因素存在着一定的耦合关系,这些因素往往协同作用于水体GDGTs,因此会为评估环境因素对水体GDGTs的影响带来难度.     

中国酸碱度不同湖泊四醚脂类分布影响因素及对湖泊古环境重建的启示

湖泊沉积物中甘油二烷基甘油四醚化合物(GDGTs)在记录陆地古气候方面有着重要作用.然而,这些化合物,尤其是细菌支链GDGTs(bGDGTs)异构体(5-,6-甲基bGDGTs)在中国不同酸碱性湖泊中的分布及其影响因素仍未可知.本文通过对碱酸度不同的湖泊进行对比,并结合其他环境变量,调查了GDGTs各类化合物在中国中东部湖泊系统和西南酸性青海中的分布特征及其影响因素.结果表明,湖水含氧量能够影响湖泊古菌群落结构,从而影响古菌iGDGTs的分布.GDGT-0/crenarchaeol比值随着含氧量降低而增高,表明厌氧的产甲烷古菌或混杂型泉古菌(MCG)与奇古菌相对含量受控于湖水含氧量.含氧量较低的湖泊奇古菌贡献GDGTs化合物比例较小,四醚指数TEX_(86)不能用来重建表层湖水温度.与土壤不同的是,湖水pH并不会影响古菌iGDGTs和细菌bGDGTs的相对含量,但在单一湖泊,如腾冲青海中,古菌与细菌的相对含量(R_(ilb))与水深相关.虽然这些湖泊中细菌bGDGTs的甲基化指数(MBT')与年均大气温度(MAT)和pH(或年均降雨量)相关,环化指数(CBT)仅与pH相关,但基于5-甲基bGDGTs的MBT'_(5ME)与MAT的关系并不明显,反而是表征6-甲基bGDGTs甲基化程度的MBT'_(6ME)与MAT更相关.与全球土壤相似,湖泊中5-,6-甲基bGDGTs的相对含量也主要受pH影响.因此,6-甲基bGDGTs的相对含量(IR)或CBT'可以作为潜在的湖泊pH计.但在较小pH梯度下,IR和CBT'两个指标可能受其他环境因子,如温度等的影响.     

青藏高原湖泊表层沉积物GDGTs分布特征及其影响因素

过去温度变化的定量记录对于深入探讨气候变化机制非常重要,不仅有助于检验并改善气候模式模拟的准确性,也可以为全球变化背景下的气候变化幅度提供参考.青藏高原由于其特殊的地理位置影响着大气环流格局,研究青藏高原气候变化有助于理解高原对全球气候变化的响应及其与全球气候系统之间的关系.生物标志化合物代用指标在气候变化研究中的应用为定量重建高原过去温度变化提供了可能.湖泊沉积物中甘油二烷基甘油四醚类化合物(GDGTs)来源相对复杂,其分布特征受多种气候与环境因素影响.本文对青藏高原27个湖泊表层沉积物及部分湖泊流域表土样品GDGTs进行分析,探讨湖泊表层沉积物中GDGTs分布特征的影响因素,并建立其与气候要素的定量关系.结果显示:(1)绝大多数湖泊表层沉积物GDGTs以b GDGTs为主,crenarchaeol和GDGT-0含量较低;(2)高原多数湖泊表层沉积物与表土GDGTs分布没有显著差异,表明i GDGTs可能同时来源于湖泊环境和陆源输入;(3)湖泊表层沉积物i GDGTs分布主要受湖水水化学要素(p H和盐度)及近地表大气年均温的影响,对于青藏高原小型湖泊,TEX86可能反映湖水p H的变化;(4)湖泊表层沉积物b GDGTs分布主要受气候要素(温度和降水)控制;(5)利用已发表的转换方程重建高原同一地区温度差异明显,因此利用GDGTs定量重建青藏高原过去气候前必须开展GDGTs的现代过程调查.本研究基于湖泊表层沉积物b GDGTs分布,分别利用代用指标(MBT,CBT)及不同b GDGTs化合物组分丰度(fabun)与湖泊所在地的年均气温(MAAT)建立了适用于青藏高原湖泊古气候研究的转换方程,为高原古气候定量重建提供研究基础.     

察汗淖尔表层沉积物GDGTs分布特征及影响因素

目前,甘油二烷基甘油四醚(GDGTs)组成和分布特征已被成功应用于古气候古环境重建中。然而,越来越多的研究表明除温度和pH值外,GDGTs也受其他环境因素影响,这导致了在同一地区运用多种温度和pH校准公式得到的结果差异较大,特别是在干旱地区尤为显著。因此,有必要开展现代过程GDGTs分布及其影响因素的调查,以提高温度和pH校准公式的适用性。为此,我们以北方察汗淖尔湖泊为中心,分析流域内24个湖泊沉积物和土壤GDGTs组成和分布。结果显示,所有样品GDGTs分布模式相似,其中古菌类异戊二烯GDGTs(简称isoGDGTs)以crenarchaeol为主,GDGT-0次之,crenarchaeol’含量较低,指示GroupⅠ.1b型奇古菌输入较多;细菌支链GDGTs(简称brGDGTs)中五甲基化brGDGTs丰度最高,其次是六甲基化和四甲基化brGDGTs。群落指数(community index,CI)表明,产brGDGTs的细菌群落属于冷簇,且冗余分析显示pH值对brGDGTs分布影响显著,二者可能共同导致了应用多种校准公式计算结果与器测记录之间的差异。通过该项工作我们认为在利用GD...     

中国边缘海环境中GDGT的研究进展

甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs)作为古菌和细菌的生物标志物,广泛存在于陆地(土壤、泥炭、石笋、湖泊、河流和热泉等)和海洋环境中.近年来,基于这些化合物的环境指标(如表层海水温度指标TEX_(86),陆源输入指标BIT,平均大气温度指标MBT/CBT)已经被广泛应用于大洋和陆相环境,成为研究古环境和生物地球化学过程强有力的工具.相对而言,这些指标在边缘海尚未得到充分应用,主要是由于边缘海沉积环境复杂、物源多样且受人类活动影响.本文总结了已发表的关于中国边缘海(南海、东海和黄海)及主要大河河口(珠江口和长江口)的GDGTs研究结果,以更好地理解GDGTs及相关环境指标在中国边缘海的分布特征和应用潜力.     

巢湖柱状沉积物中甘油二烷基甘油四醚脂(GDGTs)的组成特征

甘油二烷基甘油四醚脂(GDGTs)是目前生物地球化学研究的热点之一.与GDGTs有关的指标已成功地应用在海洋环境中有关来源判识和古环境古气候重建的研究,但是在湖泊环境中的应用目前还比较有限.通过开展巢湖柱状沉积物中GDGTs的组成测定,为GDGTs类脂分子标志物在湖泊系统中的应用提供依据.研究表明由柱状沉积物中支链GDGTs参数计算得到的量化结果与巢湖周围流域的环境温度、pH等历史记录能较好地吻合;柱状沉积物中类异戊二烯类GDGTs来源的不确定性可能是造成TEX_(86)指标的量化结果和实际的水体温度出现较大偏差的重要原因.另外,沉积物中GDGTs指标和TOC、C/N、δ~(13)C_(org)、δ~(15)N等传统湖泊总体有机质参数以及其它分子标志物指标相比,具有高分辨性和抗干扰等特点.因此,湖泊中GDGTs有望成为湖泊古气候和古环境重建的重要指标.     

九龙江-河口表层沉积物中古菌脂类的空间分布特征

古菌在全球碳、氮循环中发挥着重要作用,其细胞膜膜脂,如类异戊二烯甘油二烷基甘油四醚化合物(isoprenoidal Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,i GDGTs)作为一种重要的生物标志物,能够对自然界中古菌群落结构的变化及其参与的生物地球化学过程起到很好的指示作用.本研究对九龙江-河口区域表层沉积物及其周边土壤中古菌脂类的空间分布特征进行了调查分析.结果表明:在九龙江和九龙江河口区域,古菌膜脂组成分别以GDGT-0和泉古菌醇(crenarchaeol)为主.从河流到河口,i GDGTs、GDGT-0、泉古菌醇和古菌醇(archaeol)浓度呈现出明显的空间变化.GDGT-0和古菌醇在河流区域丰度相对较高,这表明GDGT-0和古菌醇可能主要来自九龙江产甲烷菌(methanogens)的原位生产;而泉古菌醇在河口区域丰度相对较高,这表明泉古菌醇可能主要来自九龙江河口区域奇古菌(Thaumarchaea)的原位生产.根据以上脂类研究结果,推测九龙江和九龙江河口区域古菌群落组成存在明显变化,分别以产甲烷菌和奇古菌为主,这与其他河流-河口系统中的古菌群落结构特征一致.     

湖泊水位记录支持中国北方全新世中期降水达到最高值

东亚夏季风北边界的湖泊水位记录所指示的区域全新世夏季风演化历史备受争议.文章以中国北方一个封闭湖泊过去15000年来甘油二烷基甘油四醚(GDGTs)的记录来探讨此问题.湖泊表层和岩芯沉积物数据结果显示,GDGT-0和brGDGTs均来源于湖泊内部自生.从湖岸到湖中心,表层沉积物中GDGT-0和brGDGTs含量随着水深...     

岱海水体及沉积物细菌多样性及群落组成特征

采用高通量测序技术,研究了内蒙古岱海流域入湖河流、湖水及沉积物细菌多样性及群落组成.结果显示,细菌多样性从高到低依次为：沉积物>河流>湖泊.聚类分析表明入湖河流、湖水和沉积物细菌群落可分为明显不同的3支,说明这3种生境中细菌群落结构有较大差异.物种注释结果表明,河流中优势细菌菌群为髌骨细菌(Patescibacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria);湖水中优势细菌菌群为放线菌门(Actinobacteria);而沉积物中优势细菌菌群为变形菌门和绿弯菌门(Chloroflexi).典范对应分析及Monte Carlo检验表明,电导率和悬浮物含量对水体中(河流与湖泊)细菌群落影响显著,二者共解释了细菌群落变化的86.5%;而冗余分析及Monte Carlo检验表明,泥深、磁化率和总有机碳对沉积物中细菌群落影响显著,三者共解释了细菌群落变化的47.9%.近30年来,岱海地区气候变化和人类活动导致湖水咸化,沉积物碳氮指标显著增长.岱海水体及沉积物细菌多样性及群落组成的差异及其主要驱动因...     

青海湖布哈河口区表层沉积物有机质分析及其比较沉积学意义

青海湖布哈河口区与晚三叠世鄂尔多斯盆地及四川盆地具有相似的古地理特征和水体环境,对布哈河口区表层沉积物中有机质的类型和丰度进行研究具有重要的比较沉积学意义.通过对布哈河口区河流、三角洲平原、前三角洲、滨湖、浅湖及半深湖环境表层沉积物样品全岩组分、总有机碳(TOC)及有机质类型进行分析,确定布哈河口区表层沉积物中有机质主要为Ⅱ2型和少量Ⅱ1型,TOC含量不超过4.29%,其中半深湖TOC含量最高并且有机质类型较好.布哈河口区表层沉积物中TOC含量主要受黏土矿物含量、有机质生产力和水深控制,半深湖沉积物具有较高的黏土矿物含量、较高的有机质生产力、较好的有机质类型和较大的覆水深度,有利于有机质的生产和保存,为河口区最有利于烃源岩发育的环境.同时,根据前三角洲、浅湖及半深湖沉积物中TOC含量与水深存在良好的相关性,建立了利用岩石中TOC含量对古水深进行恢复的公式.     

运用生物标志物研究全新世南黄海泥质区陆源有机质输入的变化

分析南黄海中部泥质区柱状样ZY1和ZY3中的生物标志物,来研究全新世沉积有机质的来源和运输过程的变化.根据海源生物标志物(菜子甾醇、甲藻甾醇和长链烯酮含量的总和(?PB,Phytoplankton Biomarker)和泉古醇(crenarchaeol))、陆源生物标志物(烷醇(?n-alkanols)和土壤厌氧细菌生物标志物(br GDGTs))以及TMBR′和BIT指标,重建了全新世黄海海源有机质(marine organic matter,MOM)和陆源有机质(terrestrial organic matter,TOM)的沉积历史.结果表明海源有机质和陆源有机质的变化与陆地植被丰度、海洋浮游植物生产力和海洋环流系统的输运过程有关.受海洋环流系统不断增强的影响,全新世南黄海海源生物标志物含量呈增加趋势,指示了海源有机质输入的增多.陆源生物标志物含量变化波动较大,揭示了影响黄海陆源有机质埋藏的因素可能更复杂:早全新世(7200~6000cal a BP)陆源有机质输入量适中,由于环流系统还未形成,输运黄海陆源有机质有限,但仍存在河流输运的陆源有机质.中全新世(6000~3000cal a BP)陆源有机质含量较低,陆源有机质供应的减少和环流系统输运的增强共同导致陆源生物标志物含量减少,但是变化趋势比较稳定.晚全新世(3000cal a BP至今)南黄海陆源有机质增加,原因是尽管陆地有机质的供应减少,但由于环流系统增强,输运较多陆源有机质至南黄海中部.     

不同时间尺度青海湖沉积物总有机碳对气候变化的敏感性

湖泊沉积物总有机碳（TOC）含量通常作为表征流域和湖泊生产力的指标,在亚洲季风区也常常被当作夏季风的代用指标,被广泛应用于气候与环境变化研究.本文梳理了过去千年、全新世以及冰期-间冰期时间尺度上青海湖沉积物TOC的变化特征,并探讨了其指示气候变化的敏感性与有效性.结果表明,过去千年青海湖沉积物TOC含量与区域暖季温度和降水表现出较为一致的周期性波动.通过对比全新世区域夏季温度、基于孢粉的降水定量重建结果,以及湖泊水位、风沙活动反映的湿度状况等,发现不能简单地将青海湖沉积物TOC含量或沉积通量作为夏季风强度或者季风降水强度的代用指标.青海湖沉积物TOC含量在冰期和间冰期表现出巨大的差异,指示了冰期-间冰期时间尺度上较大的温度与降水变幅.因此,不同地域条件及不同时间尺度下,湖泊沉积物TOC对气候变化的敏感性不同,将湖泊沉积物TOC含量作为亚洲夏季风的代用指标需要特别谨慎,特别是在高寒气候区.     

固城湖沉积物中可溶有机质成分及古气候环境意义

通过江苏固城湖ＧＳ１钻孔中可溶有机质成分的全面分析,揭示了可溶有机质中正烷烃,脂肪酸,醇类等生物标志化合物的组成与剖面变化特征,探讨了该湖泊生物输入状况,沉积环境以及沉积物物源的变化。研究表明,固城湖沉积物中有机质以外源高等植物输入为主,湖区１２．２ｋａＢＰ以来古气候总体呈升温趋势,并且暖期对应于湖泊内源藻类,细菌类的繁盛和湖泊生产力的提高。     

云南错恰湖两百年来气候环境变化与重金属污染

高海拔地区由于特殊的自然环境对气候变化和营养输入的响应十分敏感.在人类活动逐渐加强的背景下,高山湖泊高分辨率的沉积物记录了人与自然相互作用的演变过程.选取云南西北部典型高山湖泊——错恰湖,获取长度37 cm的连续湖泊沉积序列,基于铅铯测年法得到年代深度模型,并对湖芯样品进行总有机碳、总氮及正构烷烃的多指标测定和元素测量,结合气象监测数据探讨分析错恰湖的有机质来源和流域环境演化特征.根据气候代用指标的变化,两百年来错恰湖泊环境及区域气候演化可以分成4个主要阶段：1807-1900年：湖泊水位上升、湖面扩大,有机质丰度下降,有机质以外源贡献为主,内源比例上升;1900-1950年：湖泊水位开始下降、湖面收缩,有机质丰度下降,外源有机质来源增加;1950-1982年：湖泊水位下降、湖面进一步收缩,有机质丰度下降,外源输入比例继续增加;1982-2007年：湖泊水位下降、湖面收缩,有机质含量上升且以陆源输入为主,同时内源贡献比例开始增加.在元素测定结果中,人类活动对应了湖泊沉积重金属含量变化的3个阶段：1950年以前,重金属含量低且稳定,可视作自然背景阶段,人类影响忽略不计;1950年以后,湖泊流域工农业逐渐发展,人为干扰凸显;直到1982年以后,冶炼工业的进步加强了重金属的污染态势,并通过大气传输沉降被湖泊沉积物记录.错恰湖沉积记录的分析讨论在总结该区域气候环境演化历史的同时,加深了对气候人类活动湖泊生态系统相互作用过程的理解,为高山湖泊响应人类活动影响提供了证据.     

南海北部末次冰期以来深水沉积物组成及其堆积速率的时空变化特征

通过对南海北部深水断面上MD12-3428(水深903m)、MD12-3433(水深2125m)和MD12-3434(水深2995m)三个岩芯的沉积物成分及其堆积速率分析,研究末次冰期以来南海深水沉积物组成和堆积速率的时空变化特征及其控制因素.研究结果显示,南海北部末次冰期以来的深水沉积物主要由陆源碎屑(59~89%)和碳酸盐(6~38%)组成,并含有少量蛋白石(1.6~9.4%)和有机质(0.7~1.9%).陆源碎屑和碳酸盐的堆积速率分别达到2.4~21.8和0.4~6.5g cm~(–2) ka~(–1)范围,比蛋白石和有机质堆积速率高出1~2个数量级.在末次冰期以来的时间序列变化上,沉积物各成分含量及其堆积速率都具有冰期-间冰期的旋回变化,陆源碎屑、蛋白石和有机质的含量及其堆积速率在氧同位素2期显著增加,而碳酸盐的含量及其堆积速率则呈反向变化或增幅不明显,表明南海深水碳酸盐含量在低海平面时期受到陆源碎屑稀释的影响.在从陆坡向深海盆的空间变化上,陆源碎屑的含量在同时期随水深的增加而增加,但其堆积速率锐减;碳酸盐含量及其堆积速率则随水深的增加而递减;而有机质和蛋白石的含量及其堆积速率随水深增加呈现复杂的变化特征.本文研究认为,南海北部末次冰期以来深水沉积物的组成及其堆积速率受到海平面变化的强烈控制,季风降雨引起的陆源物质供给、海洋初级生产力、以及陆源碎屑和海洋生源物质的相互稀释作用,共同影响了南海深水沉积物的堆积过程.     

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.     

近200年来湖北涨渡湖对江湖联通变化的环境响应

江湖联通状况对湖泊生态系统有着重要影响,但是由于缺乏长期的生态水文监测数据,湖泊系统对其响应的过程与机理仍缺乏认识.本研究选择长江中下游地区典型湖泊——涨渡湖,结合该湖一沉积短柱的²¹⁰Pb、¹³⁷Cs年代测试,通过高分辨率的多指标分析(硅藻、元素地球化学和粒度),揭示近200年来湖泊生态系统对该湖与长江之间联通关系改变的响应过程.与历史文献记载一致,古湖沼学记录揭示出该湖与长江的联通状况经历了3个阶段.1)江湖联通期(1954年以前):该湖与长江自然相通,江湖水体交换频繁,丰富的贫营养浮游种Cyclotella bodanica表明该湖长期处于低营养及湖泊水位相对较高的状态.2)江湖隔绝期(1954 2005年):随着湖坝的兴建,江湖联通关系被隔绝,湖泊换水周期变长,透明度降低,喜好扰动环境的Aulacoseria granulata大量生长.相应地,富营养硅藻的增加、高TOC含量以及较高的沉积物TP、TN浓度表明,该湖营养水平逐渐升高.特别是近20年来,较高含量的富营养硅藻种——C.meneghinena、A.alpigena、Nitzschia palea、Surirella minuta和地球化学记录,包括TOC含量和沉积物TP、TN浓度,表明该湖富营养化程度加剧.3)江湖季节性联通期(2005年后):硅藻以附生种、底栖种为主,但仍有一定含量的富营养化属种,且TOC含量以及沉积物TP、TN浓度仍然保持较高水平,表明富营养程度有所缓解.古湖沼学和历史记录都揭示了自该湖与长江无连通后其生态状况的快速退化、重新联通后生态状况有所好转.因此,在长江中下游洪泛平原区,江湖关系的重新联通将是减轻湖泊生态压力的有效手段.     

浅水湖泊湖泛(黑水团)中的微生物生态学研究进展

"湖泛"是指湖泊水体中(包括沉积物)富含大量藻源性(或草源性)的生物质,在微生物的分解作用下,大量消耗氧气,出现厌氧分解,微生物在还原条件下,促进许多"黑臭"物质的形成,进而影响水质和湖泊生态系统结构与功能乃至造成环境灾难.与湖泛发生时的环境特征(如低溶解氧,低p H,高有机质,高总磷、总氮)相对应的是其简化的食物网结构和特殊的微生物类群.本文将主要针对湖泛中的微生物群落及其在物质循环中的作用展开综述.研究显示湖泛水体中主要微生物类群,如真菌、细菌厚壁菌门的梭菌以及产甲烷古菌等,在有机质的快速分解和厌氧矿化过程中发挥着重要作用;沉积物中主要的微生物功能群,如硫酸盐还原细菌、铁还原细菌、甲烷厌氧氧化菌和反硝化细菌等,是湖泛致黑物质形成的关键.缺氧及厌氧条件下碳、硫和铁等元素生物地球化学过程的相互关联以及多种微生物之间形成的互营共生可能是湖泛过程中功能微生物的重要特征.湖泛中微生物功能的进一步研究,亟需借鉴海洋低氧区及深海沉积物的经验,引用先进研究手段,提出可靠的生物地球化学证据.浅水湖泊湖泛(黑水团)中的微生物生态学探索将有助于从机理上揭示湖泛黑臭的成因.     

云南杞麓湖沉积物记录的近现代生态环境变化及影响因子识别

随着云南社会经济的持续发展与极端气候事件的频发,高原大中型湖泊面临着水质恶化、生态与环境功能退化的长期胁迫.为识别亚热带大型湖泊面临的主要环境压力,以杞麓湖为研究对象,在对沉积物钻孔进行物理(粒度、烧失量)、生物(色素、硅藻)等指标分析的基础上,结合现代监测和湖泊调查数据,重建了近两百年来湖泊水文条件、富营养化和环境变化的历史,并对硅藻群落结构的演化进行了驱动过程识别.沉积物粒度在1958年之前变化总体较为稳定且有较高的黏土含量;随着围湖造田等流域开发的增强,沉积物粒度组成自1960s开始频繁波动且粗颗粒组分快速增加.1981—2000年期间,随着落水洞泄水工程的修建杞麓湖的水位控制与水文调控得到加强,沉积物砂质含量降低且粒度组成变化较小;2000—2013年期间,湖泊疏浚工程的开展和区域降水的持续减少都导致了沉积物粒度组成波动较大、粗颗粒组成较高.沉积物色素记录了湖泊初级生产力的缓慢上升出现于19世纪中后期,并自1960s开始总叶绿素与蓝藻色素含量总体出现了较大幅度的增加趋势并持续至今.而在2000—2005年期间,湖泊浅水区的疏浚清淤导致了内源营养盐输入量的降低与藻类生物量的明显下降;沉积物蓝藻色素含量在1998、2008和2012—2013年左右出现明显的峰值,指示杞麓湖可能出现了较大范围的蓝藻暴发事件.统计分析结果显示,湖泊硅藻群落结构出现了多次明显转变且呈现底栖硅藻百分比长期降低的特征,水体富营养化的持续是驱动硅藻群落结构演替的主要因子,而水生植物退化、水文条件与气候变化也对硅藻群落的构建产生了重要的叠加影响.本文的沉积物分析结果表明,亚热带大型湖泊的生态治理与环境保护需要重点围绕营养盐负荷控制、水文调控优化与底栖生境恢复,并需应对全球变暖与极端气候事件产生的叠加影响.     

贵阳市"两湖一库"不同季节硫酸盐还原菌分布变化

基于MPN法对贵阳市"两湖一库"——阿哈水库、红枫湖、百花湖不同季节沉积物中硫酸盐还原菌(SRB)分布规律及其影响因素进行了研究.结果表明,"两湖一库"SRB含量及分布季节差异显著,冬季SRB含量明显低于夏、秋季节.冬季,SRB含量峰值主要集中在沉积物中部,而在夏、秋季节,SRB含量峰值主要集中在沉积物上部.在受到酸性矿山废水污染的阿哈水库,硫酸根含量远高于红枫湖和百花湖,但沉积物中的SRB含量整体上和其它2个未受硫酸盐影响的湖泊差异不大,仅在夏、秋季节表层沉积物中明显升高,表明"两湖一库"丰富的有机质及适宜的pH为硫酸盐还原菌提供了良好的生长环境,硫酸根含量没有成为SRB含量的主要限制因素.