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.     

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.     

湖泊沉积有机碳同位素与环境变化的研究进展

湖泊沉积有机质稳定碳同位素（δ^13Corg)在区域气候与环境变化方面的应用近年来发展迅速,成果令人瞩目,保存在各类湖泊岩芯中的δ^13Corg记录揭示了晚更新世以来大气CO2浓度的变化、湖泊水位波动、湖区生态与植被的变迁以及气温变化等重要环境信息,由于造成δ^13Corg值变化的影响因素较多,确定个湖与环境变化有关的主导因素时常有赖于其它证据的帮助,诸如地球化学、古湖沼学、孢粉学、分子同位素地层学等等,前人通过研究来自不同类型湖泊、具不同曲线形态特征的δ^13Corg记录,提出了多种环境解释模型,本文对此作了归纳和评述。鉴别和澄清湖泊沉积有机质的源物质以及有机物源随环境变化而发生过的变化,是研究δ^13Corg记录环境意义至关重要的基础性工作,由于有机质含量、碳氮比值、氢指数、生物残留物鉴别等常能提供有关有关湖泊有机质来源、产率、成岩作用等方面的有用信息,这方面的研究结果应该尽可能一并提供,以利于恰当地应用现有的环境解释模型,或者建立个湖新模型,单体生物标志化合物鉴别通常也能为区分湖积有机质中陆生、水生、细菌生等不同碳的来源提供有用信息,特定化合物同位素分析技术近年来成功地应用于建立单体生物标志化合物碳同位素地层学,为湖积有机碳同位素在生态环境演变研究方面的应用提供了思路,我国许多湖泊的湖底沉积岩芯尚未钻取,那些对过去全球变化研究有价值的δ^13Corg记录有待我们去获取和研究。     

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.     

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.     

外源溶解性有机碳对抚仙湖甲壳类浮游动物碳源的贡献

外源溶解性有机碳(DOC)是湖泊碳库的重要组成部分,关于外源DOC对浮游动物的贡献及途径需要深入研究.本研究在抚仙湖受控实验中添加13C标记的葡萄糖,通过分析样品中浮游植物与浮游动物的种类、数量、磷脂脂肪酸生物标志物及其稳定同位素特征,研究外源DOC对湖泊甲壳类浮游动物碳源的贡献比例及其变化.结果表明:细菌、甲壳类浮游动物(象鼻溞)的δ~(13)C值在加入葡萄糖后分别从-16.28‰和-23.88‰快速增加到5408.25‰和1974.7‰,而藻类磷脂脂肪酸(C18∶2ω6)δ~(13)C值从-27.07‰增加到342.44‰,增长的幅度表明添加的葡萄糖首先被细菌和浮游动物快速利用,而藻类只利用了一小部分.同时细菌、颗粒性有机物(POM)和浮游动物的δ~(13)C值在第1 d急剧增加,细菌的δ~(13)C值远大于浮游动物和POM的δ~(13)C值,之后细菌和POM的δ~(13)C值开始下降,但浮游动物的δ~(13)C值却仍在缓慢增加,进一步表明了DOC进入湖泊后首先被细菌吸收利用,而细菌吸收DOC后通过自身代谢作用形成细胞颗粒,浮游甲壳类动物通过摄食细胞颗粒来获得外源DOC.     

碳氮稳定同位素示踪鄱阳湖流域蚌湖丰水期的氮污染

鄱阳湖边缘深水区是鄱阳湖水位上涨时扩散而成的低洼湖区,通过对其一典型边缘湖泊——蚌湖丰水期的氮浓度和同位素特征值的检测,分析这类洪泛湖泊在水位最高时期水体颗粒有机质及无机氮的氮同位素变化特征,并识别氮污染来源及转化途径.结果表明:6月悬浮颗粒有机质碳氮同位素值(δ~(13)C:-26.7‰~-23.7‰,δ~(15)N:2.6‰~6.2‰)介于土壤有机质(δ~(13)C:-25.21‰±0.52‰,δ~(15)N:3.79‰±0.37‰)和水生植物的碳氮同位素值(δ~(13)C:-28.8‰~-24.9‰,δ~(15)N:5.3‰~8.2‰)之间.7月相比于6月,降低的δ~(13)C(-27.6‰~-23.2‰)和升高的δ~(15)N(4.3‰~7.7‰)表明暴雨冲刷带来更多的周边陆地碎屑输入.无机氮在6月以铵态氮(NH_4~+-N)为主要形态,7月以硝态氮(NO_3~--N)为主要形态.6月δ~(15)NH_4~+较负的特征值(-18.6‰±5.2‰)表明铵态氮主要来源于雨水,硝态氮(δ~(15)NO_3~-:1.4‰±3.0‰)主要来源于农业化肥和雨水.7月相比于6月,铵态氮和硝态氮的浓度和同位素值都大幅升高(分别升高了0.3和2倍,6‰和3‰),是暴雨冲刷陆地使农业化肥、城镇生活废水和畜禽养殖废水输入的结果.水生植物的δ~(15)N在7月(8.8‰±1.1‰)相比于6月(6.6‰±1.1‰)也升高了较多,是由于水生植物吸收了更高δ~(15)N废水无机氮的结果.通过颗粒有机质和无机氮的δ~(15)N分析可知,湖区水体氮的矿化作用和硝化作用较强,藻类对湖泊的内源氮贡献较弱,沿河湖的畜禽养殖在暴雨时对水域污染的威胁较大.本研究提供了洪泛湖泊氮污染治理的科学依据.     

基于多指标分析的博斯腾湖表层沉积物有机碳来源

通过有机碳稳定同位素(δ13Corg)、有机碳、氮含量及其比值(C∶N)的测定,结合已有的正构烷烃空间分布特征数据,对新疆博斯腾湖表层沉积物的有机碳来源进行综合研究.结果表明:博斯腾湖表层沉积物δ13Corg值在-26.7‰~-24.1‰之间波动,变幅较小;C∶N的波动范围为4.8~8.5,平均值约为7.4;正构烷烃的碳数分布范围为n C13~n C35,所有采样点样品的主峰碳以n C17和n C23为主.参考博斯腾湖文献调查资料,基于δ13Corg值、C∶N及正构烷烃等指标的空间分布状况,发现博斯腾湖表层沉积物中的有机碳主要来自湖泊内部浮游生物的残体;而不同湖区沉积物有机碳的内、外源贡献比例不同,其中陆源碎屑、挺水植物、沉水植物的贡献空间差异较大.博斯腾湖有机碳来源的空间差异主要表现在湖泊东部近岸水域表层沉积物有机碳主要为外源贡献,中心湖泊东部和西部浅水区表层沉积物有机碳由外源和内源共同贡献,而其余大部分水域表层沉积物有机碳则主要为内源贡献.     

云南4个湖泊浮游生物碳、氮稳定同位素的季节变化及其影响因子

浮游生物是湖泊食物网的重要组成,其碳、氮稳定同位素能够反映元素地球化学循环和食物来源的波动,是了解水域生态系统结构变化的重要手段之一.本文选取云南4个不同类型湖泊,开展浮游生物碳、氮稳定同位素组成(δ13C、δ15N)的季节变化与湖泊对比研究.大型深水湖泊(抚仙湖和阳宗海)中,浮游植物δ13C值在夏、秋季(-20.34...     

华南埃迪卡拉纪陡山沱盆地氧化界面的迁移与碳同位素异常

华南埃迪卡拉纪陡山沱组的稳定同位素分析显示,从陆架到盆地不同剖面之间的同位素存在明显差异．贵州松林剖面代表了台内盆地沉积,其δ^13C值在整个陡山沱组都明显偏负（-3‰--5‰,VPDB）．位于斜坡相的五河剖面也有类似特征（-5‰--10‰,VPDB）．而在瓮安和朵丁两个台地相剖面,陡山沱组的δ^13C值大致显示出两个负异常,但叠加了明显的米级变化,而且其δ^13C绝对值与华南三峡地区及全球其他地区同时代地层明显不同．这种不同剖面之间的同位素差异,如果在某种程度上代表了古代海水的地球化学特征,则可能记录了陡山沱盆地氧化界面在空间和时间上的不稳定性．综合华南与全球其他埃迪卡拉系地层δ^13C数据的分析表明,陡山沱盆地的δ^13C变化总体上和埃迪卡拉海洋巨大的溶解有机碳储库的存在和氧化是一致的,但区域环境对新元古代同位素变化也有明显的控制作用．因此,利用δ^13C异常作为时间界面进行地层对比需要更加谨慎．     

太湖14000年来古环境演化的湖泊记录

Two sediment cores, one 396 cm long from west Taihu Lake, another 246 cm long from east Taihu Lake, are interpreted from the analysis of their magnetic susceptibility, total organic carbon, total nitrogen, total pigments, organic carbon isotope, hydrogen index, saturated hydrocarbons, ¹⁴C dating and surficial sediment conditions. The west Taihu Lake core is the longest one studied in this lake so far, and has provided us the most complete environmental and climatic information for this lake. The results from the west Taihu lake core indicate that Taihu Lake has undergone the following stages:from ca.14 300 to 13 300 aB.P. Taihu Lake was in low lake-level, and there existed exposed features from the proxies reflecting arid paleoclimate. From ca.13 300 to 12 400 aB.P. an arid transitional stages occurred with a slightly warmer and wetter climate. From ca. 12 400 to 10 900 aB.P. a period of large climatic fluctuation occurred and from 10900-10 000 aB.P. a warm period developed with deep water and strongly reducing sediments. During ca.10 000-7 200aB.P., a cool transitional period alternating with a warm climate occurred. It was warm and wet during 7 200-5 700aB.P.; some proxies changed violently in 5 050aB.P., reflecting obvious changes in material source and a probable interruption of sedimentation. The east Taihu Lake history from ca. 6 550 to 6 450 aBP, the climate was cold and dry, and gradually turned warm and wet in ca. 6 450-6 050 aBP. It was warm and wet in ca. 6 050-5 800 aBP and had a cold tendency in 5 800-ca. 5 000 aBP. An abrupt change occurred at ca. 5 000 aBP, and the lake sediment in the uppmost part was disturbed by wave action indicating shallow water conditions.     

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.     

太湖晚冰期—全新世气候、环境变化的沉积记录

本文根据西太湖３．９６ｍ长湖泊岩芯沉积物的地球化学、微体古生物的综合分析,讨论了太湖距今１４００多年来的演化过程,结果表明：１４３００－１３０００ａＢＰ气候干旱,西太湖尚未形成：１３００－１１０３０ａＢＰ降水增加,湖泊形成,但气候偏凉;１１０３０－１０２００ａＢＰ是一个较显著的冷偏湿期,湖泊水位相对较深;１０２００－９５００ａＢＰ为一温干时期;９５００－７２００ａＢＰ是偏暖湿的过渡阶段,内部波动剧     

全新世内蒙南缘黄旗海湖面的波动

黄旗海是一封闭湖泊,气候是控制其湖面变化的主要因素。地貌、沉积物、地球化学分析及历史考古资料均证实,一万年以来湖面在总体收缩下降过程巾不断地波动着。全新世初期,湖面扩张抬升,9000a B.P.前后湖面达最高(1340m),湖面面积也最大(约560km~2),其后,湖面持续地收缩下降。     

全新世以来洞庭湖的演变

本文根据全新世沉积物的岩性、岩相特征和文化遗址的时空分布,结合孢粉资料与历史文献记载,揭示了全新世以来洞庭湖演变的六个阶段:(1)晚更新世末至全新世初为河湖切割平原;(2)中全新世早、中期(8000—5000a B.P.)是湖泊扩展时期;(3)中全新世晚期(5000—3000 a B.P.)四水复合三角洲发育,湖沼洼地零星分布;(4)商周至秦汉(3000—1700 a B.P.)四水分流间洼地湖泊和沼泽广布,汛期河湖水体相连;(5)魏晋至19世纪中叶,洞庭湖逐渐发展至鼎盛阶段;(6)19世纪中叶至今,三角洲迅速推进,湖泊逐渐萎缩。研究认为这种发育演化过程与区域性气候变化、人类活动直接相关。     

固城湖晚全新世以来的孢粉组合及环境变迁

本文依据固城湖GD钻孔系统的孢粉分析资料,将井深6.3m岩心所做的孢粉图式,结合~(14)C测年,从下面上分为8个孢粉组合带,进而论述了4000年来该区的植被发展和气候的4次冷暖交替的变化。4次冷期约为3.0—2.5KaB.P.2.0—1.5KaB.P.、1.0—0.8KaB.P.和0.4Ka以来。此外,还根据沉积物中的硅藻分析、有机质δ~(13)C值、有机碳含量及历史记载等资料,侧重讨论了气候及人类活动对湖泊环境演变的影响。     

Environmental changes reflected by the lake sediments of the South Hongshan Lake, Northwest Tibet

The 1.07-m long lake core with 1 cm interval cutting, which was obtained by drilling in the South Hongshan Lake of Northwest Tibet, was dated by the 210Pb and 137Cs methods, and a 150-year consecutive lake sedimentary sequence (1840─1997) with 1.4 year resolution was obtained. Some environmental proxies, such as the total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), ratio of TOC to TN (TOC/TN), trace chemistry elements (TCE), CaCO3, grain size, richness of ostracoda etc. showed that they are of well coincidence. These results implied that the environmental background varied from the cold-wet period in the late 19th century, to the warm-wet period from the end of the 19th century to the 1920s and to the warm-dry period since the 1920s. There were sub-variations since the 1920s: the cold-dry/warm-wet fluctuation from 1922 to 1960, the intensively warm-dry period since 1960 with a short cold-wet period in the mid-1970s to the end of the 1980s. The humid period from the mid-1970s to the end of the 1970s and the dry period beginning from the early 1980s were well documented by climatic data of the nearby weather station records while the grain size was well correlated to the annual precipitation. Compared with the records from Guliya ice core in the same area, the TOC proxy in the lake core indicating warm/cold conditions well corresponded to the ( 18O records representing temperature variations in the ice core. However, the proxies with dry/wet significance in the lake core were different from the variations of snow accumulation reflected by the ice core. It can be concluded that the chosen environmental proxies have clear environmental significance and the lake sediments can reflect climatic and environmental changes at high-resolution.     

全新世镜泊湖粒度特征记录的该地区古降水变化历史

在湖泊沉积与环境演变研究中,粒度参数通常用来反映湖泊水动力条件的变化,进而反映湖面波动状况以及湖区环境有效湿度的变化．镜泊湖JPH-1钻孔沉积物粒度分析表明:全新世以来镜泊湖沉积物粒度的变化呈现明显的粗细交替变化的规律性．结合14C测年,镜泊湖沉积物粒度特征有效地指示了历史时期镜泊湖水动力变化的情况．进而揭示了该地区古降水的变化历史．9300-8540cal aBP,是一个降水较少的偏干旱时期;8540-6350 cal aBP,降水颇丰的湿润时期; 6350-3120cal aBF,气候波动频繁,前期(6350-4800 cal aBP)由湿润向干旱过渡,后期(4800-3120cal aBP左右)又由于早转向湿润,31 20-1 580 cal aBP,降水较多,气候湿润;1 580 cal aBP至今,降水变化波动剧烈,这阶段粒度特征的变化除了与降水的自然变化有关外,还与人类活动的剧烈影响有关系．湖区周围人类活动破坏了原始植被,大量地表裸露,降水冲刷地表作用明显增大,陆源物质被携带人湖,粗颗粒含量显著增多．     

Paleoclimatological and paleoenvironmental records since 4 000 a B. P. in sediments of alpine lakes in Taiwan

The 3 310-m-high Chia-min Lake records the climatic history since 4 ka B. P. in Taiwan. The warm/wet period before 2.2 ka B.P. seemed to correspond to the later part of the Holocene Megathermal, and the cold/dry period during 0–2.2 ka B. P. corresponded to the Katathermal. Before the termination of the Megathermal, an especially warm and humid segment (2.2–2.4 ka B. P.) emerged. The paleoclimatic records from Yuen-yang and Chi-tsai Lakes support the notion that the Megathermal in Taiwan terminated during 2—2.3 ka B. P. A warm segment (820–1 320 AD) in the Katathermal could be considered the Medieval Warm Period. The climate turned cold and dry after 1 320 AD and this indicated the onset of the Little Ice Age. These paleoclimatic variations are also in good agreement with those recorded in Great Ghost Lake.     

1860年以来博斯腾湖碳沉积过程演变

选取博斯腾湖3个不同点位岩芯,在²¹⁰Pb和¹³⁷Cs年代序列基础上,利用沉积物中的各理化指标,分析了该湖碳沉积的时空变化特征,结合各指标的相关性、沉积速率、C/N、同位素特征等,探讨了该湖1860年以来碳沉积环境的变化过程,为干旱区湖泊碳埋藏研究提供了依据.结果表明：1860-1910年,沉积速率相对较小,受人类活动影响较小,磁化率、中值粒径、总无机碳（TIC）较为稳定,总有机碳（TOC）含量相对较低,此时该湖有较多陆源有机质的输入;1910-1950年,湖泊西部浅水域沉积速率明显高于东部深水区,西北湖区水域有大量外源物质的输入,而湖泊初级生产力较低,内源贡献相对较小;1950-1980年,全湖TOC、TIC含量均呈现升高的趋势,尤其是西北近黄水沟水域升高最快,湖泊内源贡献在增加,陆源组分的输入相对前一阶段要少;1980-2002年,沉积速率快速升高,尤其湖泊东部水域最为明显,TOC含量均呈现升高的趋势,湖泊西部水域初级生产力要高于东部深水区,湖面蒸发较强,气候比较温暖;2002年以来,全湖沉积速率相对较高,外源有机质贡献较小.过去150年博斯腾湖沉积物碳累积速率整体上呈现出升高的趋势,尤其是近50年来快速升高,东部湖区碳累积速率比西部湖区高.