可可西里古湖泊沉积物有机碳δ13C变化特征及其影响因素

文章选择青藏高原腹地可可西里边缘地区古湖泊为研究对象,通过对湖泊沉积物有机碳、氮和粒度等分析,对中更新世以来BDQ06孔湖泊沉积物有机碳同位素的波动特征及其影响因素进行了分析。结果表明:湖泊沉积物有机质以湖泊自生植物为主,有机碳同位素的大小主要指示挺水植物与沉水植物的比例,进而指示湖泊水体大小的变化。沉积物C/N值较低时;碳同位素偏重阶段,湖泊沉积物以沉水植物为主,植物主要利用水中溶解的CO₂进行光合作用,因此有机碳同位素偏正,指示湖泊水体较大,环境条件较好;碳同位素偏负阶段,湖泊沉积物以挺水植物和浮游生物为主,植物主要利用大气中CO₂作为碳源,类似于C3植物,碳同位素偏轻,指示湖泊水体较小,气候偏干。其中在岩芯的部分层位有机碳δ13C曲线出现几个明显偏低的位置,对应的C/N>10,说明此时段有大量陆源高等植物进入湖泊,并不是由挺水植物和浮游植物所造成的。     

氮同位素研究城市湖泊沉积物有机质来源和迁移过程——以北京为例

城市湖泊是陆地水圈的重要组成部分,与人类活动关系极为密切。然而城市发展导致城市湖泊富营养化愈发严重,湖泊生态环境问题引起了广泛关注。本文研究了2012年至2013年间北京城区12个公园湖泊表层沉积物的有机氮同位素组成、碳氮比值、总有机氮和总有机碳含量的分布情况,探讨表层沉积物生产力状态、沉积物的有机质来源定性与定量分析、湖泊营养输入程度和过程等。研究表明,后海及群明湖等的有机碳、氮含量较其他公园湖泊的高,土壤和污水有机质等对湖泊沉积物的贡献突出,表明这些湖泊初级生产力及营养程度高,具有一定的富营养化风险;各个湖泊的分布位置、周围环境以及管理方式导致了其生产力、营养状况及有机质来源的差异,应该分别从控制水土流失、减少污水输入、及时清洁水面上的浮游植物与枯枝落叶等多方面着手进行,减少湖泊环境污染风险,保持湖泊环境生态平衡。本研究为了解城市湖泊环境有机质来源和过程、湖泊现代环境的管理和防治,提供可靠的研究方法和评价体系。     

仙桃地区关键带生态演化与碳埋藏

仙桃地区湖群不断萎缩,水体富营养化水平和湿地沉积物重金属含量持续升高,江汉湖群生态系统日益脆弱,加强对该地区生态环境演化研究、分析人类活动和富营养化对湖泊生态系统的影响、探究该地区不同沉积环境的碳埋藏规律等显得尤为重要.在对江汉平原重点地区(仙桃彭场镇幅和脉旺咀幅)第四纪地质调查的基础上,选取研究区大型渔场、小型鱼塘、沟滩、湖泊、水稻田、泄洪道、旱地、汉水阶地8种不同沉积环境的16个关键带点位,分别测定了其表层及浅层钻孔沉积物的色素、TOC(total organic carbon,总有机碳)与TN(total nitrogen,总氮).表层沉积物TOC含量反映了研究区南部多湖泊区域有机碳埋藏量较高,而北部冲、洪积成因环境相对较低,与色素、TN所指示的人类活动强度和富营养化水平相吻合.湿地浅层钻孔沉积物碳埋藏速率变化整体表现为升高趋势,与色素所指示的湖泊富营养化的趋势相吻合;不同沉积环境碳埋藏速率差异较大,最高为大型渔场77.71 g·m-2·a-1、最低为汉水阶地3.61 g·m-2·a-1.研究结果表明,受到人类活动影响,湖相沉积物中碳埋藏量相对较高,湖泊碳汇功能不断增强,这对江汉平原关键带碳循环研究具有重要意义.      

湖北梁子湖近代沉积记录对人类活动的响应

为了研究人类活动背景下的湖泊生态响应过程和机制, 分析人类活动对湖泊富营养化的贡献, 在210Pb计年和历史事件记载基础上, 通过梁子湖沉积物水生生物遗存和色素分析重建了梁子湖地区过去100多年来湖泊生态系统演化过程.沉积物色素和水生生物遗存组合带的变化表明梁子湖营养演化具有5个阶段: 过去100多年梁子湖地区经历了生态环境良好的贫营养化期(1885-1902A.D.)、轻度富营养化期(1902-1964A.D.)、中度富营养化期(1964-1988A.D.)、富营养化期(1988-1998A.D.)、中度富营养化期(1998-2003A.D.).水生生物遗存随着湖泊富营养化的发生而呈现一定的分布特征, 对富营养化敏感的奥古茨藻、荇菜、角果藻、纹沼螺、表壳虫等逐步减少.通过湖泊演化阶段与区域人类活动重大阶段的联合对比研究发现随着人类活动的增强及对湖泊生态的持续干扰, 湖泊生态演化呈现明显的阶段性, 湖泊富营养化的发生与流域强烈的人类活动如围垦与农业活动带来的营养物质输入有着直接联系, 湖泊生态环境演化对重大人类活动事件具有响应性.本研究对于认识湖泊生态环境演化与人类活动的关系、整治湖泊环境具有重要的指导意义.      

中国西北干旱区湖泊沉积物中有机质碳同位素组成的环境意义--以民勤盆地三角城古湖泊为例

通过对中国西北干旱区石羊河流域民勤盆地三角城古湖泊沉积物有机质碳同位素组成(^δ13Corg)分析,表明末次冰期与全新世时气候和植被有明显的差异,末次冰期^δ13Corg总体偏轻(-30‰～-25‰),而全新世碳同位素组成则有较大的变化,在早全新世碳同位素组成有多次短期快速变重(-10‰左右)的变化,中全新世碳同位素组成总体偏重(-20‰～-10‰),晚全新世碳同位素组成偏轻(-25‰左右)。分析表明湖泊沉积物有机质碳同位素组成反映了陆生C₃植物和湖泊内源水生植物变化的关系,末次冰期以来西北干旱区C₄植物不发育,偏重的有机质碳同位素值与C₄植物无关。从沉积物中有机质组分、元素等分析表明,末次冰期时主要以河流相沉积为主,湖泊中有机质主要来源于上游祁连山的陆生C₃植物,有机碳含量较低,表明当时的上游的陆生植被不繁盛,区域气候较干冷;从全新世开始,三角城古湖泊开始形成,沉积物中碳同位素组成偏重的有机质主要来源于湖泊中的沉水植物,此时湖泊水体较大,湖泊生产力较高。而沉积物中有机质碳同位素组成偏轻时期的有机质主要来源于挺水植物、陆生C₃植物,较低的有机碳含量说明该时期陆生植被不发育,气候较干冷,湖泊水体较小     

湖泊湿地生态地球化学评价的标准体系

湖泊湿地生态地球化学评价的研究重点为湖泊湿地生态系统中的重金属、植物营养元素及一些有机污染物,评价标准体系相应地包括水质基准、营养物基准、水体沉积物质量基准、饮用水卫生标准、土壤环境质量标准、食品卫生标准、湖泊水库富营养化标准等。     

湖泊湿地生态地球化学评价的标准体系

湖泊湿地生态地球化学评价的研究重点为湖泊湿地生态系统中的重金属、植物营养元素及一些有机污染物,评价标准体系相应地包括水质基准、营养物基准、水体沉积物质量基准、饮用水卫生标准、土壤环境质量标准、食品卫生标准、湖泊水库富营养化标准等.     

湖泊湿地生态地球化学评价的标准体系

湖泊湿地生态地球化学评价的研究重点为湖泊湿地生态系统中的重金属、植物营养元素及一些有机污染物，评价标准体系相应地包括水质基准、营养物基准、水体沉积物质量基准、饮用水卫生标准、土壤环境质量标准、食品卫生标准、湖泊水库富营养化标准等。     

赛里木湖沉积物有机质变化特征及其环境信息

在分析赛里木湖湖泊沉积物中氮含量(TN)、有机碳含量(TOC)及其碳同位素(δ~(13)C_(org))以及色素等指标的变化特征的基础上,结合沉积物中有机指标的环境意义的探讨,揭示了新疆赛里木湖湖泊沉积物中有机质所蕴含的环境信息.赛里木湖沉积物中总有机碳含量、总氮含量的变化反映了流域初级生产力的变化,沉积物色素变化是有机质保存条件的指标,间接指示了湖泊-流域水热配置环境.有机碳同位素(δ~(13)C_(org))反映了湖泊内外源的混合信息.结合有序样品聚类分析方法,可以将赛里木湖近代环境划分为四大发展阶段:1、各有机指标相对稳定;2、各有机指标明显波动;3、各有机指标显著增加;4、各有机指标快速增加.     

泸沽湖沉积物有机质碳同位素组成与气候变迁记录

泸沽湖沉积物有机质碳同位素组成与气候变迁记录＊肖保华万国江（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词泸沽湖沉积物有机碳同位素气候变迁记录湖泊沉积物中有机碳的来源十分复杂，形态差异大，可粗略地分为来自湖泊生物（藻类、浮游生物和水生植物）的内部...     

湖泊沉积物有机质碳同位素研究

自从Stuiver~([1])首次使用湖泊沉积物有机质碳同位素(δ~(13)Corg)恢复湖泊生产力变化以来,湖泊沉积物有机质碳同位素被广泛应用于古气候和古环境重建.     

湖泊富营养化模型的研究现状与发展趋势

生态模型是湖泊富营养化研究和湖泊生态系统管理的重要手段。20世纪60年代起,湖泊富营养化模型的发展经历了从单层、单室、单成分、零维的简单模型到多层、多室、多成分、三维的复杂模型。根据复杂性特征将湖泊富营养化模型分为:简单的回归模型、简单的营养物平衡模型、复杂的水质、生态、水动力综合模型和生态结构动力学模型,总结了其发展历史和主要特征;在此基础上,讨论了湖泊富营养化模型的存在问题和发展趋势。     

湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究

湖泊具有供水、渔业、旅游、维持区域生态系统平衡等功能,是支撑我国经济和社会发展的重要资源之一。但是近30年来,湖泊富营养化所导致的蓝藻水华频繁暴发,生态灾害事件频发,严重影响湖泊功能的发挥, 制约区域经济可持续发展。针对国家在保障区域水安全和生态安全、保护人民健康及建设和谐社会等方面的重大需求,国家重点基础研究发展计划项目“湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究”于2008年7月正式立项。项目拟解决的关键科学问题包括：①湖泊蓝藻水华主要衍生污染物的形成机理、迁移转化规律和毒理效应;②蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化和功能退化的机理;③蓝藻水华生态灾害评估及调控机理。针对上述科学问题,项目以蓝藻水华污染物的产生、湖泊生态系统结构与功能的响应以及生态灾害的评估与调控为研究主线,重点开展以下几个方面的研究：①蓝藻水华衍生污染物的产生及其环境过程;②蓝藻水华衍生污染物的毒理效应与生态和健康风险;③蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化与功能退化的关键过程和机制;④蓝藻水华灾害治理和调控的的技术原理和途径。项目的实施和完成将为我国湖泊蓝藻水华生态灾害的预防与控制提供理论和技术原理支撑。     

滇池湖泊沉积物中游离类脂物的有机地球化学特征

在对滇池湖泊沉积物有机质总体特征分析的基础上,对沉积物中可溶性有机质的组成进行了定量测定,并揭示了其剖面变化特征.研究结果表明:(1)正构烷烃组分具有较强的稳定性,反映出滇池沉积有机质以菌藻类来源为主,沉积柱上、下两段存在陆源高等植物输入相对增加的特征,且从下往上存在草本植物相对贡献增加的特征;(2)脂肪醇组分,以具有强烈偶碳优势的高碳数脂肪醇为主,反映了沉积有机质中陆源输入的部分;(3)脂肪酸组分揭示出可溶有机质中以浮游植物贡献为主,局部层段存在相对较强的细菌改造作用.因此,湖泊沉积物记录了滇池从一个贫营养的湖泊演变成富营养化湖泊的过程,特别是最近几十年,滇池内源有机物和陆源有机物的输入都呈现快速增长的趋势,结合同位素组成特征表明滇池进入了重富营养化阶段.     

神农架大九湖微生物群落代谢研究

<正>泥炭湿地是陆地上重要的生态类型,其复杂的生态结构和独特的生态功能使其能保存大量的泥炭沉积以及丰富的环境信息。尽管泥炭湿地面积仅占陆地面积的1/3,但其碳储量却相当于全球土壤碳的30%,大气碳量的一半[1],是陆地生态系统重要的碳库。泥炭湿地微生物群落的代谢直接关系到泥炭沉积物中有机碳的降解和转化[2-3],以及泥炭的沉积速率等,是泥炭湿地碳循环的重要组成部分。笔者对大九湖泥炭地及其湿地湖泊进行现代过程监测,利用Biolog Eco微平板刻画其微生物群落水平     

云贵高原湖泊沉积物碳酸盐和有机质的同位素组成及环境信息记录

云贵高原湖泊沉积物碳酸盐和有机质的同位素组成及环境信息记录＠肖保华￥中国科学院地球化学研究所高原湖泊,碳酸盐,有机质,碳同位素,地球化学记录,环境气候信息云贵高原湖泊沉积物碳酸盐和有机质的同位素组成及环境信息记录肖保华（中国科学院地球化学研究所,贵阳５５０...     

中国西部、东北地区湖泊沉积物中碳酸盐碳、氧和有机碳同位素组成及与环境的响应

湖泊沉积物中碳酸盐碳、氧和有机质碳同位素组成受湖泊环境介质的控制,可以有效地指示环境演化过程。通过对中国东北和西部青藏高原、新疆现代湖泊表层沉积物的碳酸盐的碳、氧同位素组成(δ13C、δ18O)、有机碳同位素组成(δ13Corg),以及有机质含量(TOC)、C/N分析研究,发现当湖泊中以浮游植物来源有机母质为主时,其δ13Corg为-30‰~-23‰;以硅藻为主的藻类来源时,δ13Corg为-30‰~-16‰;以挺水植物来源,δ13Corg为-30‰~-24‰;沉水植物来源,δ13Corg为-24‰~-16‰;以水生植物和陆生植物来源为主时,δ13Corg为-30‰~-20‰;当以陆生植物来源为主时,其δ13Corg为-26‰~-24‰。当西北地区半封闭湖泊表层沉积物中碳酸盐含量大于30%时,湖泊表现出δ13C、δ18O之间较好的正相关性,TOC主要以内源有机质来源为主。     

辽河三角洲湿地生态系统对表层沉积物重金属元素的移除作用

为了研究辽河三角洲湿地表层沉积物中重金属元素含量及其与有机碳的相关性,探讨湿地对重金属元素的移除作用,对233个辽河三角洲上三角洲平原湿地(典型湿地)表层沉积物样品和150个相邻浅海湿地(浅水湿地)表层沉积物样品,进行了化学分析测试及数理统计分析,并运用多种评价方法进行重金属污染风险评价。结果显示:①重金属元素浓度量级大小均遵循Cr (Zn)PbCuAsCdHg的分布规律;②除As和Hg外,其他金属元素浓度均表现为浅水湿地显著低于典型湿地,暗示湿地生态系统对污染物的移除作用;③除Pb和Zn外,其他重金属元素对环境均造成了中度污染;④重金属元素分布受有机碳和粒径大小的显著影响,浓度存在显著的相关性,浅水湿地表层沉积物重金属元素浓度及其与有机碳之间的相关性更显著,揭示有机碳对重金属的螯合作用;⑤在有湿地分布的浅海湿地区,重金属元素浓度均表现为浅水湿地显著低于典型湿地,暗示湿地生态系统对污染物的移除作用,相反,在大规模湿地被改造成农田的锦州海岸带地区,造成了近海浅水湿地的严重污染。该研究揭示了滨海湿地对重金属元素的过滤作用及在缓解环境污染过程中的重要意义。     

日本大沼湖沉积物碳氮比值、有机碳同位素特征及其近400年的古气候环境意义

通过对日本大沼湖沉积物样品总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素、总氮含量(TN)和C/N值的测定,结合沉积岩芯火山灰和1℃年代,分析了大沼湖沉积物中有机质的来源,探讨了沉积物有机碳同位素的主要影响因素.结果表明:大沼湖沉积物中有机质主要来源于自生藻类,受陆源输入的影响较小;沉积物δ13C值指示了夏季温度的变化.过去400年来,大沼湖地区存在1660～ 1730年和1780～ 1860年两个明显的冷期,与邻近地区冰芯、树轮和湖泊沉积物记录的冷期基本一致,分别对应于Maunder和Dalton太阳黑子极小期.     

GEOCHRONOLOGICAL LIMITATIONS FOR INTERPRETING THE PALEOCLIMATIC HISTORY OF THE TIBETAN PLATEAU

在当前全球变化背景下,青藏高原冰川急剧退缩严重影响着东亚地区水资源.为了有效地规划水资源,需要对高原气候变化及其机制有深入的理解.尽管在青藏高原及周边地区有大量的古气候记录,但是目前对高原气候的时空变化及其机制仍缺乏深入一致的认识.青藏高原冰川、树轮和石笋记录可以提供过去气候变化的框架,但是这些记录的分布局限于一些特定的地理区域.青藏高原上广泛分布的湖泊沉积物是研究高原气候的时空变化及其机制的优良介质.湖泊沉积物岩芯的年龄控制主要依赖于放射性碳同位素定年,但大多数高原湖泊具有碳库效应,为建立沉积岩芯年代控制需要进行碳库年龄校正所带来的年龄误差目前未有深入研究,这在某种程度上制约了利用湖泊沉积物记录研究高原气候时空变化及其机制.本文比较了目前确定高原湖泊碳库年龄的方法并提出建议采用的方法,汇总目前己发表的高原湖泊碳库年龄,讨论湖泊现代碳库年龄的空间分布及其影响因素,讨论湖泊碳库过去变化及其可能造成的岩芯年代控制误差;以青海湖和班公错两个高原湖泊已发表的记录为例讨论过去碳库年龄变化可能造成对记录完全不同的解释;还讨论了由碳库效应校正而带来的湖泊沉积物岩芯年龄控制误差对青藏高原湖泊记录的末次盛冰期终止年代的空间分布及其对变化机制解释的影响.如果考虑碳库效应的过去变化,目前所观测到的高原气候时空变化及其机制需要重新解释.因此,为了更好地理解青藏高原气候时空变化及其机制,我们需要更多有良好定年、高分辨率和定量化的湖泊记录,本文也建议在解释目前湖泊记录时需要应对年龄控制极大重视.