我国湖泊环境演变及其成因机制研究现状

湖泊沉积忠实地记录了湖泊环境变化的各类信息.不同时问尺度的湖泊环境变化分别受到构造、气候与人类活动三个方面的驱动机制的影响.影响中同湖泊环境变化的最主要的构造运动是青藏高原的隆升;气候变化的影响主要是东亚季风系统带来的一系列作用;而人类活动的影响则比较复杂,不仅有流域植被、土壤性质的改变导致输入湖泊物质的变化,也有人类活动直接改造湖泊,如围垦、封堵等.准确地分析湖泊环境变化的各种过程与规律,特别是定量刻画人与自然相互作用下的湖泊环境响应过程与驱动机理,是当今科学界的热点.     

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。     

湖光岩玛珥湖沉积物反映的全新世以来古环境演化

对广东湖光岩玛珥湖沉积物550℃烧失量(loss on ignition,LOI)和Ti、Al、Si、K元素强度分析表明,烧失量主要反映了流域生产力水平的变化,而Ti、A1、Si、K4种元素被证明主要来自于流域,反映了径流输入的变化.11 000～7 800 cal.aBP,湖光岩地区的气候温暖、湿润；7 800 ca...     

太湖MS岩芯重金属元素地球化学形态研究

采用BCR三步提取法对太湖MS岩芯沉积物中Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和Zn等6种重金属元素的化学形态进行了研究.结果表明,有效结合态的Cu、Ni和Pb主要以有机物及硫化物结合态、Fe-Mn氧化物结合态存在,Fe和Zn主要以Fe-Mn氧化物结合态存在,Mn主要以可交换态及碳酸盐结合态存在;Fe-Mn氧化物结合态的Ni、Pb和Zn与可还原态的Mn有较好的正相关关系,有机物及硫化物结合态的Cu、Mn、Ni、Pb和Zn与有机碳含量有较好的正相关关系;重金属形态分布体现了重金属元素地球化学性质的差异,以及重金属形态含量与沉积物理化性质的关系.沉积岩芯重金属元素形态垂向变化规律及次生相富集系数表明,Cu、Mn、Ni、Pb和Zn在沉积岩芯13～4 cm有效结合态含量较稳定,为自然沉积;4～0 cm有效结合态含量明显升高,存在一定程度的人为污染.根据137Cs测年结果判断,沉积岩芯Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等重金属污染开始于20世纪70年代末期,主要污染元素及污染历史与太湖流域污染工业类型及经济发展阶段相吻合.     

内蒙岱海湖岩芯碳酸盐含量变化与气候环境演化

内蒙岱海是位于东南季风区的西北边缘的内陆封闭湖泊,对气候变化十分敏感。本文根据对岱海湖泊岩芯的碳酸盐含量分析,结合湖泊沉积岩性特征、介形类化石以及其年代学研究,初步讨论了岱海距今近千年的气候环境演化过程,结果表明：９３０ａＢＰ—６７０ａＢＰ气候以温湿为主,６７０ａＢＰ—５４０ａＢＰ,气候以冷偏湿为主;５４０ａＢｐ—４９０ａＢ．Ｐ．湖泊急剧退缩,以冷偏干气候为主;４９０ａＢｐ—２７０ａＢＰ以凉干气候为主;２７０ａＢＰ－１５０温干气候;１５０年以来,湖区有效降水有所增加的温偏湿气候为主。     

兴凯湖沉积物有机碳和氮及其稳定同位素反映的28kaBP以来区域古气候环境变化

兴凯湖是东北亚最大的淡水湖,也是中俄界湖。我们是国内首次对兴凯湖一根长269 cm的沉积岩心进行了研究,结果显示:δ13Corg和TOC之间显示较好的负相关性,说明δ13Corg低值时期,气候温暖或湿润,δ13Corg值处于高值时期,气候冷干;C/N比值和TOC之间显示较好的正相关性,C/N比值平均值为11.4,显示兴凯湖沉积物有机质以内源浮游植物生产为主;δ15Norg高值对应于气候冷干期,此时沉积物有机质更多的来源于浮游植物,δ15Norg低值对应于暖湿期,但营养盐输入的减少也会造成δ15Norg值降低。兴凯湖沉积物有机碳和氮及其稳定同位素数据综合分析结果表明:28 480～26 160 cal.aBP,湖区气候冷干;26 160～22 880 cal.aBP,湖区气候温暖湿润;22 880～18 180 cal.aBP,流域处于末次盛冰期多年冻土环境;18 185～12 650 cal.aBP,对应于Blling/Older Dryas/Allerd气候波动暖期;90～78 cm段,对应于Younger Dryas事件;11 500～4 570 cal.aBP,进入全新世暖湿期,早期气候温干,晚期气候温湿;4 570～1 470 cal.aBP,气候冷干;1470 cal.aBP以来,又转为暖湿气候。     

青藏高原中部湖泊沉积物中Zr/Rb值及其环境意义

由于青藏高原及其周边地区构造复杂,湖泊沉积物中的粒级差别很大,单一的测量方法往往难以奏效。Rb、Zr是表生地球化学过程中的稳定元素,但它们之间也存在显著差别,Rb一般富集在细颗粒中,Zr则在粗颗粒中含量较高。研究发现,湖泊沉积物中Zr/Rb比值与粘土(<2μm)含量存在显著相关,Zr/Rb值反映了湖泊沉积物的粒度大小。Zr/Rb比值所揭示的青藏高原中部280万年来经历的3次大的环境演化过程与岩性变化、孢粉指标反映的环境特征是一致的。     

岱海地区近400年来的"尘暴"事件——来自岱海沉积物粒度的证据

根据高分辨率的岱海沉积物粒度分布的中值粒径和粗颗粒含量,结合区域降水、历史记载资料,重建了内蒙古岱海地区近４００年来发生的尘暴事件。结果表明,尘暴事件是受冬、夏季风的相对强弱制约的,大量尘暴事件频发于小冰期干冷的气候条件下,表现为中值粒径大,粗颗粒含量高,在转暖的现代气候下,尘暴事件很少,中值粒径也随之降低,但是近十几年尘暴事件又呈上升趋势,部分可能与人类活动造成的土地荒漠化有关。     

藏南沉错钻孔硅藻组合与湖水古盐度定量恢复

通过藏南沉错钻孔化石硅藻组合研究, 应用青藏高原硅藻-湖水电导率转换函数, 对沉错最近300年来湖泊古盐度进行了定量恢复. 推导的电导率变化与近代湖泊水位变化记录有明显的负相关关系, 表明沉错湖水盐度可以反映大气有效湿度的变化. 古盐度的重建揭示了几次重要水文事件: 小冰期最后一次冷期(约1845~1885AD), 湖水明显淡化, 反映了冷湿气候组合特点; 20世纪60年代以来, 湖水盐度呈急剧增高趋势, 也是近300年来盐度最高、增加幅度最大时期, 湖水的咸化反映的有效湿度降低与近几十年来温度的不断上升而导致的蒸发量的增加有关.     

近百年来湖北太白湖沉积通量变化与流域降水量和人类活动的关系

湖泊沉积通量蕴含了流域降水量及人类活动的丰富信息.依据太白湖沉积岩芯210Pb定结果及CRS模式,建立了近百年来的沉积年代序列,对比分析了不同时期沉积通量变化与流域降水量及人类活动的关系.1900-1920、1928、1937-1942、1953-1954年沉积通量较高的四个时段,分别对应于夏季降水较多的1900-1920、1931、1938-1939、1954年,沉积通量增加主要与夏季降水量偏多,被带入湖泊的泥沙量增加有关.1958-1963年,太白湖流域上游兴建三座水库,对洪水及入湖泥沙起到了调蓄作用,自此之后,太白湖的平均沉积通量减小,降水量已不再是影响沉积通量的主导因素;1958-1970年沉积通量较高,主要是太白湖围垦导致的入湖泥沙量的增加及湖泊面积减小所致;1983-1993年沉积通量的增加则反映了农业生产方式由集体转为个体生产模式后,耕作业的快速发展所导致的水土流失的加重.研究结果证明,采用210Pb强度及CRS模式所建立的太白湖近百年来的沉积年代标尺精度较高(误差小于4年),太白湖沉积环境稳定,可采用其沉积指标进行流域及湖泊环境演化重建.