硅作为硅藻进行生命活动的重要元素,具有不可替代的作用。硅藻作为水体中初级生产力的代表,是沉积物中BSi的主要来源,而湖泊中的沉积物是湖泊硅的汇,其对湖泊硅循环有着举足轻重的作用。BSi可以作为一个指示因子来表征水体富营养化的演变过程。因此,深入了解溶解硅、颗粒态生物硅以及沉积物生物硅的时空分布特征尤为重要。贵州高原湖泊因其丰富的资源和独特的喀斯特景观,在我国的湖泊水系的研究中占有非常重要的地位。早期对贵州高原深水湖泊的研究发现,营养化水平较高的水库易出现硅限制的情况,但对于贵州高原喀斯特地区库龄不同、营养状态不同的湖泊中硅的迁移转化过程缺乏系统的研究和分析。本项研究以贵州高原乌江流域的红枫湖水库、普定水库和平寨水库三个库龄不同、营养状态不同的典型深水型湖库为研究对象,开展了不同营养状况湖泊水体溶解硅、颗粒态生物硅、沉积物生物硅、有机碳、总磷含量的研究,阐明了湖泊中硅的时空分布特征以及循环过程。主要研究结果如下:(1)红枫湖水库、普定水库、平寨水库都存在水体季节性热分层现象,DSi含量的季节性差异明显,冬季混合期DSi的含量较均匀。溶解硅含量由高到低依次为:春季,平寨水库>普定水库>红枫湖水库;夏季,平寨水库>红枫湖水库>普定水库;秋季,平寨水库>普定水库>红枫湖水库;冬季,平寨水库>普定水库>红枫湖水库。红枫湖水库夏季底层水的溶解硅含量最高,冬季上下层水体的溶解硅含量都较低;普定水库表层水的溶解硅含量低于中下层水体;平寨水库中下层的溶解硅含量变化不大,表层含量较低。溶解硅含量的变化与生物硅含量的变化密切相关,也与湖泊富营养化水平相一致。(2)红枫湖水库和普定水库颗粒态BSi的含量呈现出秋季最高,冬季、春季低的特征,表明降水量的增加促进了外源含硅物质的输入,导致悬浮颗粒态生物硅含量显著增加。平寨水库颗粒态BSi的含量呈现出表层秋季高于冬季,中、下层冬季高于秋季的特征,表明秋季表层含硅物质的外源输入量较多,冬季混合期中、下层颗粒态BSi的含量高于秋季。(3)营养状态不同的湖泊,沉积柱中生物硅含量的垂向分布比较复杂,其垂向剖面中的生物硅含量存在显著的差异。对于富营养水平的红枫湖水库,夏季北湖大坝F点附近的生物硅含量较高,其值在4.04%～16.33%之间波动,平均值为10.11%,南湖湖心B点的生物硅含量在5.75%～10.84%之间,平均值为8.09%。而中营养水平的普定水库夏季E点的生物硅含量在2.78%～4.91%之间,平均值为3.95%,坝前C点的生物硅含量在2.93%～6.90%之间,平均值为4.26%。总体上红枫湖水库沉积物生物硅的含量高于普定水库,红枫湖水库和普定水库在大坝附近各出现了一个高值,表明水库大坝的拦截作用明显,两个水库BSi的含量指示了水生初级生产力由上层向下层降低的过程。(4)通过对红枫湖水库和普定水库两个库龄较长的水库进行营养化进程的反演,发现处于富营养化水平的红枫湖水库生物硅含量和有机碳含量较普定水库高,其营养化水平与营养物质的累积有很好的一致性。对沉积物中的BSi含量与TOC含量、TP含量、BSi:TOC、TOC:TN分别进行相关性分析,发现红枫湖沉积物中BSi含量受碳、磷活化差异的影响较为显著,普定水库沉积物BSi含量受有机质来源的影响较为显著。