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湖泊沉积物记录着湖泊生态环境的演变过程,对湖泊沉积记录的研究可以揭示湖泊环境的历史演化。同时,沉积物作为污染物的载体和“蓄积库”,它在研究湖泊环境污染现状及分布规律等方面,有着非常重要的意义。
本文以安徽巢湖为主要研究区域,以菜子湖作为参照,通过对湖泊现代沉积物年代学、粒度、营养元素、磁化率特征的分析,对沉积物的环境记录进行了较系统的研究,高分辨率地揭示巢湖不同时段湖泊环境特征与演变规律,以及各环境指标的空间分布格局,探究其变化的自然和人为因素。
本论文的研究,得出如下结论:
(1)粒度、营养元素、磁化率数据较好地记录了湖泊沉积环境的演变与空间分异。巢湖环境变动较大,菜子湖沉积环境相对比较稳定。
(2)巢湖环境演变情况:
19世纪中期以前,各环境指标的变化缓和,波动与突变少,表明该时期巢湖环境比较稳定。此后,特别是近百年来,巢湖环境变动加剧。
综合各环境指标,将近百年来巢湖环境演变大致划分为以下三个阶段:
①约1900年-20世纪30年代,粒度在波动中总体变细,磁化率上升。反映了这一时期总体上降水减少,水动力减弱。
②20世纪30年代-1970年前后,粒度出现几次波动,但变化幅度不大,磁化率也有所波动,反映了这一时期沉积环境较不稳定,受到的扰动增强,水动力有增强与减弱的过程,但降水的变化幅度不大。
③约1970年-2005年,巢湖沉积物粒度与营养元素含量的变动加大,湖泊富营养化加剧,磁化率值也处于较高水平。该阶段水动力的变化比较大,降水的变动较大。人为因素极大地影响着沉积环境,使营养元素输入增加、流域土壤侵蚀强度增大,沉积环境的变化更为复杂。
(3)近百年来菜子湖环境演变情况:
①约1900年-20世纪20年代,粒度变粗,氮含量略有下降,磷含量迅速增加,有机碳含量较稳定,磁化率显著上升,指示了较湿润的气候。
②20世纪20年代-2005年,粒度略微变粗,磷含量相对较稳定,氮与有机碳含量显著上升,磁化率略有下降。该阶段的水动力有所增强,营养物质不断蓄积,气候较湿润。
(4)各环境指标的空间分布:
①各沉积柱在正常情况下(自然沉积)近百年来的平均沉积速率分别为:巢湖东部0.134cm/a;巢湖西部0.3cm/a;巢湖西北部0.213cm/a;菜子湖0.198cm/a。与菜子湖相比,巢湖沉积较快。巢湖内部,沉积速率自西向东由大变小。从测年结果和沉积速率的变化来看,巢湖西部与西北部受到的扰动较强,出现非自然沉积,巢湖东部湖区受到的扰动较弱,为自然沉积。
②由粒度分析知,巢湖与菜子湖沉积物都属于粘土质粉砂,分选性差。与菜子湖沉积物相比,巢湖沉积物较粗,分选性较差。巢湖内部,自西向东,沉积物粒度逐渐变粗,分选性逐渐变差。
③巢湖沉积物营养元素含量比菜子湖低。巢湖沉积物中,靠近人口密集、工业发达区的点位(巢湖东部、西北部)营养元素含量偏高。
④巢湖沉积柱的磁化率均值明显低于菜子湖,主要由于两湖的自然背景存在差异。巢湖内部,东部磁化率最高,西部其次,巢湖西北部最低。