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湖泊碳循环对氮、磷等生源要素循环和水生生态系统有重要影响,是全球碳循环的重要组成部分。湖泊有机碳是湖泊碳的关键组分,包括溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)。研究不同富营养化类型湖泊水体有机碳及其碳同位素的空间分布特征与控制因素有助于揭示湖泊水体有机碳来源、迁移转化过程与机制,为精细刻画高原湖泊碳循环以及与其密切关联的氮-磷循环提供坚实科学数据,为高原湖泊营养盐控制和富营养化防治提供科学指导。本论文选取抚仙湖和滇池作为研究对象,对水体POC、DOC及其碳同位素时空分布特征与控制因素进行对比研究,联合利用△14C-δ13C示踪水体有机碳来源,取得了如下主要结论和认识: 1.抚仙湖混合期POC平均含量为0.085mg/L,北湖高于南湖,表层大于底部;分层期平均含量为0.084 mg/L。表层浮游植物光合作用和温跃层的“拦截作用”是抚仙湖POC含量空间分布的主要控制因素。 2.抚仙湖混合期和分层期水体δ13CPOC平均值分别为-28.5‰。和-26.1‰。去分层作用导致混合期δ13CPOC上下层无明显差异,藻类生产力差异和温跃层的拦截造成分层期“中上层偏正,底层偏负”。混合期、分层期△14CPOC平均值分别为-21.9‰和-27.4‰,老碳可能来源于北部陆源输入。 3.抚仙湖混合期DOC平均含量为2.77mg/L,略高于夏季(2.16 mg/L),藻类初级生产和下层DOC矿化作用导致分层期DOC含量上层高,下层低。抚仙湖混合期和分层期δ13CDOC平均值分别为-24.8‰和-24.9‰,表层光合作用和底部呼吸作用是δ13CDOC空间分布主要控制因素。 4.滇池夏季和冬季水体POC平均含量分别为2.00 mg/L和2.01 mg/L,远大于抚仙湖。POC含量主要受藻类生物量控制,陆源输入和沉积物再悬浮也是重要影响因素。草海夏季和冬季δ13CPOC平均值分别为-27.5‰和-25.3‰,外海夏季和冬季分别为-17.5‰和-18.4‰。受藻类光合作用影响,夏季表层水体δ13CPOC较冬季偏正。水体POC主要来源于藻类,沉积物再悬浮对部分湖区也有重要贡献。 5.滇池夏季水体△14CPOC平均值为-33.1‰,海埂湖区表层水体POC最老(△14C为-99.4‰),受外源输入影响较大,可能与人为活动或河流侵蚀作用带入的流域内老碳有关。 6.滇池夏季水体DOC平均含量为10.19 mg/L,明显大于冬季(7.17 mg/L),草海水体DOC含量显著低于外海。DOC含量分布主要受藻类生物量和外源输入影响,局部湖区沉积物再悬浮也是重要影响因素。滇池夏季和冬季水体δ13CDOC平均值分别为-23.1‰和-21.5‰,受光合作用影响,夏季较冬季偏负。 7.建立了利用△14C-δ13C定量示踪湖泊水体有机碳来源的方法,结果显示藻类初级生产是抚仙湖混合期和分层期水体POC的主要来源,贡献率分别为53%和54%,其他来源均小于20%。陆源对北部湖区贡献较大,细菌源对底层水体POC有较大贡献。藻类为夏季滇池水体POC主要来源,贡献率达85.3%,其他来源贡献较小,贡献率均低于5%。 8.水体富营养化程度、温跃层的拦截和水体去分层作用、流域人类活动强弱、湖泊水深等因素,决定了抚仙湖和滇池有机碳及其碳同位素空间分布、有机碳来源和迁移转化过程存在明显差异。