近现代羊卓雍措和湖光岩玛珥湖环境演变与人为活动的关系 ——来自δ~(13)C-δ~(15)N-δ~(18)O_P的证据

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自工业革命,人类活动对气候环境的影响逐渐超过自然营力。近现代以来,人类活动已成为影响湖泊环境的重要驱动力。人类活动导致的碳、氮、磷等营养元素在沉积物中的大量蓄积,及其在水环境中的快速循环,对湖泊水环境产生重要影响,显著加速了湖泊富营养化进程。并且,湖泊沉积物是研究环境变化和人类活动的重要载体。本文选取我国青藏高原湖区—羊卓雍措(下称羊湖)和东部平原湖区—湖光岩玛珥湖为研究对象,通过210Pb和137Cs计年手段建立了两个湖泊的精确“深度-年代”模型,分析了两个湖泊沉积物柱芯中碳、氮、磷元素的含量和沉积通量以及同位素(δ13C、δ15N和δ18OP)组成,通过经济社会条件和气象要素的对比研究,分析了两个湖泊近现代环境变化与人为活动的关系,探讨了利用磷酸盐氧同位素研究近现代环境变化的可行性和适用性,得出如下主要认识:(1)羊湖柱芯的沉积年代跨度约286年(柱芯上部1-9 cm),湖光岩玛珥湖柱芯的跨度约120年(柱芯1-40 cm)。两个湖泊的柱芯包含了人类活动最剧烈的近现代时段,有利于进一步分析湖泊的沉积记录与环境变化和人为活动的关系。根据湖泊沉积物碳、氮、磷及其同位素的变化,判断人类活动影响羊湖环境变化的关键时段是20世纪末-21世纪初,而影响湖光岩玛珥湖环境变化的关键时段是20世纪80年代-21世纪初。(2)根据湖泊沉积物碳、氮、磷及其同位素的变化,羊湖沉积物20世纪中期至今的沉积速率变化较大,湖泊初级生产力不稳定。有机质来源以湖泊自生内源为主,但陆源输入的影响也明显增加。湖光岩玛珥湖在20世纪80年代-21世纪初的沉积过程较不稳定,可能是外源输入(陆源和大气沉降)的影响。同时,该阶段湖泊的初级生产力快速提高。有机质来自湖泊自生和陆源输入的混合源,并且20世纪末至今湖光岩玛珥湖有机质外源有增强的趋势。(3)湖泊沉积物近现代碳、氮、磷的积累受人为经济活动影响明显,湖光岩玛珥湖尤甚。羊湖和湖光岩玛珥湖的水体营养水平受磷素制约,并且沉积物中内源磷含量日益增多。尤其注意,湖光岩玛珥湖在水体底部缺氧时,深水区有较高的内源磷释放潜力。应关注内源磷持续释放所带来的潜在富营养化风险。并且,不容忽视大气沉降对湖泊营养物质输入的这一过程。(4)人类活动在近现代明显地影响羊卓雍措和湖光岩玛珥湖的环境变化。但是,湖泊沉积物中各形态磷的磷酸盐氧同位素并没有明显地反映近现代的气候变化(如气温、降水和蒸发等要素),而在判定沉积物中的磷源有重要作用。无机磷的磷酸盐氧同位素在反映近现代气候变化和人类活动时的作用,仍需进一步研究和探讨。并且,应进一步提供确凿的证据以明确大气干湿沉降与湖光岩玛珥湖水体营养盐变化的关系。
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