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在干旱半干旱地区,硅藻长期以来一直被认为是湖泊电导率变化的有效指示剂。利用盐度.硅藻转换函数结合沉积物中的化石硅藻可以重建湖泊古盐度的变化规律,进而了解湖泊水文过程的变化,为预测湖泊未来的发展提供可靠依据。纳木错地处西藏中部,是西藏最大的湖泊,湖泊水位4718 m a.s.l,面积为1961.5km2。湖水主要依靠念青唐古拉山的冰川融水补给,湖泊蒸发量较大。
本论文针对青藏高原短时间尺度气候和湖泊水文过程研究中面临的科学问题,选择西藏纳木错开展湖泊近代沉积研究,通过浅孔沉积物210Pb、137Cs测年,建立沉积年代序列。分析沉积物中的硅藻组合、沉积物粒度、总有机碳氮等环境代用指标,结合青藏高原硅藻转换函数,对纳木错过去几百年来的湖水电导率进行定量估算。并将分析的结果与藏南沉错古电导率重建值、羊卓雍错水位以及兹格塘错盐度变化进行了对比。研究表明,最近200年来纳木错湖区电导率变化较大。小冰期最后一次冷期,即1830 AD—1870 AD,湖水明显变淡,淡水硅藻Aulacoseira ambigua含量增加,微咸水种Cyclotella ocellata含量下降。粒度也显示出该时段的湖泊水动力较弱。该时期温度的降低以及冬季结冰期变长导致湖泊蒸发量下降,使得湖水淡化。小冰期结束之后湖泊开始逐渐咸化,微咸水种Cyclotella ocellata含量开始增加。1960 AD以来由于全球增温导致湖泊蒸发量明显增加,虽然粒度反映的纳木错冰川补给量有所加强,但是不足以弥补湖泊蒸发量的增加,湖区水量平衡趋负向。湖水中的咸水种Stephanodiscus minutulus逐渐增多,湖水咸化。1980 AD纳木错湖水电导率有所下降,这一变化在藏南沉错、羊卓雍错以及兹格塘错也有发现。区域对比的相似性既说明了硅藻定量重建古电导率的精确性,也说明高原湖泊水文对区域气候的共同响应特点。过去200年来冰川补给湖泊盐度的变化趋势,反映在百年变化尺度上,湖泊有效湿度为冷湿暖干的特点推测随着人类活动的加强,温室气体排放的增加,高原湖泊可能继续成化、水量平衡向负方向发展;但在十年尺度上,80年代的降温反映了水文对气候响应的波动变化,不排除在未来重现年级到十年级时间的高原湖泊水文变化出现回复的现象。
另外,论文针对碱性湖泊沉积物硅藻保存难的特点,对纳木错浅孔硅藻保存性问题进行了探讨。发现不同硅藻属种在沉积物中的保存不同,说明了做硅藻保存性研究的必要性。而通过纳木错硅藻溶蚀与北美Devils湖硅藻溶蚀的对比研究发现,当硅藻保存性系数F≥0.3的时候,硅藻定量重建结果能够精确反映环境要素的真实情况,而当F<0.3的时候,对定量重建结果的解释必须慎重。