国际地圈—生物圈计划(IGBP)是当今自然科学研究最活跃的重大课题之一。其中，全球气候变化研究是核心。工业革命以来，温室效应、土地荒漠化、环境污染以及淡水资源短缺等一系列全球性问题使得人们开始密切关注各种短时间尺度(年、十年、百年)的环境变化。高原封闭、半封闭湖泊，一般汇水面积小、入湖河流短、湖水较深，其沉积物记录连续、敏感、分辨率高，是气候和环境演化的敏感指示器，在过去全球变化研究中具有重要地位。特别是在恢复和重塑各种短时间尺度的气候和环境演化序列上，具有其它自然历史记录无法替代的优势。 星云湖流域是滇中比较发达的经济区域，星云湖是当地工农业生产和人民生活的重要水源地，对于调节滇中高原的气候、提供水源和美化环境起着不可替代的作用。随着经济的发展和人口的增多，排入湖泊的工业、农业和生活污水大幅增加，严重污染了星云湖的水质。过量的湖泊垦殖严重地破坏了湖泊的生态平衡。这一切使湖泊富营养化加剧，自身净化能力降低，水质急剧恶化。星云湖还是“高原明珠”——抚仙湖的上游湖泊，星云湖水的注入构成其最大的污染源。另外，长期的泥沙和由富营养化导致的大量水生生物残骸的淤积，已造成了严重的内源污染，破坏了湖泊的生态系统，加速了湖泊的衰老。 因此，本论文以星云湖的现代沉积物为重点，进行了粒度、有机碳同位素、碳酸盐的氧碳同位素、磁化率以及孢粉的测试分析或鉴定，综合对比了多项环境替代指标，力求从自然变化和人为影响两个方面揭示湖泊环境演化的动态过程和机制以及各环境要素的内在联系。 沉积物粒度特征显示：1847年至1926间沉积物粒度较粗，但存在由粗变细的变化趋势，反映19世纪初期气候较为干旱，之后向湿润转变；1926至1929年出现了粒度的突然增大，对应民国期间一次大的疏浚开凿河道事件；1929至1983年沉积物粒径较小、组成稳定且具有良好的分选性。1983年至今，沉积物粒度变粗，分选较差。其原因是水土流失、入湖污染物增加以及富营养化的加剧。 沉积物有机碳组成表明：1847至1905年，有机碳值全部偏正，δ13Corg均大于或接近C3型植物平均δ13C，表明有机质主要来源于陆源C3植物。指示该阶段初期气候较为暖干，之后向相对冷湿转变，在1890年之后出现回暖；1905至1953年，有机碳呈负偏趋势，揭示这一阶段气候逐渐向相对冷湿转变；1983年至今，δ13Corg偏负，曲线特征表现为经历两次规律的周期变化，指示了湖泊的富营养化趋势和气候的强烈回暖。 沉积物碳酸盐氧、碳同位素组成表明：1808至1899年，碳、氧同位素正相关变化，指示气候由暖干向冷湿变化的趋势；1899至1953年，δ13Ccarb正偏，对应水生生物光合作用的加强，间接指示湖区气候的暖干趋势。另外，湖区温度的升高和水体的蒸发浓缩，使得在CO2水、气交换过程中产生同位素分馏，δ13Ccarb增大。δ18Ocarb曲线的大幅振荡说明了这一时段气候的多变性；1953至1983年，氧同位素整体偏负，指示这一阶段气候相对冷干。无机碳变化曲线在这一阶段较为稳定且接近均值，说明湖泊中的藻类物质有所增加，其对12C的吸收作用中和了温度降低这一物理化学过程对δ13Ccarb的影响；20世纪80年代开始，湖泊出现富营养化，碳酸盐在同位素非平衡状态下快速形成、沉淀，使得δ18Ocarb明显偏负，是对湖泊生物类型转化的有效记录。约1994年以来，δ13Ccarb有变重的趋势，显示碳酸盐在沉积物表层的不饱和溶解现象，说明富营养化趋势加强。 沉积物磁化率信息显示：1808至1899年，磁化率值整体偏高且变化较小，指示气候温暖.较高的温度可以提供铁磁性氧化物转化的温度条件，导致磁化率值的偏高；1899至1953年，磁化率值的升高趋势指示了该阶段气候向相对温暖干旱转变，以及人类活动的增加；1953至1983年，磁化率小幅减小，其原因是气候变冷干导致还原环境的形成以及碳酸盐矿物的稀释作用；1983年至今，磁化率表现为大幅减小的趋势指示湖泊富营养化导致有机质含量的增加，在沉积物表层形成还原环境，导致磁化率的降低。另外，气候向暖干转变导致沉积物粒径加大，也促使了磁化率的降低。 沉积物孢粉资料显示：1970-1977年，蕨类植物孢子、草本植物花粉以及落叶阔叶花粉在这一阶段自下而上呈增加趋势；针叶类花粉大幅减少；指示气候向相对寒冷转变。藻类特别是盘星藻数量大幅减少，指示气候向干旱化发展。1977-1990年，蕨类孢子的高含量；代表干旱环境的藜科花粉的增多；藻类在这一阶段的较低含量，说明气候相对温凉干旱。1990-1998年，蕨类孢子和草本植物花粉减少，针叶林和常绿阔叶林类花粉含量增多，表明气候较为温暖。1998年至今，气温有小幅回升。松属花粉总量的减少，以鳞盖蕨为主的蕨类孢子和以禾本科为代表的草本花粉增加，栎属花粉得到了恢复和发展，表明这一阶段人类开始有意识的改变植物种群单一化局面。藻类含量特别是盘星藻的大幅增加和政府在这一时期加大对湖泊的保护力度，人为调控湖面以及控制入湖污染物有关。 综合对比以上环境指标，我们得出以下结论：19世纪初以来，星云湖地区的环境发展大致经历了四个演化阶段——即湖泊自然演化阶段、人为扰动阶段、人为改造阶段和富营养化阶段。 Ⅰ自然演化阶段(公元1808-1899年)，湖区人口稀少，生产力水平低下，基本上未对湖泊构成大的扰动，湖泊生态处于原始自然状态。19世纪初期，气候温暖干旱，之后向相对冷湿转变。 Ⅱ人为扰动阶段(公元1899-1953年)，20世纪初期，气候温凉湿润，之后向相对暖干转化。1923年开始的开挖河道事件使得湖泊大面积萎缩，给湖泊生态带来了破坏，但是并没有对湖区的气候产生重大影响。 Ⅲ人为改造阶段(公元1953-1983年)，20世纪中期，气候表现为温暖偏干，之后向相对冷干转化。这一阶段，“大跃进”及文化大革命等事件对湖区的环境产生了较大影响。 Ⅳ人为破坏阶段(公元1983年至今)，20世纪80年代以来，湖区气候由温凉偏干向温暖偏于转变。湖泊的富营养化程度加剧，生态平衡遭破坏。90年代以后，星云湖内源和外源污染加剧，破坏了湖泊生态系统，加速了湖泊的衰老。