滇西北地区深水湖泊藻类与碳循环响应流域开发与气候变化的时空特征

发布时间：2021-10-14 19:32

　　随着全球人口的增加、社会经济的发展,流域开发强度和类型的持续增加,越来越多的湖泊系统出现了环境质量恶化、生态功能的退化。在区域气候变暖的背景下,云南地区部分湖泊经历了流域植被退化、水文调控增强、污染物输入增加、极端气候事件频发等环境胁迫,近几十年来出现了水体水质下降、藻类爆发、生物多样性降低等诸多问题,导致了湖库的生态安全水平降低、水资源总量减少,制约了云南社会经济的可持续发展。围绕该地区类型众多的湖泊,已有现代调查集中于水体的资源与环境评价,而揭示湖泊长期变化的沉积物研究缺乏与现代过程的有机结合,缺少考虑流域地表过程与水体环境特征、湖泊理化性质与生物群落响应等耦合过程,急需开展多时空尺度相结合的模式识别与综合评价。与浅水型湖泊相比,深水型湖泊（如最大水深>10 m）具有水资源储量大、换水周期长、热力分层稳定、湖滨带不发育等特点,呈现出较强的环境敏感性和生态脆弱性。因此,本研究应用湖沼学和古湖沼学分析相结合的研究方法,围绕湖泊-流域-大气的地表系统及其关键过程,结合季节调查、沉积物分析和湖泊对比研究,探讨了深水湖泊生态环境的变化规律、驱动过程及其区域模式,可为云南地区深水型湖泊的... 

【文章来源】：云南师范大学云南省

【文章页数】：173 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

湖泊水体碳源及碳循环示意图（据Wetzel,2001修改）

第1章绪论10作用与生物化学过程，最终会输出到下游、重新进入大气或埋藏于湖泊沉积物中（Wetzel,2001）。沉积物氮同位素信号可以提供湖泊有机质来源、氮循环过程中的生物地球化学过程、无机氮输入等信息。湖泊沉积物有机质有多种氮源，包括水生植物和藻类、陆地植物、土壤腐殖质等。陆地植物直接利用大气中的氮，其有机质δ15N值通常为2~10‰；土壤有机质或腐殖质中的氮主要来自于生物固氮作用，一般为0‰左右；水生植物δ15N受所利用的无机氮的δ15N影响，通常为-15~20‰；富营养条件下，蓝藻固氮作用合成的有机质主要氮源为大气中的氮，其δ15N值接近0‰（沈吉等，2010）。图1.2湖泊水体氮源及氮循环示意图（改自Wetzel,2001）由于陆生植物与水生植物的物质组成存在差异，陆生植物含更多木质素和纤维素，水生藻类含更多藻蛋白，因而其C/N值有较大差异。基于此沉积物C/N可以可靠地指示有机质来源。研究表明，浮游植物来源的有机质C/N<10，陆生和水生高等植物通常C/N值要更高（如17-163；Meyersetal.,2001）。

（1） 硅藻与水体温度 温度是影响藻类新陈代谢的主要因素之一。研究表明，硅藻在水温偏低时更具有竞争优势（12-16 ℃，Reynolds, 1984; van Donk et al., 1990）。通常，硅藻在春季和秋季会发生爆发性增长，而夏季水温高时丰度相对较低（Denicola, 1996）。Lotter 等（1997）在对 68 个湖泊表层沉积物硅藻的研究中发现，夏季温是驱动硅藻群落构建最重要的环境因子之一。温度影响硅藻群落演替的另一个机制是升温改变湖泊热力分层条件，营养可获得性降低以及湖泊水动力条件减弱，这些都有利于小型硅藻如 Cyclotella 的增加（Paerl et al., 2008; Rühland et al., 2015）。抚仙湖水体硅藻的研究结果显示，温度变化导致深水湖泊水体热力分层的厚度及持续时间的改变影响了硅藻群落的构建（李蕊等，2018）。


本文编号：3436720