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异龙湖草型-藻型稳态转换的有机碳氮及其同位素源解析 被引量：4
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作者 杨关绍 王旭 +5 位作者 郭雯 王明果 温雯雯 孔令阳 黄林培 陈光杰 《地理研究》 CSSCI CSCD 北大核心 2023年第11期3061-3078,共18页
湖泊稳态转换导致湖泊由清水态向浊水态转变,不仅削弱湖泊生态系统功能和服务,同时会对湖泊有机质来源组成及碳氮循环过程产生显著影响。本研究采集了异龙湖20根短钻岩芯,对沉积物有机质的碳氮稳定同位素及C/N值进行测定,根据指标变化... 湖泊稳态转换导致湖泊由清水态向浊水态转变,不仅削弱湖泊生态系统功能和服务,同时会对湖泊有机质来源组成及碳氮循环过程产生显著影响。本研究采集了异龙湖20根短钻岩芯,对沉积物有机质的碳氮稳定同位素及C/N值进行测定,根据指标变化模式并结合前人研究结果,识别了异龙湖稳态转变前后草型阶段和藻型阶段两个时期。结果显示,沉积物δ^(15)N值较低(2.50‰±1.42‰),与化肥氮同位素信号相近,表明长期的农业面源污染是导致异龙湖水体富营养化的主要原因。近百年来异龙湖从草型清水态向藻型浊水态的转变过程中,呈现碳同位素信号偏负、C/N值较低的藻源性有机质来源占比升高而水生维管束植物(δ^(13)C偏正,C/N值较高)来源降低的演变过程。进一步运用MixSIAR贝叶斯混合模型对异龙湖草型、藻型两个时期有机质来源的定量分析表明,浮游植物贡献率从草型湖泊阶段的26.69%±4.38%上升到藻型湖泊阶段的41.91%±5.03%;而沉水植物贡献率则由16.10%±6.26%下降到2.89%±1.09%。此外,较高的陆源有机质占比(草型:39.6%±3.5%,藻型:37.3%±3.4%),可能与较大的异龙湖流域与湖泊面积比(11.63)以及流域土地利用类型改变导致的地表侵蚀速率上升有关。草型和藻型阶段中挺水植物的相对贡献率没有显著差异(17.60%±1.87%和17.93%±1.62%),指示浅水湖泊湖滨带挺水植物分布广泛,受水体营养水平的影响较小;同时挺水植物纤维素含量高、降解速度慢,更容易在沉积物中保存,成为沉积物有机质的重要来源之一。湖泊生态系统稳态转换过程中有机质来源的定量研究有助于精准甄别不同有机质贡献情况,为制定湖泊管理策略与实施评估提供帮助,为生态修复提供理论支撑。 展开更多
关键词 草型和藻型湖泊 碳氮稳定同位素 沉积物有机质 定量化 异龙湖
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异龙湖草——藻型稳态转换的碳氮磷化学计量特征及埋藏量估算
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作者 杨关绍 温雯雯 +7 位作者 王旭 郭雯 王明果 黄林培 孔令阳 李蕊 陈光杰 王教元 《地理学报》 EI CSSCI CSCD 北大核心 2024年第11期2830-2848,共19页
了解湖泊沉积物中C、N、P化学计量特征对于加强陆地水域生态系统化学计量学研究和揭示草型、藻型不同湖泊生态系统生源要素响应轨迹具有重要意义。本文基于覆盖全湖的20根短钻岩芯,对云南浅水富营养湖泊异龙湖沉积物有机碳(TOC)、总氮(... 了解湖泊沉积物中C、N、P化学计量特征对于加强陆地水域生态系统化学计量学研究和揭示草型、藻型不同湖泊生态系统生源要素响应轨迹具有重要意义。本文基于覆盖全湖的20根短钻岩芯,对云南浅水富营养湖泊异龙湖沉积物有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)进行测定与分析,结合前人对异龙湖稳态转换发生的对应沉积深度划分,探讨了水体富营养化驱动的草型、藻型湖泊演化阶段对沉积物化学计量特征的影响。结果表明,湖泊沉积物C、N、P化学计量特征存在明显的时空异质性,异龙湖藻型湖泊阶段TOC、TN和TP含量分别为(4.83±1.47)%、(0.42±0.09)%和(0.04±0.01)%,均显著高于草型湖泊阶段的(3.87±0.98)%、(0.31±0.08)%和(0.03±0.02)%。藻型湖泊阶段的C∶N∶P值为347∶26∶1,较草型湖泊阶段(519∶35∶1)显著下降,反映了水体富营养化驱动下草—藻型稳态转换过程的水生植物群落更替和水环境参数改变对低内稳态有机个体在生态化学计量学上的影响。在不同元素之间,受有机质来源组成、化学元素的功能及活性差异等多因素影响,异龙湖沉积物中C、N元素主要在河流入湖口及沿岸带富集而P元素在深水区富集,导致P元素与C、N元素间的耦合性较低。在表层0~15 cm,异龙湖沉积物TOC、TN和TP埋藏量分别为1829 t/km^(2)、160 t/km^(2)和16 t/km^(2),顶部0~5 cm(藻型湖泊阶段)的平均埋藏速率较10~15 cm(草型湖泊阶段)升高30%~36%,但受含水率影响,10~15 cm的储量是顶部0~5 cm的1.5倍。与其他富营养化湖泊对比发现,温度极大地影响着湖泊有机质的有效埋藏,对湖泊沉积物C、N、P的源、汇功能起到关键的调控作用。异龙湖较高的水温使得底泥营养盐容易释放到湖泊水体中形成二次污染,加剧了湖泊生态修复的难度。本文揭示的湖泊生态化学计量及储量特征可为深化高原湖泊C、N、P循环认识与评估营养盐埋藏提 展开更多
关键词 异龙湖 富营养化 草型和藻型湖泊 生态化学计量学 碳氮磷储量
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