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近百年来长江中下游地区的浅水湖泊经历了气候变化及日益增强的人类扰动,造成了普遍的湖泊富营养化、水动力条件和水生生态系统的状态转变,水体的生态服务功能明显退化.枝角类作为一种重要的水生生物,敏感地响应于湖泊及其流域的环境变化,但目前对亚热带湖泊中的枝角类亚化石的环境指示意义,与其它古生态指标如硅藻、摇蚊等对环境变化的响应差异尚未明确.因此,本文以浅水湖泊太白湖为研究对象,结合流域历史资料和监测数据,基于沉积岩芯中枝角类群落过去百年来的期演化序列,重建了近百年来太白湖的历史环境演变过程及机制.对比硅藻及摇蚊的群落演化特征,探讨了多门类古生态指标对环境变化的响应差异.本文重点讨论了枝角类对湖泊鱼类产量指示意义及利用枝角类亚化石来重建历史环境的应用前景及不足. 相似文献
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了解湖泊生态系统基准环境和历史演变规律是进行湖泊生态环境保护和管理的关键.本文研究江汉湖群32个浅水湖泊现代环境和基准环境下的摇蚊组合特征,分析摇蚊组合变化的趋势和影响因素,并探讨了江汉湖群生态和营养参考值.研究发现Paratanytarsus penicillatus-type、Microchironomus tener-type、Cricotopus sylvestris-type、Polypedilum nubifertype、Dicrotendipes nervosus-type、Procladius等为基准环境下的摇蚊优势种.现代环境中Chironomus plumosus-type、Microchironomus tabarui-type、Procladius、Tanypus、Propsilocerus akamusi-type等富营养种明显增多.摇蚊组合CONISS聚类分析结果表明,32个湖泊主要分为3类,其中21个湖泊(第Ⅰ、Ⅱ类)的摇蚊属种与基准环境相比发生了显著变化,主要原因是流域营养盐输入和水生植被的破坏.本研究介绍了摇蚊古生态研究在重建湖泊基准环境方面的应用,并为湖泊管理和生态修复提供参考数据. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(2)
过去温度变化的定量记录对于深入探讨气候变化机制非常重要,不仅有助于检验并改善气候模式模拟的准确性,也可以为全球变化背景下的气候变化幅度提供参考.青藏高原由于其特殊的地理位置影响着大气环流格局,研究青藏高原气候变化有助于理解高原对全球气候变化的响应及其与全球气候系统之间的关系.生物标志化合物代用指标在气候变化研究中的应用为定量重建高原过去温度变化提供了可能.湖泊沉积物中甘油二烷基甘油四醚类化合物(GDGTs)来源相对复杂,其分布特征受多种气候与环境因素影响.本文对青藏高原27个湖泊表层沉积物及部分湖泊流域表土样品GDGTs进行分析,探讨湖泊表层沉积物中GDGTs分布特征的影响因素,并建立其与气候要素的定量关系.结果显示:(1)绝大多数湖泊表层沉积物GDGTs以b GDGTs为主,crenarchaeol和GDGT-0含量较低;(2)高原多数湖泊表层沉积物与表土GDGTs分布没有显著差异,表明i GDGTs可能同时来源于湖泊环境和陆源输入;(3)湖泊表层沉积物i GDGTs分布主要受湖水水化学要素(p H和盐度)及近地表大气年均温的影响,对于青藏高原小型湖泊,TEX86可能反映湖水p H的变化;(4)湖泊表层沉积物b GDGTs分布主要受气候要素(温度和降水)控制;(5)利用已发表的转换方程重建高原同一地区温度差异明显,因此利用GDGTs定量重建青藏高原过去气候前必须开展GDGTs的现代过程调查.本研究基于湖泊表层沉积物b GDGTs分布,分别利用代用指标(MBT,CBT)及不同b GDGTs化合物组分丰度(fabun)与湖泊所在地的年均气温(MAAT)建立了适用于青藏高原湖泊古气候研究的转换方程,为高原古气候定量重建提供研究基础. 相似文献
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在全球变化的背景下,厘清湖泊生态系统对气候环境以及人类活动的响应机制对制定社会的适应政策非常重要.目前的研究手段如现场观测和围隔实验等可以很好地揭示湖泊生态系统在有观测记录以来的演替和变化过程,但是不能提供历史时期湖泊生态系统的变化及其对气候环境变化和人类活动的响应.古湖沼学可以为探讨湖泊生态系统的长期变化及其对气候环境变化的响应提供重要信息.本文以青藏高原中部无鱼湖泊达则错为研究对象,利用沉积物岩芯西藏拟溞（Daphnia tibetana）残体丰度和总烯酮含量重建该区过去1000年的浮游生物记录;利用总氮、总磷以及总有机碳含量重建过去1000年湖泊营养盐以及有机质变化记录;结合烯酮不饱和度重建的古温度记录,探讨达则错过去1000年生态系统变化及其对气候环境演变的响应机制.研究发现达则错湖泊生态系统尤其是生产力在自然状况和人类活动影响下存在显著变化.在自然状况下,较高的湖泊初级和次级生产力发生在温度较低和湖水营养盐浓度较高时;而在过去150年,达则错湖泊环境受到人类活动影响显著,湖泊生产力发生相应变化,较高的湖泊生产力发生在温度较高时期,其主要受由人类活动带来的营养盐元素浓度控制.研究结果表明达则错湖泊生态系统在人类活动影响下发生了显著的改变. 相似文献
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基于PSR模型的乌梁素海生态系统健康分区评价 总被引：1，自引：0，他引：1
在压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)模型的基础上,诊断了内蒙古乌梁素海不同湖区的生态系统健康状态.从湖泊生态环境特征、生态功能和社会环境3个方面筛选出25项诊断指标,在专家打分法的基础上,采用层次分析法确定每项指标的权重.根据湖区生态环境特征差异,将湖泊划分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个不同的区域,分别诊断各个区域的健康状态.结果显示,乌梁素海生态系统综合健康指数在0.3~0.5之间,属于警戒或者较差的状态.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区域的综合健康指数分别为0.3395、0.3866和0.4494.基于湖泊的生态系统健康存在区位上差异,为恢复湖泊健康提出有针对性的措施.本研究的开展,可为湖泊生态系统恢复和管理政策的制定提供科学依据. 相似文献
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来源于微生物膜脂的甘油二烷基甘油四醚类(GDGTs)化合物是近年来被广泛用于古环境定量重建研究的化合物之一,究其原因在于此类化合物对环境响应敏感,特别是温度与pH值等,据此而建立的一系列GDGTs指标有效定量重建海洋、湖泊、泥炭以及土壤等不同沉积载体的环境信息.目前已在全球范围广泛开展湖泊沉积物GDGTs的研究工作,相继建立的全球以及不同区域尺度的湖泊沉积物GDGTs校正方程,已被用于湖泊古环境的定量重建研究,有效记载古湖泊环境变迁信息.相较之下,基于湖泊水体GDGTs的调查工作则起步较晚,但越来越多的研究显示,不同类型湖泊水体普遍贡献GDGTs,然而究竟此类水生来源GDGTs是否与陆源以及湖泊沉积物GDGTs具有类似的分布,以及他们对环境因素的响应如何,这都为湖泊古温度定量重建研究带来不确定性.基于此,本文总结这10年来湖泊水体GDGTs研究工作的进展,首先阐述湖泊水体不同来源(古菌以及细菌)GDGTs的分布情况,研究发现水体不同层位GDGTs浓度以及各组分之间存在差异,并且水深在不同湖泊对GDGTs浓度以及各组分相对比例的影响存在差异.此外还总结湖泊水体中古菌来源isoGDGTs以及细菌来源brGDGTs的生物来源,并进一步分析环境因素对不同深度水体GDGTs分布的影响,虽然温度依然是影响水体中GDGTs分布的首要因素之一,然而湖泊水深、温度以及水体中溶解氧浓度等因素存在着一定的耦合关系,这些因素往往协同作用于水体GDGTs,因此会为评估环境因素对水体GDGTs的影响带来难度. 相似文献
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人类活动的加强导致湖泊生态系统发生"突变",造成生物多样性下降、藻类暴发、水质恶化等等环境和生态问题.中国许多湖泊已经发生"突变"或面临着突变风险.获悉湖泊生态系统发生突变的时空差异对于区域湖泊的保护,预防湖泊突变的发生以及制定合适的修复策略至关重要.本研究收集了中国55个不同区域湖泊的古湖沼学数据,探讨了湖泊突变的区域特点.研究确定了湖泊生态系统发生突变时间和区域差异,并揭示了空间差异的原因.结果表明,中国湖泊生态系统突变时间的区域分异特征为:长江中下游湖泊最早出现突变;东部和东北湖区湖泊突变时间明显早于西南、内蒙古和新疆湖泊;各湖区内,城郊湖泊突变时间早于乡村湖泊.人类活动强度是造成湖泊突变时空差异的主要驱动力.研究认为,区域人类活动强度影响了湖泊生态系统的演化进程,造成了中国湖泊生态系统突变的区域差异.本研究从生态系统突变的角度,利用古湖沼学综述了中国湖泊生态系统在人类活动下的演化进程,更深刻地认识了中国湖泊现状,为湖泊保护提供了有力的科学依据. 相似文献
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全球范围内的湖泊生态环境均出现了不同程度的退化,对其进行生态修复的最终目的,就是要将受损的生态系统尽量恢复到人类干扰前或接近人类干扰前的生态状况,即基准环境.湖泊生态系统是长期演化的产物,其形成及演化机制必须从历史的视角加以考察,因此基于湖泊沉积物的古生态学技术在制定基准环境方面有着独特的优势.本文从基准环境的定义、建立的常用方法、基本特征和典型应用几个方面介绍了古生态学手段在湖泊生态修复中的应用,提出中国今后利用古生态学手段在水环境治理工作的应用前景. 相似文献
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二叠纪-三叠纪之交环境的不稳定性和生物危机的多阶段性: 浙江长兴微生物分子化石记录 总被引：2，自引：0，他引：2
从生态系统的底层——蓝细菌和绿硫细菌出发, 从分子化石角度分析浙江长兴煤山剖面的环境变化和生物危机的特点. 系列2-甲基藿烷(C28-C32)指数揭示了二叠纪-三叠纪之交蓝细菌的剧烈变化, 蓝细菌在动物灭绝期间和期后出现多次(至少两次)繁盛, 反映了生态系统和水体营养条件的不稳定性. 2-烷基-1,3,4-三甲基苯系列化合物(C12-C23)指标与姥鲛烷/植烷比值(Pr/Ph)共同揭示了沉积环境快速多变的氧化-还原条件. 这些分子化石参数记录了二叠纪-三叠纪之交处于一种极度不稳定的环境. 这种环境条件长期的极度不稳定状态与生物危机的多阶段性、生物复苏的长期性相吻合. 因此, 生物危机的多阶段性与生物复苏的长期性是统一的, 它们都是对环境条件不稳定性的响应. 相似文献
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区域增温和大气氮沉降作用已成为高山湖泊面临的重要环境胁迫,已有高山湖泊生物群落响应的长期模式研究主要集中于藻类而缺乏更高营养级生物(如浮游动物)的系统调查。本研究选择滇西北地区深水型的高山湖泊沃迪错开展沉积物调查,通过多指标分析(总氮、总磷、叶绿素a、氮稳定同位素等)并结合区域气候重建记录,识别近两百年来该湖泊及流域环境的变化历史,进一步利用枝角类群落指标(物种组成、生物量等)定量评价了湖泊生物群落的响应模式与驱动因子。结果表明,湖泊营养水平(如总氮浓度)和初级生产力(叶绿素a浓度等)在过去近两百年总体呈上升趋势。相关分析显示,大气氮沉降和流域外源输入是影响总氮上升的主要因素,同时区域增温和营养盐富集促进了湖泊初级生产力的不断上升。自1960s以来区域升温明显,湖泊营养水平和叶绿素a浓度呈现加速上升的趋势。钻孔中枝角类群落以浮游属种(Daphnia longispina等)为优势种,在1900AD以前D.longispina相对丰度较为稳定(40.83%±8.02%),之后出现下降趋势且在1948—1965年间明显下降,之后再次明显上升并成为主要优势种。排序分析显示,气温、叶绿素a和总... 相似文献
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随着气候与生态问题的不断涌现,气候环境变化与生态系统响应研究的重要性日益凸显,而传统方法逐渐难以满足深入研究的需要.现代分子生物技术的快速发展使针对湖泊沉积物的DNA分析逐渐被引入相关研究中,有效弥补了传统研究方法的不足,为研究者提供了理解过去气候和环境变化、生态系统响应的新视角.湖泊沉积物中的DNA蕴藏着丰富的生物群落演变信息,不仅是重建古气候、古环境变化历史的有力工具,更有助于研究生态系统的长期演化过程及内部机制,探讨气候环境变化及人类活动对生态系统的影响.本文分析了保存在湖泊沉积物中DNA的特点,着重介绍湖泊沉积物DNA分析在气候环境变化及生态系统响应研究中的应用,并对该技术目前存在的挑战、可能的解决方案及未来发展潜力进行了总结与展望. 相似文献
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近1800年来云南洱海流域气候变化与人类活动的湖泊沉积记录 总被引：12，自引：3，他引：9
对云南洱海湖泊岩芯沉积物进行了多环境指标（年代学、色素、硅藻、有机碳稳定同位素、磁化率、化学元素）的分析,建立了近１８００年来云南洱海流域气候与环境变化的序列,气候演化具有暖干、冷湿交替的组合呈些特征气候阶段如中世纪温暖期、小冰期气候特征在洱海源泊沉积记录中均有反映,洱海湖泊上沉积记录的气候暖干－冷湿交替变化规律,反映了西南委风影响下的气候演化特征,湖泊沉积记录中包含丰富的人类以的信息,磁化率,元 相似文献
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Quantitative paleotemperature records are vital not only for verifying and improving the accuracy of climate model simulations, but also for estimating the amplitude of temperature variability under global warming scenarios. The Tibetan Plateau (TP) affects atmospheric circulation patterns due to its unique geographical location and high elevation, and studies of the mechanisms of climate change on the TP are potentially extremely valuable for understanding the relationship of the region with the global climate system. With the development of biomarker-based proxies, it is possible to use lake sediments to quantitatively reconstruct past temperature variability. The source of Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers (GDGTs) in lake sediments is complex, and their distribution is controlled by both climatic and environmental factors. In this work, we sampled the surface sediments of 27 lakes on the TP and in addition obtained surface soil samples from six of the lake catchments. We analyzed the factors that influence GDGT distribution in the lake sediments, and established quantitative relationship between GDGTs and Mean Annual Air Temperature (MAAT). Our principal findings are as follows: the majority of GDGTs in the lake sediments are bGDGTs, followed by crenarchaeol and GDGT-0. In most of the lakes there were no significant differences between the GDGT distribution within the lake sediments and the soils in the same catchment, which indicates that the contribution of terrestrial material is important. iGDGTs in lake sediments are mainly influenced by water chemistry parameters (pH and salinity), and that in small lakes on the TP, TEX86 may act as a potential proxy for lake pH; however, in contrast bGDGTs in the lake sediments are mainly controlled by climatic factors. Based on the GDGT distribution in the lake sediments, we used proxies (MBT, CBT) and the fractional abundance of bGDGTs (fabun) to establish calibrations between GDGTs and MAAT, respectively, which potentially provide the basis for paleoclimatic reconstruction on the TP. 相似文献
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湖泊沉积有机碳同位素与环境变化的研究进展 总被引：22，自引：2，他引：20
湖泊沉积有机质稳定碳同位素（δ^13Corg)在区域气候与环境变化方面的应用近年来发展迅速,成果令人瞩目,保存在各类湖泊岩芯中的δ^13Corg记录揭示了晚更新世以来大气CO2浓度的变化、湖泊水位波动、湖区生态与植被的变迁以及气温变化等重要环境信息,由于造成δ^13Corg值变化的影响因素较多,确定个湖与环境变化有关的主导因素时常有赖于其它证据的帮助,诸如地球化学、古湖沼学、孢粉学、分子同位素地层学等等,前人通过研究来自不同类型湖泊、具不同曲线形态特征的δ^13Corg记录,提出了多种环境解释模型,本文对此作了归纳和评述。鉴别和澄清湖泊沉积有机质的源物质以及有机物源随环境变化而发生过的变化,是研究δ^13Corg记录环境意义至关重要的基础性工作,由于有机质含量、碳氮比值、氢指数、生物残留物鉴别等常能提供有关有关湖泊有机质来源、产率、成岩作用等方面的有用信息,这方面的研究结果应该尽可能一并提供,以利于恰当地应用现有的环境解释模型,或者建立个湖新模型,单体生物标志化合物鉴别通常也能为区分湖积有机质中陆生、水生、细菌生等不同碳的来源提供有用信息,特定化合物同位素分析技术近年来成功地应用于建立单体生物标志化合物碳同位素地层学,为湖积有机碳同位素在生态环境演变研究方面的应用提供了思路,我国许多湖泊的湖底沉积岩芯尚未钻取,那些对过去全球变化研究有价值的δ^13Corg记录有待我们去获取和研究。 相似文献
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湖泊生态系统的修复必须建立在历史生态环境演化过程与驱动机制认识的基础之上.针对草型湖泊演化历史研究相对不足的现状,以长江中游典型草型湖泊梁子湖为研究对象,结合210Pb和137Cs年代测试,通过对沉积柱高分辨率的多指标分析(硅藻、元素地球化学和粒度)以及流域历史资料重建近百年来梁子湖生态环境的演化过程,并在此基础上利用冗余分析定量区分影响该湖泊生态环境演化的关键驱动因子.结果显示,沉积物总磷和重金属元素Cu是影响该湖泊生态环境演化的2个显著变量,它们分别单独解释硅藻组合的12.7%和8.5%变率.这表明近百年来人类活动引起的营养输入对梁子湖生态环境演化起关键性作用,而重金属污染也是影响梁子湖环境演变的重要因子.本研究结果可以为梁子湖及长江中下游其他类似湖泊的环境治理提供科学依据. 相似文献
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Majority of shallow floodplain lake ecosystems of the middle and lower reaches of the Yangtze River (China) have gone through serious eutrophication problems over the recent past. The severe environmental deterioration accompanied by cyanobacterial blooms have become major water resource management challenges in the region. An advanced research method is urgently needed to tackle these challenges. The concept of ecological resilience address pressing questions of non-linear dynamics, threshold effects and regime shifts in shallow floodplain lakes, and help manage the ecosystem effectively. Palaeolimnological techniques are important for assessing long term resilience and associated thresholds effects of shallow lake ecosystems. However, the lack of reliable proxy methods available, the assessment of long term ecological resilience of shallow Yangtze River lake systems has become increasingly difficult. Cladocerans (water fleas) play a central role in lacustrine food webs by responding to external drivers and internal ecosystem processes in lakes. Their subfossils are well preserved and becoming one of potential proxy indicators of lake ecosystems change for a longer time scale. This study explores the potential application of subfossil cladocerans and their ephippia in assessing a long term ecological resilience and help better management strategies of lake ecosystems and water resources of the middle and lower reaches of the Yangtze River in China. 相似文献
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Environmental records of lacustrine sediments in different time scales: Sediment grain size as an example 总被引：2，自引：0，他引：2
CHEN Jing’an WAN Guojiang David Dian Zhang ZHANG Feng & HUANG Ronggui . State Key Laboratory of Environmental Geochemistry Institute of Geochemistry Chinese Academy of Sciences Guiyang China . Department of Geography Geology University of Hong Kong Pokfulam Road Hong Kong China 《中国科学D辑(英文版)》2004,47(10):954-960
Understanding the past is the key to know thepresent and to predict the future. As a core project ofthe International Geosphere Biosphere Program, PastGlobal Changes (PAGES) aims to reconstruct theevolution history of global climate, global environ-ment and global ecosystem with resort to all kinds ofnatural records, so as to reveal the change rules(change processes, change amplitude and change rate)of the global environment and thus provide scientificbasis for predicting climate changes p… 相似文献