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过去5000 a以来抚仙湖沉积物有机质碳同位素的古环境指示意义 总被引：1，自引：0，他引：1
通过测定抚仙湖沉积物全有机样品的稳定碳同位素组成(δ~(13)C_(org))、总氮、总有机碳含量指标并计算碳氮比值,对过去5000 a以来抚仙湖沉积物有机质来源、δ~(13)C_(org)的影响因素及其所指示的古环境意义进行分析.结果表明:在过去的5000 cal a BP里,抚仙湖沉积物有机质主要来源发生明显变化,沉积物有机质输入由内源水生生物和陆生C_3植物共同输入(5000-2300 cal a BP阶段)转变为以内源沉水植物、浮游植物和藻类等输入为主(2000 cal a BP至今阶段);有机质来源发生变化是造成抚仙湖沉积物δ~(13)C_(org)值变化的主要原因;2000 cal a BP以来,陆源有机质输入的锐减与人类活动的影响密切相关;在2300-2000 cal a BP阶段,抚仙湖沉积物δ~(13)C_(org)值的快速变化可能指示了抚仙湖流域的古环境在这一时期经历了快速变化的气候事件. 相似文献
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水生植物是湖泊沉积物中内源有机质的主要来源,但目前研究者对水生植物正构烷烃和脂肪酸分布特征的研究有限,极大地限制了湖泊沉积物同位素地球化学在环境变化研究中的应用.文章总结了全球湖泊已报道水生植物脂类结果,结合在中国主要湖泊新获得的脂类数据,系统讨论了湖泊水生植物脂类分布特征.我们发现水生植物基本以中等链长脂类(C_(23)～C_(25)正构烷烃和C_(22)～C_(24)脂肪酸)为主峰碳,与陆生植物存在差别(以长链脂类为主峰碳),但一些水生植物样品的长链正构烷烃(如C_(27)和C_(29))和长链脂肪酸(如C_(26)和C_(28))也具有较高丰度.沉水植物具有较高含量的长链正构烷烃(平均47μg g~(-1))和长链脂肪酸(平均170μg g~(-1)),与陆生植物脂类含量接近,表明当湖泊中沉水植物大量生长时,其可能对沉积物的长链脂类存在较大贡献.但藻类长链正构烷烃和长链脂肪酸的含量较低(平均含量分别为2和9μg g~(-1)),表明其对沉积物长链脂类的影响可能较小.通过对水生植物和陆生植物脂类分子指标进行比较,我们发现ACL_(14-32)和ATR_(14-18)值能有效将藻类和其他植物来源的脂肪酸区分开,Paq′值能很好地将沉水植物和陆生植物来源的正构烷烃区分开.每个水生植物样品不同奇碳数正构烷烃(C_(21)～C_(31))和不同偶碳数脂肪酸(C_(20)～C_(30))分子间δD值无明显差别,表明湖泊沉积物脂类分子间δD值的差异可能具有区分其输入来源,以及反映湖泊水文条件的潜力. 相似文献
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青藏高原冻土区冻土与植被的关系及其对高寒生态系统的影响 总被引：11，自引：0，他引：11
选择高寒生态系统植被覆盖度、生物生产力和土壤养分与组成结构等要素和冻土环境的冻土上限深度、冻土厚度和冻土地温等指标, 分析了冻土环境与高寒生态系统之间的相互关系, 并基于气温与冻土温度间的统计模型, 建立了高寒生态系统对冻土环境变化的响应分析模型. 通过对青藏高原昆仑山-唐古拉山区域冻土环境要素在人类工程活动与气候变化双重作用下的变化及其对高寒生态系统的影响研究, 表明青藏高原冻土环境变化对高寒草甸和高寒沼泽草甸生态系统影响强烈, 随冻土上限深度增加, 高寒草甸植被覆盖度和生物生产量均呈现较为显著递减趋势, 并导致高寒草甸草地土壤有机质含量呈指数形式下降, 土壤表层砂砾石含量增加而显著粗砺化; 高寒草原生态系统与冻土环境的关系相对微弱; 全球气候变化及其作用下的冻土环境变化导致该区域近15年间高寒沼泽草甸生态系统分布面积锐减28.11%, 高寒草甸生态分布面积减少了7.98%. 在不同气温升高的情景下, 未来50年, 不同地貌单元的高寒草甸生态系统对冻土环境变化的响应程度不同, 其中位于低山和平原区的高寒草甸生态系统将产生较显著的退化, 从植被覆盖度和生物生产量两方面, 定量给出了不同气候变化情境下不同典型地区和地貌单元的高寒生态系统变化特征. 未来在工程活动中采取有效的冻土环境保护措施, 对高原冻土工程稳定性和维护高寒生态系统都具有重要意义. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(6)
分析南黄海中部泥质区柱状样ZY1和ZY3中的生物标志物,来研究全新世沉积有机质的来源和运输过程的变化.根据海源生物标志物(菜子甾醇、甲藻甾醇和长链烯酮含量的总和(?PB,Phytoplankton Biomarker)和泉古醇(crenarchaeol))、陆源生物标志物(烷醇(?n-alkanols)和土壤厌氧细菌生物标志物(br GDGTs))以及TMBR′和BIT指标,重建了全新世黄海海源有机质(marine organic matter,MOM)和陆源有机质(terrestrial organic matter,TOM)的沉积历史.结果表明海源有机质和陆源有机质的变化与陆地植被丰度、海洋浮游植物生产力和海洋环流系统的输运过程有关.受海洋环流系统不断增强的影响,全新世南黄海海源生物标志物含量呈增加趋势,指示了海源有机质输入的增多.陆源生物标志物含量变化波动较大,揭示了影响黄海陆源有机质埋藏的因素可能更复杂:早全新世(7200~6000cal a BP)陆源有机质输入量适中,由于环流系统还未形成,输运黄海陆源有机质有限,但仍存在河流输运的陆源有机质.中全新世(6000~3000cal a BP)陆源有机质含量较低,陆源有机质供应的减少和环流系统输运的增强共同导致陆源生物标志物含量减少,但是变化趋势比较稳定.晚全新世(3000cal a BP至今)南黄海陆源有机质增加,原因是尽管陆地有机质的供应减少,但由于环流系统增强,输运较多陆源有机质至南黄海中部. 相似文献
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甘油二烷基甘油四醚脂(GDGTs)是目前生物地球化学研究的热点之一.与GDGTs有关的指标已成功地应用在海洋环境中有关来源判识和古环境古气候重建的研究,但是在湖泊环境中的应用目前还比较有限.通过开展巢湖柱状沉积物中GDGTs的组成测定,为GDGTs类脂分子标志物在湖泊系统中的应用提供依据.研究表明由柱状沉积物中支链GDGTs参数计算得到的量化结果与巢湖周围流域的环境温度、pH等历史记录能较好地吻合;柱状沉积物中类异戊二烯类GDGTs来源的不确定性可能是造成TEX_(86)指标的量化结果和实际的水体温度出现较大偏差的重要原因.另外,沉积物中GDGTs指标和TOC、C/N、δ~(13)C_(org)、δ~(15)N等传统湖泊总体有机质参数以及其它分子标志物指标相比,具有高分辨性和抗干扰等特点.因此,湖泊中GDGTs有望成为湖泊古气候和古环境重建的重要指标. 相似文献
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滇池的富营养化过程:来自结合态脂肪酸C16:0δ13C的证据 总被引：6，自引：0，他引：6
以云贵高原浅水湖泊滇池作为研究对象,在对湖心一个63cm柱状沉积物中δ13Corg、δ13N、C/N比值和TOC含量测定的基础上,以近现代沉积物有机质中结合态脂肪酸的组成及其单体碳同位素组成结果为主要的讨论对象,并与相应游离态脂肪酸的组成及碳同位素值进行了对比研究,探讨近二百年来滇池湖泊的富营养化过程.研究结果表明,沉积物中有机质基本参数变化按沉积深度可以划分成三个主要阶段,其中20cm至表层段,δ13N、TOC显著增大,与该时期湖泊富营养化密切相关.结合态脂肪酸总含量为38.5-209.6μg/g,游离态脂肪酸总含量为12.0-318.1μg/g,都在表层段20cm出现迅速增加的趋势;利用脂肪酸单体分子组合CPIA、∑C20/∑C21+、TARFA、C18:1w7/C18:1w9、(i-C15:0+a-C15:0)/nC15:0比值的特征变化,表明其以内源的浮游生物和细菌输入为主,内源藻类的大量繁殖,导致湖泊富营养化加剧.相比游离态脂肪酸,滇池沉积物中的结合态脂肪酸具有较丰富的不饱和脂肪酸和正反异构脂肪酸,且具有较强的稳定性,能抵抗早期化学和生物降解作用的影响,具有重要的研究价值,将成为近年来研究的热点.结合态脂肪酸中C16:0的δ13C变化较好地记录了近几十年来湖泊富营养化过程的加剧,可作为反映湖泊重富营养化进程的一个重要指标. 相似文献
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模拟湖泊系统构建了"沉积物-水-苦草(Vallisneria natans)"系统,应用磷脂脂肪酸(PLFAs)法测定在沉水植物苦草不同生长时期沉积物表层微生物群落结构的变化,探讨沉水植物对沉积物中的微生物群落结构的影响.结果表明,从苦草生长初期到旺盛期再到衰亡期,沉积物中有机质含量先下降后上升;总磷、有机磷、无机磷分别下降了8.97%、7.81%、10.28%;沉积物微生物的活性与总磷呈极显著负相关,在苦草生长初期和旺盛期,实验组的沉积物微生物活性大于对照组,而在衰亡期对照组的沉积物微生物活性略高于实验组;不同时期沉积物中微生物群落结构发生了明显变化,组成结构差异显著,微生物组成中细菌占主要成分(占微生物总量的76%~84%);细菌中革兰氏阳性菌占主要优势,且革兰氏阳性菌百分含量随苦草生长呈上升趋势,革兰氏阴性菌呈下降趋势;真菌的百分含量呈上升趋势. 相似文献
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坦噶尼喀湖东北部入湖河流表层沉积物中磷的形态和分布特征 总被引：4，自引：0，他引：4
磷是坦噶尼喀湖生态系统中必不可少的营养元素,直接决定湖体初级生产力的高低,进而影响到周边居民对于动物蛋白的获取来源.为了解坦噶尼喀湖磷的外源输入,选择湖泊东北部的入湖河流,对表层沉积物(16个样点)中总磷(TP)和各形态磷含量及其分布特征进行分析,并探讨磷的形态分布特征与土地利用方式之间的相关关系.结果表明,入湖河流沉积物TP含量为73.05~239.94 mg/kg,平均含量为152.64±55.37 mg/kg,其中最高值出现在马拉加拉西河口.采用Psenner法对磷进行连续浸提并比较不同形态磷含量,由高及低依次为铁铝结合态磷(Fe/Al-P)钙结合态磷(CaP)有机磷(Org-P)残渣态磷(Res-P)弱吸附态磷(Labile-P).土地利用类型对TP及各形态磷含量影响较大,其中TP含量表现为河口湿地城镇附近林草地区,表明地表径流和人类活动会对TP含量产生影响,而对于不同形态磷含量,Laible-P、Fe/Al-P、Org-P含量均表现为河口湿地林草地城镇附近,Ca-P、Res-P含量均表现为城镇附近河口湿地林草地.分析沉积物理化性质与各磷形态之间的相关性,发现沉积物总氮(TN)、有机质和总有机碳与Fe/Al-P、LabileP和TP相关性较好,与Org-P、Ca-P和Res-P相关性较差,表明TN和有机质的输入,会伴随沉积物中磷含量的升高,其增量的赋存形态主要为氧化还原敏感态磷和Labile-P.沉积物粒径组成与各磷形态含量存在相关性,细粒径沉积物与各形态磷含量呈显著正相关,粗粒径沉积物与各形态磷呈显著负相关,表明细小颗粒更易吸附磷. 相似文献
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通过对内蒙古高原呼伦湖沉积物样品总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素(δ13Corg)、总氮含量(TN)和TOC/TN(C/N)值的测定,结合沉积岩芯AMS14C年代标尺,分析了中全新世以来呼伦湖沉积物有机碳埋藏速率随时间变化的趋势及有机质的来源,并探讨了影响呼伦湖有机碳埋藏的主要因素.结果表明,中全新世以来呼伦湖有机碳埋藏速率平均值约为2.06 g/(m~2·a),碳储量约为35.25 Tg C,且总体上呈现增加趋势.呼伦湖沉积物中有机质主要来源于外源输入,但近1000 a以来内源输入逐渐增加并占据优势.呼伦湖有机碳埋藏速率与温度和降水均呈负相关,表明在长时间尺度上,升温及降水量的增加可能对呼伦湖的碳埋藏起到一定的抑制作用. 相似文献
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潮白河上游有机质的碳、氮稳定同位素分析及来源探讨 总被引：3，自引：0，他引：3
河流是连接陆地和海洋两大生态系统的一个重要通道,河流中的颗粒有机质不仅反映了流域植被类型和土壤侵蚀状况的变化,而且记录了人文活动对其自然状态的改变.天然存在的碳、氮稳定同位素对于研究河流体系中颗粒有机质的来源有着非常重要的作用.本文通过测定和分析潮白河上游表层沉积物、植物和土壤中有机质的碳、氮稳定同位素值,对沉积有机质的来源进行了示踪,并在此基础上估算了不同物源的贡献.实验结果表明:该流域沉积物中有机质的碳、氮稳定同位素变化范围分别是27.75‰~21.58‰和1.32‰~6.74‰.有机质来源分析表明,土壤有机质、水生维管束植物和河流浮游生物是该流域沉积有机质主要的三种来源,其中土壤有机质的贡献最大;密云水库物源分析表明潮河和白河携带的有机物是该水库沉积有机质的主要来源,而水库本身有机质的贡献则较少,个别站位有少量的C4植物来源;和河北境内相比,潮河、白河北京境内沉积有机质中土壤有机质的贡献明显减少,水生维管束植物和河流浮游生物的贡献明显增加,反应出流域土壤侵蚀状况与河流有机质来源的密切关系. 相似文献
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通过对鱼苗时期鄱阳湖网箱养殖区沉积物、饵料及鱼粪等样品总有机碳(TOC)含量、总氮(TN)含量、碳氮比(C/N)、δ^13 C及δ^15 N的测定,分析探讨了鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质来源,量化了网箱养殖废物对养殖区沉积物有机质的贡献.结果表明,网箱养殖区沉积物的δ^13 C和δ^15 N值分别为-27.67‰~-25.65‰和5.19‰~7.27‰,饵料的δ^13 C和δ^15 N值分别为-24.73‰和10.28‰,鱼粪的δ^13 C和δ^15 N值分别为-26.30‰和15.54‰.网箱养殖区沉积物有机质来源主要有残饵、浮游生物及其他来源,其贡献率分别为48.3%±11.4%、25.6%±11.3%及26.0%±5.8%,而鱼粪的贡献几乎可以忽略不计.在水动力平流引起的扩散及沉积物的再悬浮的影响下,网箱养殖源有机质的扩散距离达1500 m.在鱼苗时期,鱼类网箱养殖的残饵是鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质的主要来源. 相似文献
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中国草地碳储量时空动态模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国科学:地球科学》2016,(10)
基于陆地生态系统模型(TerrestrialEcosystemModel,TEM5.0),利用温度、降水和太阳辐射等气象资料,结合草地植被类型、土壤质地、海拔、经纬度以及大气CO_2浓度数据,模拟研究了1961~2013年中国草地碳储量和碳密度的时空特征及其影响因素.结果表明:(1)1961~2013年间,面积394.93×10~4km~2的中国草地碳储量为59.47PgC,其中植被碳3.15PgC(约占全球植被碳储量的1.3~11.3%),土壤碳56.32PgC(约占全球土壤有机碳储量的9.7~22.5%).草地碳储量以19.4TgCa~(-1)年平均增长速率从1961年的59.13PgC增加到2013年的60.16PgC.(2)研究时段内,青藏高原草地碳储量贡献最大,占总碳储量的63.2%,其次是新疆草地(15.8%)和内蒙古草原(11.1%).(3)1961~2013年,植被碳储量呈增加趋势,年平均增长速率为9.62TgCa~(-1),温度是植被碳库变化的主要因素,二者相关系数可达0.85.在空间分布上,植被碳变化以增加为主,减少主要出现在南方草地中部,内蒙古西部和中部以及一部分青藏高原草地区.土壤碳储量以7.96TgCa~(-1)的速率呈极显著增加趋势,其中20世纪80年代和90年代降水较多温度较低,降水是土壤碳增加的主要影响因素. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(2)
本次研究主要对覆瓦状满江红中长链烷基二醇、三醇、一元异构醇和羟基酸等含羟基类化合物组成分布进行探讨,结合对比蕨状满江红、小叶满江红和南海沉积物中醇类有机质组成,以期探索满江红对南海沉积物中二醇和三醇生物来源的可能指示.3种满江红中均检出了大量中间羟基位于ω20键位的二醇、一元羟基酸和一元异构醇,其中1,ω20-二醇和ω20-羟基酸呈强偶奇优势分布,而ω20-异构醇呈强奇偶优势分布;除此之外,还检出了少量中间羟基位于9,10/或ω9,ω10键位的二醇、三醇和二元羟基酸,均以以C_(29)链长为主.满江红中相似结构的系列物反映了相同的生物合成途径:偶奇优势分布的ω20-羟基酸通过脱羧基形成奇偶优势分布的ω20-异构醇,通过酰基还原形成偶奇优势分布的1,ω20-二醇;ω9,ω10-羟基酸通过酰基还原形成1,20,21(1,ω9,ω10)-三醇,然后加氢脱水形成9,10-二醇.覆瓦状满江红中醇类有机质组成分布特征表明不是南海沉积物中1,13/1,14/1,15-C_(28,30,32)二醇和1,3,4-C_(27-29)三醇的生物来源,某种海洋硅藻可能是近海沉积物中1,14-C_(28,30)二醇的母质来源,对于南海沉积物中二醇和三醇的生物来源需要进一步深入探索. 相似文献
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云南阳宗海表层沉积物有机质组成结构对磷赋存形态特征的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
利用连续提取分级的方法定量分析阳宗海表层沉积物磷赋存形态,阐明了沉积物C、N、H和O组成及溶解有机质(DOM)紫外-可见光谱特征,探讨沉积物元素组成及DOM组成结构对不同形态磷含量的影响.结果表明:(1)沉积物潜在可移动磷含量在68.67~124.70 mg/kg之间变化,平均占总磷含量的9.81%,表现为BD-PNa OH-nr PNH_4Cl-P;沉积物稳定磷含量在496.73~908.28 mg/kg之间变化,平均占总磷含量的60.86%.(2)沉积物C、N含量和疏水性DOM光谱参数A_(240-400)表现出北部高、南部低的变化趋势,但H/C、O/C和(N+O)/C摩尔比和亲水性DOM光谱参数A_(240-400)变化趋势则与之恰好相反.(3)沉积物NH4Cl-P含量与C、N和H含量之间呈显著正相关,但与H/C、O/C、(N+O)/C摩尔比和亲水性DOM光谱参数E_2/E_3值之间呈显著负相关;NaOH-rP和BD-P+NaOH-rP含量均与O含量及O/H摩尔比呈显著负相关;NaOH-rP、BD-P+NaOH-rP和HCl-P均与疏水性DOM光谱参数A_(240-400)值之间呈显著正相关.因此,天然有机质元素组成及官能团结构是影响沉积物磷赋存形态的重要因素. 相似文献
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水电开发导致河岸生境破碎化程度加剧和水库沉积物截留问题日益突出,而目前关于河道型水库有机质(OM)溯源及分布特征的研究较少,进而造成OM在水库复杂环境介质中迁移机理尚不清楚。本研究将脂质生物标志物分析方法应用于大渡河瀑布沟水库表层沉积物,经过气相色谱-质谱法对沉积物OM脂质组分进行了分析,将其量化并分为自然、成岩、热源和污水标志物4种来源。结果表明:OM平均含量坝前(10.7%±4.8%)>坝后(7.3%±0.9%)>库中(6.7%±1.8%),说明水库对沉积物OM的截留有显著影响。可提取脂质组分主要来源于自然标志物(45.9%±13.9%),碳偏好指数、陆源/水生比和陆生与水生植物输入比显示OM主要来源于陆生高等植物,占自然定量分子的70.5%±9.1%。此外,坝前汉源城镇下游D6和D7点位人为标志物(44.6%±25.1%)分子明显比自然标志物(24.2%±3.7%)含量高,并进一步通过比例研究强调了污水标志物的贡献率较为突出(31.6%±12.8%),这与该地住宅区生活污水处理设施覆盖率较低相关,表明OM污染源组成变化与水库滞留效应的耦合作用有关。 相似文献
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太湖沉积物理化性质及营养盐的时空变化 总被引：10，自引：3，他引：7
在不同季节,采集太湖梅梁湾和贡湖湾沉积物柱状样,研究沉积物Eh、pH、总氮、总磷以及有机质四季垂向剖面分布变化特征.研究结果表明,在表层下(0-3 cm),Eh随沉积物深度的增加迅速下降,很快进入还原状态.沉积物剖面上pH变化幅度不大,在6.4-7.8之间,冬季沉积物pH均有所降低.太湖沉积物中含有丰富的营养盐,总氮和总磷最高浓度分别为2.68和0.864 mg/g,其剖面分布特征表明,沉积物表层总氮和总磷含量远高于底层,其含量随深度增加而降低,但四季变化趋势不明显.沉积物中有机质含量在10 cm以上变化幅度较大,随着沉积物深度的增加,有机质含量明显减少,季节变化幅度不大.比较不同采样点发现,位于梅梁湾生态系统试验区内的S1位点沉积物氮磷内源负荷最大. 相似文献
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降水再循环率(即蒸发-降水反馈强度)和水汽来源是区域水循环的两个关键环节,它们的量化对于理解水循环过程及其变化至关重要.关于青藏高原降水再循环率和水汽源的已有研究结果存在很大争议.文章厘清了理解水循环的不同视角,指出蒸发与降水之比主要取决于气候模态,而降水再循环率还与区域大小密切相关,水汽源区则取决于追踪时段(降水时段或非降水时段)和追踪程度.在同一理论框架下,关于青藏高原水循环的不同研究结果之间不存在根本冲突. 相似文献
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太湖藻型湖区沉积物中生物易降解物质组成及分布规律 总被引：2，自引：0，他引：2
为研究富营养化湖泊藻型湖区沉积物中生物易降解有机质的组成及其垂向分布特征,选取太湖竺山湾湖滨带和开敞湖区采集沉积物柱状样,利用微电极技术测定沉积物-水界面理化指标的剖面特征,并对沉积物中含水率、烧失量、色素含量、总有机碳、总氮以及生物易降解物质（总蛋白、总糖和总脂）进行测定.结果表明：藻型湖区沉积物-水界面处溶解氧、pH和氧化还原电位在垂向剖面上呈现出随深度增加而下降的趋势,空间上存在明显的异质性,湖滨带沉积物-水界面溶解氧、pH和氧化还原电位显著低于开敞湖区,而沉积物-水界面H2S浓度在垂向上则表现为随深度先降低而后升高的趋势.此外,藻型湖区沉积物中生物易降解有机质的组成和分布同样存在明显的空间异质性.组成上以脂类（7.7 mg/g）为主,其次是糖类（4.5 mg/g）,蛋白质（0.8 mg/g）含量最低;空间上,湖滨带沉积物中生物易降解有机质含量显著高于开敞湖区,表层15 cm以上沉积物含水率和烧失量较高,有机质含量丰富. 相似文献