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20世纪中期以来随着流域开发的增强，营养物质的流域输出与水体富集导致云南湖泊出现了持续的富营养化过程，对高原湖泊的生物群落构建和生态系统健康产生了重要影响。区域尺度上云南湖泊的现代监测时间较短(如<20年)，无法为湖泊生态恢复提供可靠的营养水平背景值。因此，应用古湖沼学方法建立硅藻群落与营养水平指标的定量模型可为污染湖泊的富营养化历史重建与修复目标建立提供重要的定量分析手段。本文选取云南地区45个湖泊开展了表层沉积物硅藻群落的空间分布特征分析，结合湖泊水体的环境变量数据开展了影响硅藻群落构建的环境梯度识别，识别出水体总磷(TP)是驱动硅藻群落空间变化的关键环境因子(独立解释方差为4.54%,P<0.001)。进一步应用多元统计分析，建立了45个湖泊的表层沉积物硅藻与水体TP的转换函数。采用偏最小二乘加权平均回归(WA-PLS)方法建立的转换函数模型中，组分2的预测能力最强(R2＿jack=0.465,RMSEP=0.396)。进一步结合星云湖沉积物硅藻群落的演替序列，定量重建了近百年来水体TP值的变化历史。重建结果与多年监测数据具... 相似文献
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长江中下游浅水湖泊历史时期营养态演化及湖泊生态响应--以龙感湖和太白湖为例 总被引：1，自引：1，他引：1
通过长江中游龙感湖和太白湖浅钻沉积硅藻的高分辨率分析研究,利用区域硅藻-总磷转换函数结果,重建了这两个湖泊的硅藻植物群演化和湖水总磷变化的历史.龙感湖在过去200年来,总磷浓度变幅较小(在36～62μg/l之间),湖泊一直维持在中等营养态水平.硅藻组合演替反映了草型湖泊的变化特点,其中19世纪期间,相对增高的总磷浓度与底栖硅藻种的增多对应;20世纪初期以来,附生种含量的阶段性上升指示了水生植被不断发育,水体总磷也表现出两次阶段性降低过程.太白湖在1953年前,总磷浓度稳定在50μg/l左右,硅藻由兼浮游类型Aulacoseira granulata迅速向附生类型组合演替,指示了水生植被的一次快速扩张;1953～1970年期间,附生种类的大量减少和浮游种的逐渐增多指示水生植被覆盖度明显减少,推导的湖水总磷第一次出现明显的增高趋势,标志着湖泊富营养化的发生;20世纪70年代以来,浮游种类的持续增多,该湖已处于富营养状态.进一步对比分析表明,水生植被对水体营养物质的内在调节和净化功能.两个湖泊在20世纪60年代以来环境演化发生分异,反映了湖泊对人为干扰响应的两种方式.太白湖沉积硅藻清楚地记录了湖泊由草型向藻型阶段转变的过程,其过渡状态的总磷浓度变化范围,可能就是两种稳定态系统发生变化的营养临界区间(总磷浓度在68～118μg/l之间),该初步推论尚需其它富营养藻型湖泊的沉积记录加以证实.不同湖泊过去湖水总磷的重建及水生植被演化的比较研究,为富营养湖的生态治理提供了科学依据. 相似文献
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湖北太白湖400多年来沉积硅藻记录及湖水总磷的定量重建 总被引：2，自引：3，他引：2
依据沉积物钻孔的高分辨率硅藻研究,利用长江中下游现代湖泊硅藻与总磷转换函数结果,定量重建了太白湖400余年来占湖水总磷浓度的变化．结果表明,约1630 AD前和1 800-1924 AD期间,湖水总磷浓度较低,在50-68μg／L之间;1630-1800 AD,总磷浓度偏高,总体上在50-160μg／L之间变化,变幅较大．1800-1924AD,总磷浓度明显下降为谷值段,且变化相对稳定(50μg／L左右);1924-1953AD,总磷浓度仍较低,但有增加趋势(50-63μg／L);20世纪50年代开始,总磷浓度出现快速增加;至1970年后,总磷浓度超过120μg／L左右.利用样品相似对比的方法发现约80％的样品具有较好的重建效果．古湖水总磷浓度值的变化揭示了该湖两次明显的富营养化过程,初步探讨了其驱动机制.根据重建结果提出:太白湖自然营养本底总磷值约为50μg／L左右,可作为该湖治理时的参考目标． 相似文献
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巢湖近代沉积硅藻种群变化与富营养化过程重建 总被引：6，自引：2，他引：4
根据巢湖西部湖心40cm长的沉积柱放射性核素定年和化石硅藻分析,结合长江中下游湖泊硅藻-总磷转换函数模型,重建了其过去200年来硅藻组合演替与湖水总磷浓度变化的历史.研究结果表明,巢湖硅藻经历了从Aulacoseira granulata优势组合(1826-1978年)向耐营养种Cyclostephanos dubius优势组合(1978年以来)变化的两个重要阶段.1978年前,水体总磷浓度在60-75μg/L之间;此后迅速增高(80-100μg/L),为明显的营养富集时期;至2000年以来总磷浓度进一步上升(110μg/L),硅藻组合以Cyclostephanos dubius占绝对优势.硅藻数据的最大变率与总磷浓度的关系反映硅藻生态主要响应于营养富集的变化,但历史时期水动力条件对硅藻种群也有一定影响.20世纪70年代以来,工农业以及生活污水排放是硅藻种群转变和富营养化发生的主要根源,而巢湖闸的建立引起的水文条件的改变也是水体营养富集的诱因.21世纪开始富营养化进一步加重可能与生活污水排放、营养内负荷释放以及增温有关. 相似文献
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长江中下游地区湖泊现代沉积硅藻分布基本特征 总被引：16，自引：2，他引：14
首次对长江中下游地区45个湖泊表层沉积硅藻进行了分析．根据硅藻多属种百分含量在总磷浓度和营养梯度上的分布规律以及硅藻数据的降维对应分析(DCA)结果表明,硅藻组合响应于湖泊营养态的变化,尤其是当水体接近于富营养态时,硅藻组合出现迅速转变,即以附生、附生浮游、浮游和底栖种类的多生态型的硅藻组合迅速被富营养浮游种为优势的组合取代．由此提出当Cyclostephanos、Stephanodiscus等种类和Cyclotella meneghiniana、C.atomus组合出现可以预警湖泊水体富营养的发生．另外,硅藻组合还能很好地指示草型和藻型湖泊的特征,可望成为有效判识湖泊生态类型的工具． 相似文献
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近两百年来龙感湖营养演化及其控制因子研究 总被引：2，自引：0，他引：2
通过龙感湖过去200年钻孔沉积物总磷浓度、由化石硅藻及硅藻-总磷转换函数定量重建的湖水总磷浓度、近50年气象观测的温度和降水资料、气候模拟的近200年来的温度和降水序列、以及近50年来龙感湖地区农用磷肥施用量资料, 分析了近200年来龙感湖营养态演化的特点和规律, 揭示了气候因素、人类活动因素及水生生物因素对龙感湖营养态演化的影响和机理. 结果发现 在近200年中, 龙感湖沉积物总磷浓度逐渐增加, 其变化范围介于330~580 mg/kg之间, 平均值为388 mg/kg, 至1950年前后有近30年的振荡调整期. 湖水总磷浓度的变化则大不相同, 在1950年之前, 湖水总磷浓度在波动变化中存在缓慢增加的趋势, 到1950年前后达到平均值(52.18 ?g/l), 并在平均值上下振荡调整, 然后湖水总磷浓度快速降低, 其变化介于37.75~62.33 ?g/l之间. 分析表明, 在世纪尺度上, 气候变化是控制龙感湖营养状态变化的主要因素; 而在最近50年的年代际尺度上, 人类活动是龙感湖营养状态变化的主导因素. 1950年以来, 人类活动对沉积物总磷和湖水总磷变率的贡献已分别占到60%和57%. 沉积物和湖水中磷浓度的不同变化反映湖泊生态系统对湖泊营养水平的响应过程和调节能力, 表现为藻类-水生植物之间平衡关系的维持与破坏, 以及磷的蓄积特点. 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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太湖不同营养水平湖区沉积物磷形态与生物可利用磷的分布及相互关系 总被引：30，自引：1，他引：30
采用EDTA螯合剂法和不同的化学提取法,研究了太湖3个不同营养水平湖区中8个位点表层沉积物总磷、各组分磷及生物可利用磷的含量分布,探讨了太湖不同营养水平湖区表层沉积物的释磷潜力和生物可利用磷的来源．结果表明,太湖不同营养水平湖区表层沉积物总磷、无机磷和生物可利用磷含量分布差异较大,且与各湖的营养水平相一致．有机磷含量与有机质和含水率显著相关;沉积物中Fe-P和Ca-P对生物可利用磷的贡献较大,这部分磷具有较大的潜在释放风险． 相似文献
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南京市两个小型富营养湖泊浮游硅藻的季节性变化 总被引：2，自引：0，他引：2
为研究浅水富营养湖泊硅藻季节演替的规律,选择南京两个城市湖泊(前湖和月牙湖)作为对象,对水体硅藻和水质进行逐月采样和实验分析,结合数理统计分析手段,对2006年硅藻浓度、种群组合变化及其与环境因子的关系进行了讨论,结果表明:两湖硅藻都呈现较明显的季节演替特点,冬季浮游硅藻组合主要由Cyclostephanos的种类为主,代表了冷水富营养种组合类型:夏季和秋季以Cyclotella atomus和C.meneghiniana暖水耐营养种优势组合为主,硅藻和环境指标月富营养湖泊,春季硅藻丰度增加对初级生产量的贡献很小;随着营养程度的不断提高,温度对浮游硅藻的限制更为突出. 相似文献
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The evolutions of diatom floras and the total phosphorous (TP) concentrations in the historical period were reconstructed for two lakes, Longgan and Taibai in the middle Yangtze River,based on high resolutional fossil diatom study from two sediment cores and an established regional diatom-TP transfer function. The TP concentration in Longgan Lake changed slightly in the range of 36-62 μg/L and kept its middle trophic level in the past 200 years. The changes of diatom assemblages reflect a macrophyte-dominated history of the lake. During the nineteenth century, the lake TP concentration increased comparatively, corresponding to the increase in abundance of benthic diatoms. The progressive increase of epiphytic diatoms since the onset of the twentieth century indicates the development of aquatic plants, coinciding with the twice drops of water TP level. The TP concentration in Taibai Lake kept a stable status about 50 μg/L before 1953 AD, while diatoms dominated by facultative planktonic Aulacoseira granulata shifted quickly to epiphytic diatom species, indicating a rapid expansion of aquatic vegetation. During 1953-1970 AD, the coverage of aquatic plants decreased greatly inferred by the low abundance of epiphytic diatoms as well as declined planktonic types, and the reconstructed TP concentration shows an obvious rising trend firstly, suggesting the beginning of the lake eutrophication. The lake was in the eutrophic condition after 1970, coinciding with the successive increase of planktonic diatoms. The comparison of the two lakes suggests the internal adjustment and purification function of aquatic plants for nutrients in water. The discrepancy of TP trends in the two lakes after 1960 reflects two different patterns of lake environmental response to human disturbance. Sediments in Taibai Lake clearly recorded the process of lake ecological transformation from the macrophyte-dominated stage to the algae-dominated stage. The limits of TP concentration (68-118 μg/L) in the transitional state can be considered as the critical value between the two stable ecosystems. Further work will be necessary to provide more evidence from the sediments in more eutrophic lakes for the primary inference. The reconstructive TP level and the inference of aquatic plants from fossil diatoms in different lakes, as well as their comparison provide a scientific basis for ecological restoration of eutrophic lakes in research regions. 相似文献
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The evolutions of diatom floras and the total phosphorous (TP) concentrations in the historical period were reconstructed for two lakes, Longgan and Taibai in the middle Yangtze River, based on high resolutional fossil diatom study from two sediment cores and an established regional diatom-TP transfer function. The TP concentration in Longgan Lake changed slightly in the range of 36–62 μg/L and kept its middle trophic level in the past 200 years. The changes of diatom assemblages reflect a macrophyte-dominated history of the lake. During the nineteenth century, the lake TP concentration increased comparatively, corresponding to the increase in abundance of benthic diatoms. The progressive increase of epiphytic diatoms since the onset of the twentieth century indicates the development of aquatic plants, coinciding with the twice drops of water TP level. The TP concentration in Taibai Lake kept a stable status about 50 μg/L before 1953 AD, while diatoms dominated by facultative planktonic Aulacoseira granulata shifted quickly to epiphytic diatom species, indicating a rapid expansion of aquatic vegetation. During 1953–1970 AD, the coverage of aquatic plants decreased greatly inferred by the low abundance of epiphytic diatoms as well as declined planktonic types, and the reconstructed TP concentration shows an obvious rising trend firstly, suggesting the beginning of the lake eutrophication. The lake was in the eutrophic condition after 1970, coinciding with the successive increase of planktonic diatoms. The comparison of the two lakes suggests the internal adjustment and purification function of aquatic plants for nutrients in water. The discrepancy of TP trends in the two lakes after 1960 reflects two different patterns of lake environmental response to human disturbance. Sediments in Taibai Lake clearly recorded the process of lake ecological transformation from the macrophyte-dominated stage to the algae-dominated stage. The limits of TP concentration (68–118 μg/L) in the transitional state can be considered as the critical value between the two stable ecosystems. Further work will be necessary to provide more evidence from the sediments in more eutrophic lakes for the primary inference. The reconstructive TP level and the inference of aquatic plants from fossil diatoms in different lakes, as well as their comparison provide a scientific basis for ecological restoration of eutrophic lakes in research regions. 相似文献
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江湖联通状况对湖泊生态系统有着重要影响,但是由于缺乏长期的生态水文监测数据,湖泊系统对其响应的过程与机理仍缺乏认识.本研究选择长江中下游地区典型湖泊——涨渡湖,结合该湖一沉积短柱的210Pb、137Cs年代测试,通过高分辨率的多指标分析(硅藻、元素地球化学和粒度),揭示近200年来湖泊生态系统对该湖与长江之间联通关系改变的响应过程.与历史文献记载一致,古湖沼学记录揭示出该湖与长江的联通状况经历了3个阶段.1)江湖联通期(1954年以前):该湖与长江自然相通,江湖水体交换频繁,丰富的贫营养浮游种Cyclotella bodanica表明该湖长期处于低营养及湖泊水位相对较高的状态.2)江湖隔绝期(1954 2005年):随着湖坝的兴建,江湖联通关系被隔绝,湖泊换水周期变长,透明度降低,喜好扰动环境的Aulacoseria granulata大量生长.相应地,富营养硅藻的增加、高TOC含量以及较高的沉积物TP、TN浓度表明,该湖营养水平逐渐升高.特别是近20年来,较高含量的富营养硅藻种——C.meneghinena、A.alpigena、Nitzschia palea、Surirella minuta和地球化学记录,包括TOC含量和沉积物TP、TN浓度,表明该湖富营养化程度加剧.3)江湖季节性联通期(2005年后):硅藻以附生种、底栖种为主,但仍有一定含量的富营养化属种,且TOC含量以及沉积物TP、TN浓度仍然保持较高水平,表明富营养程度有所缓解.古湖沼学和历史记录都揭示了自该湖与长江无连通后其生态状况的快速退化、重新联通后生态状况有所好转.因此,在长江中下游洪泛平原区,江湖关系的重新联通将是减轻湖泊生态压力的有效手段. 相似文献
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古湖沼学中的化石硅藻—80年代以来研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
化石硅藻由于其丰度高、壳体易于保存,对环境变化敏感、分布范围广等特点,已成为古湖沼学研究中的重要研究手段。80年代以来国际上湖泊硅藻研究在以下几方面得到迅速发展:(1)系统分类;(2)与环境因子的关系;(3)湖泊酸化、富营养化;(4)气候变化;(5)转换函数;(6)再沉积作用和溶解作用;(7)与色素对比分析等。我国湖泊化石硅藻研究起步较晚,80年代以来已积累了一些研究资料,近年来此项研究已开始受到重视和加强。 相似文献
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长江中下游典型湖泊营养盐历史变化模拟 总被引：2，自引：1，他引：1
湖泊营养盐变化在自然条件下受到气候水文因素控制,同时受到湖泊生态系统生物群落作用和反馈.作为动力机制探讨,本文试图基于水文和生态动力学方法,分别构建气候-流域水文作用于湖泊营养盐的外源模式和湖泊生物群落作用于湖泊营养盐的內源模式.针对长江中下游典型湖泊,经过控制实验和率定,发现营养盐模拟与观测数据在时间序列上达到90%百分位的正相关,因此用来模拟1640 1840 A.D.期间的营养盐演变历史.研究表明:(1)模拟的湖泊营养盐变化与沉积钻孔揭示的历史营养盐变化基本一致,沉积记录与模式模拟的7个湖泊的营养盐变化均显著相关;(2)气候因素是湖泊营养盐历史演变的主控因子,来自于湖泊生物群落的反馈作用贡献约占40%;(3)在温度和降水因子的驱动下,湖泊营养盐历史变化主要受降水控制,在极端干旱时期,60%的营养盐变化同步响应于降水变化.同时,面积在400 km2以下的湖泊营养盐对气候变化的响应比2000 km2以上的大湖更为敏感.研究结果对长江中下游湖泊营养状态的长期变化机理认识和趋势控制提供科学依据. 相似文献
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高山湖泊远离人类活动直接影响,通常具有面积小、寡营养、食物网单一等特点,对气候变化和营养输入具有较高的敏感性。我国青藏高原东南缘地区氮沉降通量较高、增温幅度显著,已有研究显示该地区可能受湖泊类型、流域特征等影响存在差异性的湖泊响应模式。本研究选择该区域位于树线以下、具有不同水深的3个小型湖泊(盖公错纳、沃迪错、碧沽天池)开展沉积物调查和对比研究,通过钻孔样品测年、理化特征和藻类(硅藻群落、藻类色素)等多指标分析,结合区域气候定量重建和氮沉降等数据收集,评价了过去300年来藻类演替模式的异同特征及湖泊水深的调节作用。结果显示,3个湖泊中硅藻的优势物种与群落组成差异明显。深水型湖泊盖公错纳(最大水深39.4 m)的硅藻群落以浮游种为主(占比达82%),优势种为眼斑小环藻(Pantocsekiolla ocellata)、科曼小环藻(Pantocsekiella comensis);深水型湖泊沃迪错(最大水深20.7 m)的硅藻群落中浮游种和底栖种约各占50%,优势种为眼斑小环藻(Pantocsekiella ocellata)、连结脆杆藻(Saurosira construens);浅水湖... 相似文献
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Paleolimnological evidence of limnetic nutrient concentration equilibrium in a shallow, macrophyte-dominated lake 总被引：5，自引：0，他引：5
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Richard K. Johnson David G. Angeler S. Jannicke Moe Daniel Hering 《Aquatic Sciences - Research Across Boundaries》2014,76(1):51-60
Few studies have compared the response of different taxonomic groups to environmental stress across aquatic ecosystems. We regressed assemblage structure of fish, invertebrates, macrophytes, phytoplankton and benthic diatoms to total phosphorus concentration, after removing the effect of ecosystem size (stream order, lake surface area), using data from 66 streams and 45 lakes across Europe. In streams, the structure of benthic diatom assemblages, measured by nonmetric multidimensional scaling, showed the strongest correlation to elevated nutrient concentrations (adj. R2 = 0.495), followed by benthic invertebrates (0.376), fish (0.181) and macrophytes (0.153). For lakes, the patterns were less clear: fish (0.155), macrophytes (0.146) and phytoplankton (0.132). Cross-system comparison showed that stream assemblages were responding more strongly to nutrient concentrations than lake assemblages. Moreover, our results lend some support to the conjecture that response signatures are related to trophic level, with primary producers (benthic diatoms) responding more strongly than consumers (invertebrates, fish). Knowledge of differences in responses among taxonomic groups and between habitats to disturbance can be used to design more cost-effective monitoring programs. 相似文献
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The relations between lake surface sediment diatoms and water environmental variables were revealed effectively by use of a new multivariate canonical correspondence analysis (CCA) based on 45 lakes in the Tibetan Plateau. Water depth, conductivity, Cl?, Mg2+, K+ and pH, identified from 12 contemporary water environmental variables, can significantly and independently explain the diatom distributions (p<0.05). The first two axes (λ1=0.34, λ2=0.27) capture 16.1% of the variance in the species data, and account for 57.4% of the variance in diatom-environment relationship. The deletion of redundant environmental variables and unusual samples do not influence the explanation to diatom data. The final CCA result indicates that the water depth and the salinity are the two important environmental gradients and influence the diatom distribution in the plateau lakes. The water depth correlates with axis 1, while conductivity, Cl?, Mg2+ and K+, indicating the direction of salinity changes, correlate with both of the first two axes. The definition of diatom-environment model may provide a basis for further quantitative inference on diatom-environment transfer function. 相似文献