【摘 要】
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湖泊是淡水生态系统的重要组成部分,沉积物是湖泊中碳氮磷迁移与转化的重要场所。湖泊沉积物的碳氮磷含量及其分布特征、计量化学特征显著影响湖泊生态系统的生态功能及各圈
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湖泊是淡水生态系统的重要组成部分,沉积物是湖泊中碳氮磷迁移与转化的重要场所。湖泊沉积物的碳氮磷含量及其分布特征、计量化学特征显著影响湖泊生态系统的生态功能及各圈层的物质循环。本研究以滇池沉积物中不同形态的碳氮磷为主要研究对象,于2014年7月在滇池的南部、中北部分别采集2根沉积柱,利用放射性核素210Pb对其进行定年分析,分别检测了沉积物样品的总碳、有机碳、无机碳（TC、OC、IC）,总氮、有机氮、无机氮（TN、ON、IN）,总磷、有机磷、无机磷（TP、OP、IP）,以及正构烷烃等指标,揭示了碳氮磷计量化学的垂直分布规律及其对不同来源有机质的响应机制,并探讨了土地利用变化、人类活动等因素的影响。通过本文的研究,得知有机质来源是影响沉积物中碳氮磷计量化学垂直变化的重要因素,研究结果可为进一步探究碳氮磷的循环与平衡机制、滇池的进一步治理等提供理论基础。本文得出的主要研究结果如下:（1）滇池沉积物底层与表层的年代跨度差约为一百年。其中,南部沉积柱DC-1与DC-2,以及北部沉积柱DC-4与DC-5的年代跨度分别为1859-2014年、1888-2014年、1887-2014年、1896-2014年。泥沙沉积速率的平均值分别为0.11±0.03 g cm-2 yr-1、0.10±0.01 g cm-2 yr-1、0.19±0.03 g cm-2 yr-1、0.19±0.04 g cm-2 yr-1。不同区域的沉积速率表现出不一致的特征,总体表现为滇池中北部的沉积速率大于南部。垂直方向上,沉积速率表现出波动增加的趋势,这可能与不同历史时期的人类活动有关,尤其是20世纪80年代之后,人为影响增强,沉积速率明显增加。（2）滇池沉积物TC、OC、IC的浓度、沉积通量随着沉积年代的增加呈现出显著升高的趋势,尤其在20世纪80年代之后,各沉积柱各形态碳的沉积通量均表现出迅速增长的趋势。沉积物中TN、ON的浓度和垂直分布特征与TC、OC的垂直变化具有很好的一致性,表明碳、氮的有机质来源可能相同。ON是TN的主要组成,其浓度与沉积通量在20世纪80年代后迅速增加。IN浓度很低,其垂直分布趋势不明显。居民的生活污水排放增加、农业面源污染加剧等可能是TN与ON沉积通量增加的主要原因。（3）由于地理位置的差异,不同区域沉积物中泥沙的来源不同,因此沉积物表层的CNP计量化学比值通常具有很大的异质性。有机质来源解析的结果表明,DC-1（南）与DC-4（北）沉积柱以外源来源为主,DC-2（南）与DC-5（北）沉积柱以内源来源为主。在垂直剖面上,单根沉积柱的表层与全层之间碳氮比（C/N）的差异不显著,碳磷比（C/P）与氮磷比（N/P）的差异显著。不同来源的两沉积柱相比较,其不同层之间碳磷比与氮磷比的差异也很显著。总体表现为外源的CNP比大于内源的CNP比,体现了不同来源的有机质对计量化学垂直变化的调节作用。（4）沉积物的碳氮比随着沉积年代的变化没有明显的变化规律,碳磷比与氮磷比在垂直剖面上表现为随着深度的增加逐渐降低并最终趋于稳定,但不同沉积柱的阶段性特征不同。有机比值的垂直分布与总比值具有一致的变化趋势。本文研究结果表明,CNP计量化学的垂直变化可能主要受C、N、P差异矿化降解的影响,有机质来源、土地利用变化、人类活动等因素,也会显著影响沉积物中的CNP计量化学比。
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