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从工业革命开始，人类活动逐渐成为影响全球环境变化的重要力量，虽然温室气体排放和气候变暖在以往的研究受到大量关注，然而活性氮(Nr)排放对全球生态环境的影响也日益显现。高山湖泊通常远离人类活动的直接扰动，具有面积小、水温低、寡营养的特点，对气候变化和营养输入具有敏感性，在全球变化的研究过程中一直扮演着重要的角色，对高山湖泊的古生态研究可为预测未来区域生态变化趋势提供重要的基准和参考。 我国青藏高原东南缘地区包括川西高原和滇西北高原，山地地形发育，受季风气候的影响，该区高海拔地带分布有大量的小型淡水湖泊。该区域Nr沉降速率高，增温尤为明显，是研究湖泊生态系统对全球变化响应的理想区域。然而对该地区近200年时间尺度的古生态研究成果较少。针对区域气候变暖和大气氮沉降加快对高山湖泊生态可能产生的影响等科学问题，本研究选择了该区域3个位于树线以上的小型湖泊，通过钻孔沉积精确定年，以及硅藻、藻类色素、同位素和元素地球化学等多指标的分析研究，重建了过去200年来高分辨率的藻类生态与环境变化过程。同时，结合区域气候重建资料、N沉降数据以及人类活动的信息，重点探讨过去200年以来气候变化与大气Nr沉降对高山树线湖泊藻类群落结构和生物量的影响，进而揭示了高山湖泊生态演化的原因和机制，初步总结其区域变化的特点。研究结果如下: 1.以沙德错和月亮湖为例，该地区高山湖泊钻孔多色素指标记录了过去200年以来自养生物群落的组成，藻类群落主要由硅藻、金藻、绿藻、蓝藻、隐藻和紫色硫细菌为主，很好地指示了浮游植物生物量和沉积物-水界面氧环境的变化过程，其中沙德错沉积物中lutein、Chl-b和pheophytin-b色素可能还指示了大型水生植物的生物量变化。沙德错、月亮湖和黑海钻孔的硅藻记录揭示了高寒地区硅藻种群组成和组合变化特征，硅藻主要由浮游性Cyclotella、小型Fragilaria类型及底栖和附生种组成;3个湖泊过去200年来硅藻组合变化均表现为Cyclotella优势组合与小型Fragilaria类型及周边种优势组合交互演替的特点，但黑海自20世纪70年代开始，新的优势种C.distinguendavar.unipunctata开始大量出现，并成为该湖的优势组合。 2.重建了过去200年来3个高山湖泊的古生态变化。3个湖的硅藻组合对于1820s-1860s期间的小冰期降温具有一致响应，都表现为浮游种Cyclotella的快速减少，底栖和附生种显著增加，代表了严寒的气候条件下高山湖泊冰封持时延长，夏季生长季节缩短。小冰期期间，小型Fragilara在沙德错出现快速下降的趋势，与月亮湖和黑海的变化趋势相反，同时紫色硫细菌和蓝藻生物量的升高反映了高山浅水湖泊水生植物大量发育及其快速死亡后有机质的降解过程，导致了沉积物-水界面厌氧环境的产生和内部营养物质释放的增加，促进了蓝藻的发育。月亮湖的紫色硫细菌可能是生活在微光层的浮游类型，冷期深水区更弱的透光度不足以支持其生长。近100年来，月亮湖的硅藻组合中浮游种与小型Fragilaria的变化以及藻类生物量的波动较好地反映了气候的突变信号。小冰期结束后，沙德错和月亮湖的浮游硅藻含量和生物量的小幅波动与区域温度波动变化一致，反映了高山树线湖泊对区域气候变化的共同响应特征，而藻类生物量整体上升的趋势与区域重建温度的变化并不一致。气候变化通过直接和间接作用，影响了高山湖泊关键的物理过程（湖泊结冰持时、透光度等）、生物过程（水生植物）、水文过程（水位变化）和营养循环，最终对藻类种群组合和生物量变化产生重要作用。此外，湖泊形态的差异，在很大程度上造成了它们对气候的响应方式不同。 3.小冰期结束以来，沙德错和月亮湖藻类生物量自1930s和1880s分别出现快速升高的趋势，与区域重建温度波动的特点并不一致。黑海钻孔硅藻记录了自1970s以来出现新的优势浮游种C.distinguendavar.unipunctata，硅藻生物量增加。受人类直接干扰较小的沙德错和月亮湖主要受大气Nr沉降的影响，而高强度放牧是是黑海营养物质富集的主要原因。月亮湖自1850s以来δ15N出现的下降趋势与格陵兰冰芯中记录的硝酸盐浓度的上升和δ15N的下降相一致，可以指示Nr的污染。沙德错和黑海钻孔中δ15N值没有明显的变化趋势，可能是源于流域植被和土壤对N分馏作用的影响，模糊了N沉降的信号。黑海硅藻组合的重组指示了流域受到较强的人类活动直接干扰（高强度的季节性放牧），导致该湖已经发生了生态位的改变。 4.流域对营养物质输送过程在湖泊生态环境变化中扮演了极其重要的角色。流域面积和湖泊补给系数、积雪、冰融水、基岩风化程度、植被发育及土壤环境的变化，影响了入湖的有机物质和营养物质输入量的变化，包括对N的截留、吸收和转化能力。沙德错和月亮湖生产力提高的起始时间的差异，源于两个湖泊的流域对N的截留程度的不同。月亮湖流域植被稀疏，流域在接受Nr沉降后，较快发生饱和，过剩的N很快被输入湖泊中，导致该湖藻类初级生产力快速响应，氮同位素指示的污染信号明显好于沙德错和黑海;而沙德错流域土壤和植被相对较发育，Nr首先被植物和土壤中微生物所利用，流域对N的吸收和截留程度较高，仅有少量的剩余N能从流域进入湖泊，流域达到N饱和所需时间相对较长。 5.过去150年来，沙德错和月亮湖在湖泊初级生产力增加的同时，硅藻群落结构并未出现明显的重组，硅藻变率较低（β-多样性），生态演化并未偏离自然演化的轨迹;而放牧强度较高的黑海，硅藻组合在20世纪70年代出现新的优势初级生产者，生态变率明显大于前两个湖泊，偏离了自然演化的轨迹。研究表明在近百年来气候变暖和大气污染的持续影响下，青藏高原东南缘高山树线湖泊生态系统尚未到达生态阈值，而黑海在流域较强人类活动干扰下，湖泊出现新优势种，生态变化模式已经悄然发生改变。预测未来在Nr沉降持续上升、气候变暖，同时人类活动直接干预增加的共同作用下，将进一步影响到高山湖泊营养循环的改变，可能会出现更多的高山湖泊氮饱和现象以及更显著的生态变化，包括生态系统的突变。