不同计算方法的云南省永胜县下院滑坡堰塞湖沉积物粒度特征及沉积历史重建

【研究目的】滑坡堰塞湖灾害链危害大,其形成和溃决过程中受外部环境影响大。堰塞湖沉积物作为记录堰塞湖全生命周期的载体,具有良好的古环境和古气候的指示作用,采用最佳解析方法对其进行解读有利于还原沉积物沉积过程及古环境变化。【研究方法】通过野外调查采样和室内测试分析相结合的方法,采用图解法和矩值法计算下堰塞湖沉积物统计特征的适用性问题,使用粒度结合有机质含量重建了堰塞湖沉积环境,对堰塞湖的发育过程进行还原。【研究结果】(1)堰塞湖沉积物分层沉积层序明显,为单一水动力湖相沉积,物质来源稳定,非多物源沉积;综合有机质变化和沉积物粒度特征表明该堰塞湖经历了4次干湿周期,在气候和地质活动的共同作用下至少存在3次堵塞−泄流沉积过程,估算沉积旋回周期约为1750 a,该沉积历史应该是断裂带长期复杂的活动和气候−河流共同作用的结果。(2)通过对图解法和矩值法进行统计分析结果表明,两种方法对平均粒径和分选系数评价一致性较好,可直接进行替换;矩值法对偏态峰态整体计算结果比图解法大,在使用中需进行线性代换。由于描述参照值的缘故,偏态、峰态在统计表述中有所偏差。【结论】堰塞湖沉积物粒径分布简单,采用图解法计算更加便捷,与其他沉积物对比方便,推荐图解法对堰塞湖沉积进行计算。研究结果表明粒度特征对堰塞湖的沉积和溃决过程以及滑坡灾害对气候变化的响应研究具有一定的指导意义,可为还原该堰塞湖沉积期的古环境和古气候提供理论依据。

多源土壤湿度产品在云南省的适用性评估

为了解不同土壤湿度产品在云南省的适用性和可靠性,基于云南省的94个站点数据以及TC(triplecollocation)方法评估5种不同土壤湿度数据在云南省的适用性及不同干湿条件下的表现,包括ERA5-Land(the fifth global atmospheric analysis dataset for the land component of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF))、GLDAS(Global Land Data Assimilation System)、SMAP(Soil Moisture Active and Passive)、MERRA-2(Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications,Version 2)和ESA CCI(European Space Agency Climate Change Initiative)。结果表明:与站点数据相比,5个产品的偏差均为正偏差(0.090~0.122),明显高估了云南省的土壤湿度,但变化趋势与幅度一致,都能捕获到土壤湿度的时间变化。基于站点数据的评估结果显示:在年尺度上,ERA5-Land和SMAP与站点数据吻合程度最高,相关系数(R)分别为0.456和0.454,其次是ESA CCI(0.439);干湿季的评估结果显示,所有产品相关性均低于年尺度,且湿季高于干季,但湿季表现出更大的正偏差,其中SMAP在干季(0.323)和湿季(0.418)均表现最优。基于TC方法的评估结果显示:ERA5-Land(0.925)和ESA CCI(0.931)相关性最高;其次是GLDAS(0.890)和MERRA-2(0.864);干湿季的评估结果与站点数据的评估一致,相较于年尺度大部分产品的相关性也呈下降趋势,且干季降幅更大;SMAP干湿季R分别为0.828和0.770,表现最差;MERRA-2湿季的R(0.912)和ESD(error standard deviation)(0.020)优于其年尺度评估结果。综合来看,ESA CCI相关性较高且精度最好,更适用于云南省表层土壤湿度的监测。

云南长桥海浮游植物群落结构的季节变化特征及其影响因子识别

于2017年6月、9月、12月和2018年3月对长桥海浮游植物生物量及群落结构进行调查,分析浮游植物的季节变化特征及其与环境因子的关系.研究结果显示浮游植物生物量的范围为17.9~60.5 mg/L,9月最高,6月最低.浮游植物群落由蓝藻门、绿藻门、硅藻门、甲藻门、裸藻门、隐藻门和金藻门组成,其中蓝藻门的生物量占绝对优势.浮游植物优势属种(相对生物量百分比>10%)为蓝藻门的泽丝藻(Limnothrix spp.)、拟柱孢藻(Raphidiopsis raciborskii)和假鱼腥藻(Pseudanabaena spp.).方差分析(ANOVA)和相似性分析(ANOSIM)的结果显示浮游植物生物量和群落结构(门水平和属水平)均在季节上存在显著差异.Pearson相关分析表明浮游植物总生物量与TN、N∶P、NO 3-N呈显著正相关关系.冗余分析(RDA)结果显示WT、TN、TP、N∶P和NO 3-N是影响浮游植物群落结构变化的显著因子,方差分解分析(VPN)进一步表明WT、TN和TP是影响长桥海浮游植物群落变化的关键环境因子,三者分别单独解释了浮游植物变化的12.6%、20.9%和5.1%,温度和总磷共同解释了群落变化的2.1%,TN和TP共同解释了群落变化的1.1%.

云南省水库沉积物中总有机碳含量对环境因子的响应研究

以云南省125个水库的表层沉积物作为研究对象,测定其总有机碳含量,并分析总有机碳含量与环境因子(海拔、水深、水域面积、流域面积及流域内植被覆盖度)之间的关系,探究影响水库有机碳埋藏的关键环境因子.结果表明:云南水库表层沉积物中总有机碳含量与最干季降水量(12月~2月)呈显著正相关关系;与最热月(7月)的平均温度呈显著负相关关系.揭示了气候变暖对云南省水库沉积物有机碳埋藏具有重要影响.

云南省2006—2015年不透水表面时空扩张差异机制

利用能完整获取的2006—2015年《云南统计年鉴》和清华大学的GAIA数据分析了全省不透水表面时空扩张特征,采用地理探测器探讨了影响不透水表面扩张的驱动因子。结果表明:1)在空间上,全省16个地州市不透水表面虽然都经历了前所未有的扩张,但是存在地域差异、扩张不均衡等问题,其中昆明市、曲靖市、红河州和玉溪市扩张较强烈;2)在时间上,全省不透水表面呈现持续加速扩张状态;3)影响全省不透水表面扩张的主要因子是第二产业、第三产业、公路里程,且不同因子之间的交互作用对不透水表面的扩张均有增强作用。

滇中高原湖泊湖滨带土壤生态化学计量特征及影响因素研究

湖滨带是地球化学元素循环高度活跃且极易受环境变化与人类活动影响的敏感地带。文章通过对滇中湖泊杞麓湖湖滨带土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量的分析,结合冗余分析和结构方程模型等,研究了土壤生态化学计量的时空变化特征及其与土壤理化性质间的耦合关系。结果表明,杞麓湖湖滨带土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)平均含量分别为31.97、1.79、1.01 g/kg。雨季土壤TOC、TN含量低于旱季,在湖滨带结构上均呈现水向带>消落带>陆向带的特征,且随土壤深度的增加而降低,TP时空差异不显著。土壤C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为23.08、41.38、2.10,表明湖滨带土壤有机质的分解速率较慢,释放有效磷的潜力大,植物生长易受到氮的限制,而磷的高含量将影响杞麓湖流域生态环境保护。土壤容重、含水率和黏土含量通过改变其C、N、P含量,进而影响土壤生态化学计量比。

青藏高原东南缘高山湖泊藻类响应气候变化和大气沉降的长期特征

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);浅水湖泊碧沽天池(最大水深1.7 m)的硅藻群落以底栖种为主(约99%),优势种为极细微曲壳藻(Achnanthidium minutissimum)、小头桥弯藻(Encyonopsis microcephala)。近300年来,2个深水型湖泊(盖公错纳和沃迪错)中硅藻群落变化没有显著的阶段性特征,但初级生产力呈持续上升的趋势;而浅水湖泊(碧沽天池)的硅藻群落出现了明显转变,自1968年开始极细微曲壳藻相对丰度上升且成为优势种,而其沉积物色素浓度呈总体下降趋势。进一步分析发现,驱动3个湖泊硅藻群落变化的环境因子存在差异,盖公错纳主要受到水文波动影响、沃迪错和碧沽天池主要与总氮(TN)有关;与深水湖泊相比,TN对浅水湖泊硅藻群落的驱动作用有所增强。湖泊初级生产力的驱动因子上,盖公错纳中水文和气温变化的影响明显,沃迪错主要受到TN和气温控制,而碧沽天池中水文波动和TN的影响显著。由此可见,位于树线下的高山湖泊藻类演替特征与水深等湖泊类型显著相关,出现了区域增温、大气沉降等相同背景下藻类响应模式的湖泊差异。

云南永胜古滑坡堰塞湖沉积物粒度多重分形特征及其指标适用研究

本文以云南永胜县下院滑坡堰塞湖沉积物为研究对象,依据粒度测试结果采用传统粒度指标与分形理论相结合的方式对其沉积环境进行系统化研究,探讨各传统指标在堰塞湖沉积解析中的适用性,探索多重分形理论在沉积学中的应用价值。研究结果表明:①堰塞湖沉积物粒度统计参数明显不同于其他环境下的沉积物,具有河湖相沉积独特的分布曲线形式、分选状态和分形特征。优势粒级在分形计算中起主导地位,全局分形维数与分选系数有着良好的对应关系。不同的分形维数对应着不同的堰塞湖沉积条件,分形维数在堰塞湖粒度解析中有着很好的运用前景;②多重分形结果显示2种不同时期的堰塞湖沉积物均以高聚集度组分为主体,表明粒径分布集中,反映出堰塞湖沉积过程中水动力的稳定性,沉积来源的唯一性,进一步证明了该堰塞湖曾长期存在。细粒组沉积粒径分布范围较窄,分布相对集中,优势粒组多但单个含量低,尾端含量低,内部分异较大;粗粒组分布呈局部集中整体分散的趋势,高聚集度粒组数量少但含量高,低聚集度粒组数量多但单个含量低,呈现中间高,四周低的特点。③多重分形分析表明Δα、Δf在沉积物粒度分析中能够解析粒组内部分布特征,具有传统指标不可替代的作用,D_(0)和D_(1)两者结合可作为沉积环境解析的替代指标,与其他q阶多重分形联合可进一步作为堰塞湖解析指标,而D_(1)/D_(0)和D2则存在一定局限。

云南省农业生长季热量资源的时空特征

云南省是中国典型的湿润型雨养农业区,农业发展受热量资源变化影响显著。然而,当前对湿润型雨养农业区热量资源的研究较为缺乏,尤其是对区域内不同海拔梯度下各界限温度的积温研究仍有待深入。本研究基于云南省27个气象站近50年逐日气象数据,采用气候倾向率、小波分析以及Mann-Kendall检验等研究方法,分析了云南省不同海拔地区生长季≥0℃、≥10℃及≥20℃积温的时空特征,并探讨了各积温的周期演变特征与气候变化的响应。结果表明:(1)近50年,云南省不同海拔地区的各类积温均表现出稳定增加的趋势,峰值都出现在近5年,谷值出现在20世纪70年代中期。(2)除滇中城市群区域内呈现出显著性增温现象之外,不同海拔地区的各类积温呈现出高海拔地区增温趋势高于低海拔地区的特征。(3)在海拔因素、城市热岛效应和气候变暖的协同影响下,云南省气温增长多发生在≥10℃的天数上,≥20℃积温在不同海拔地区的空间分布差异性极大,增温趋势显著大于0℃积温和10℃积温。(4)不同海拔地区各类积温都存在15~25 a和40~50 a两个变化周期,且各类积温基本在20世纪90年代出现突变点,即各类积温在近20 a的增温趋势得到显著性增强。研究结果可为云南省农业气象分析提供相对客观的农业热量资源依据,并为雨养农业区现代化农业结构的调整提供参考。

1978—2019年云南省气候生产潜力的时空演变及粮食产量响应

云南省是中国典型的“雨养农业”地区,在全球变暖背景下探讨云南省气候生产潜力时空演变及粮食产量响应,对于“雨养农业”地区的农业发展有重要意义。基于Miami和Thornthwaite Memorial模型,利用云南省1978—2019年气象站点数据,通过气候倾向率、M-K检验和反距离权重插值等方法研究云南省气候生产潜力时空演变及粮食产量响应。结果表明:在时间系列上,1978—2019年云南省气温、降水的多年平均均值分别为16.3℃、1098.1 mm,气温呈现显著上升趋势,降水呈现不显著下降趋势;y_(t)、y_(r)、y_(e)的年均值分别为1953、1550、1477 kg/(hm^(2)·a),其中y_(t)、y_(e)呈现波动上升趋势,y_(r)呈现波动下降趋势。在空间分布上,气温、降水的分布趋势与y_(t)、y_(r)相似,均呈现出由滇西南往滇西北递减的趋势,且y_(e)与y_(t)的空间分布近似程度高于y_(r),其空间范围分别为843~1861、1065~2470、980~2287 kg/(hm^(2)·a)。气候资源利用率整体呈现显著上升趋势,从1978—1987年的16.94%提升到2018—2019年的31.71%,平均每10 a以3.66%的速度增长。在全球变化背景下,云南省呈现暖干的趋势,气候资源利用率显著提高,其中降水是制约气候生产潜力的主因。

云南省昭通市烂泥箐滑坡源区草本植物根系抗拉特征

[目的]研究植物根系的抗拉强度特征,了解根系在复合体中的表现,为开展生态护坡时植物的选择提供依据。[方法]对取自于云南省昭通市烂泥箐滑坡滑源区的鸢尾和艾根系开展单根拉伸试验,从宏观破坏特征,变形—拉力曲线以及断裂拉力、最大抗拉力、抗拉强度、延伸率和拉伸模量等参数揭示两者变形破坏特征和抗拉特征。[结果]①鸢尾根系破坏具有明显延性,而艾根系呈现脆性破坏特征;破坏时前者的平均延伸率约是后者的3倍。鸢尾根系在拉伸过程表现出较好弹塑性变形特征和较强的变形能力。②由于周皮组织的保护作用,鸢尾根系变形—拉力曲线多呈现波动多峰值型,而艾根系主要呈现近似直线型。③根径和根系长度明显影响着根系抗拉特征,根系的断裂拉力和最大抗拉力、抗拉强度和拉伸模量随根径增加而呈现增加或减小的变化特点,待测根系长度较短会导致抗拉特征参数变异程度增强。所以建议选择根径沿轴向变化不大,尽量长的根系开展相关力学试验。[结论]建议选择根组织结构好,周皮组织厚,变形能力强,延伸率大且具有明显延性破坏特征的植物作为草本护坡植物。

原位覆盖对异龙湖底泥氮磷释放抑制效果的实验研究

底泥中埋藏的氮磷等营养物质二次释放作用是导致浅水湖泊富营养化难以根治的主要过程,因此,抑制底泥氮磷释放控制技术对于湖泊生态修复具有重要的现实意义.本研究以重度富营养高原浅水湖泊异龙湖为对象,通过开展为期36d的底泥覆盖抑制氮磷释放试验,对比了生石灰+石膏(2∶1)、生石灰+石膏+红壤(2∶1∶1)、三氯化铁改性高岭土(1∶4)、无覆盖4种覆盖处理对氮磷释放的抑制效果,以期筛选出有效削减异龙湖内源负荷的覆盖材料与最优方案.试验结果表明:与无覆盖组相比,3种材料覆盖都可抑制底泥磷的释放,加入生石灰处理组的水体pH大幅上升,会破坏湖泊自然生境,不宜用于湖泊底泥生态修复;三氯化铁改性高岭土覆盖处理的抑磷效果达75.9%,可作为抑磷释放覆盖材料.同时相比无覆盖组,只有三氯化铁改性高岭土覆盖能抑制氮的释放,抑氮效果达64.1%,而其它两组处理对氮释放的抑制效果均不明显.因此,从抑制氮磷释放效果及其生态环境效应角度综合考虑,三氯化铁改性高岭土是最佳的覆盖材料,可为高原浅水富营养化湖泊的氮磷内源控制提供工程修复技术参考.

基于湖泊沉积记录的中国西南地区全新世气候变化研究进展

全新世以来的气候变化特征是当今世界范围内古气候研究的重点和热点。位于亚洲东南部的中国西南地区地貌类型复杂,其气候变化不仅受全球性气候因素驱动,也显著受其他区域性因素的影响,其环境因子更加复杂。在对中国西南地区全新世以来湖泊沉积重建古气候相关研究整合分析的基础上,本文归纳总结了该区百年时间尺度上全新世植被演替和气候变化的主要特征。结果表明,西南地区全新世以来总体呈现湿润的气候特征,即早期(11.5~8 ka BP)气候从干冷向暖湿转变,中期(8~3.5 ka BP)温暖湿润,晚期(3.5 ka BP至今)气候向减湿方向发展;表明该区具有相对独特的区域性气候特征。同时,本文还对全新世西南地区的气候变化的影响机制进行了讨论。

云南省石漠化现状及环境问题

西部大开发以来,我国西部地区的生态环境保护治理和扶贫攻坚一直是国家重大战略举措。云南省作为我国岩溶面积分布最广和石漠化最严重的地区之一,是国家石漠化监测的重点地区。文章总结了云南岩溶及石漠化发育的主要原因和规律,指出广泛出露的碳酸盐岩和热带亚热带季风气候是影响云南岩溶和石漠化发育的主要自然背景,而“人增—耕进—林(草)退—岩石出露—土壤侵蚀—石漠化”的恶性循环是导致石漠化面积扩大的主导驱动力。云南岩溶区存在水土流失、土地退化、石漠化严重等主要生态环境问题。针对这一系列问题,制定相关法律法规、深入开展岩溶基础科学研究、推动科技攻关、政企合作治理等举措,是控制云南岩溶石漠化发展,改善岩溶石漠化地区生态环境问题的主要手段。

云南抚仙湖沉积物粒度分维特征及环境意义

通过对抚仙湖沉积物粒度特征的研究,分析了湖泊沉积物粒度指标与分维值的变化特征及其相关性,探讨了深水湖泊沉积物粒度分维特征指示的环境意义。结果表明:抚仙湖沉积物主要由粉砂和黏土质粉砂组成,分别约占14.71%和85.29%;湖泊沉积物分选性较差,呈极负偏态,峰态从很窄到极窄,平均粒径变幅较小,在7.10~8.45μm之间波动,均值为7.76μm;其分维值的变化范围为1.81~2.76,较其它粒度参数显著,均值为2.36,所对应的相关系数为0.94~0.99,指示了抚仙湖沉积物粒度分布具有显著分形特征。同时,抚仙湖沉积物分维值与平均粒径、分选系数、峰态间存在显著的正相关关系,说明湖泊搬运营力与区域沉积环境的变化、粒度分维值均具有较好的响应。通过对比抚仙湖流域自1700年来人类活动的记录发现,频繁的人类活动导致流域变化均与湖泊沉积物中记录的分维值极值具有较好的对应。因此,分形研究在深水湖泊中的应用,将为进一步研究区域沉积环境特征提供科学依据。

云南45个湖泊硅藻总磷转换函数及其定量重建评价

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(R^(2)_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有显著的一致性(P<0.001,R^(2)=0.79,n=13),零模型检验进一步表明了水体TP浓度是驱动硅藻长期演替的显著因子。历史重建结果显示,在星云湖富营养化前的历史时期(约1950年前)水体TP的背景浓度约为12.8~29.3μg/L,可作为该污染湖泊开展环境修复的营养水平修复目标。研究表明,基于生物群落结构的湖泊营养水平定量重建方法可为建立云南污染湖泊的环境修复目标提供重要的分析手段。

微波植被指数在云南省植被动态监测中的适用性研究

基于遥感的植被指数是科学监测植被动态变化的最有效方法。然而,在我国西南地形复杂区域,基于植被光谱特征的光学植被指数常常因大气状况及环境条件等的影响而受到很大的限制。利用云南省2013年1月至2018年12月AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2,即先进微波扫描辐射计2)双极化亮温数据,计算了云南省2013—2018年多年平均逐月微波植被指数,并选取草地、耕地、落叶阔叶林、常绿阔叶林及常绿针叶林五种典型植被类型区,对比分析了不同植被类型区各微波植被指数的季节变化规律及其与光学植被指数(NDVI)的相关性。结果表明:各微波植被指数的变化幅度均较小,低频和高频微波极化差异指数(MPDI)可以反映云南省各种植被类型的季节变化规律,同时低频MPDI对植被季节变化特征的响应更显著,而低频微波植被指数(MVIA和MVIB)对草地的季节变化响应更敏感。各微波植被指数与NDVI的相关性在低矮植被区更显著,更能反映低矮植被类型随季节变化规律。总体看来,各微波植被指数能够很好地识别不同类型植被的季节变化规律,可作为光学植被指数的有力补充,用于长时序、大范围植被动态监测。

云南4个湖泊浮游生物碳、氮稳定同位素的季节变化及其影响因子

浮游生物是湖泊食物网的重要组成,其碳、氮稳定同位素能够反映元素地球化学循环和食物来源的波动,是了解水域生态系统结构变化的重要手段之一.本文选取云南4个不同类型湖泊,开展浮游生物碳、氮稳定同位素组成(δ^(13)C、δ^(15)N)的季节变化与湖泊对比研究.大型深水湖泊(抚仙湖和阳宗海)中,浮游植物δ^(13)C值在夏、秋季(-20.34‰±1.98‰)显著高于冬、春季(-28.00‰±2.51‰),反映夏秋季藻类生长速率较高、HCO3-无机碳源利用增多等的影响.而小型浅水湖泊(长桥海和大屯海)中浮游植物δ^(13)C值在夏季最高(-21.24‰±0.88‰),可能与雨季流域输入增强、陆源有机质占比增加有关.4个湖泊浮游生物δ^(15)N值具有一致的变化特征,春季显著高于其他季节.分析表明,云南地区雨季以面源污染为主向旱季以点源污染为主的转变,导致氮素营养盐季节性来源差异,并通过生物吸收作用影响了浮游生物δ^(15)N值的季节变化.在浮游动物与浮游植物的稳定同位素差值(即富集度)方面,营养水平高的小型浅水湖泊中δ^(13)C富集度为1.61‰±0.90‰、δ^(15)N富集度为2.71‰±1.22‰,显著小于营养水平低的大型深水湖泊(分别为2.60‰±0.98‰和4.19‰±1.25‰),表明随着湖泊营养水平的增加,浮游动物更多地以浮游植物为食,导致有机碳在不同营养级之间的传输过程中具有更强的耦合作用,且相邻营养级之间具有更低的δ^(15)N富集度特征.

抚仙湖浮游植物群落时空变化特征及其与环境因子的关系

抚仙湖作为我国第二深水湖泊,是国家战略淡水资源的重要储库之一.随着气候变化及流域开发的增强,抚仙湖生物群落组成近年来发生了明显变化,水体水质和生态系统功能呈现降低的趋势.为了摸清浮游植物的时空分布特征及关键环境因子,本研究于2015年对抚仙湖南、中、北3个位点进行浮游植物群落和环境因子的逐月调查.结果显示,浮游植物群落由绿藻门、甲藻门、金藻门、硅藻门、蓝藻门和隐藻门组成.方差分析和相似性分析表明,环境因子、浮游植物生物量和群落结构存在显著的季节演替模式,而空间差异不明显.浮游植物的优势属种(按生物量) 1月为隐球藻、丝藻、转板藻,2月为克罗脆杆藻、飞燕角甲藻、转板藻,3月为小环藻、转板藻,4—7月为锥囊藻、飞燕角甲藻、转板藻,8月为飞燕角甲藻、转板藻,9月为飞燕角甲藻、锥囊藻、转板藻,10月为飞燕角甲藻,11月为飞燕角甲藻、多甲藻、转板藻,12月为转板藻.Pearson相关分析显示,温度和总磷浓度与浮游植物生物量及群落结构呈显著相关,方差分解分析进一步表明水温和总磷浓度分别单独解释了浮游植物群落结构变化的26.0%和2.6%,共同解释了3.0%.与2002—2003年转板藻全年占优相比,2015年浮游植物群落结构发生了显著变化且生物量明显上升,可能反映了该水体营养水平长期上升的持续影响.

基于XRF连续扫描的云南抚仙湖沉积物元素特征及环境意义

X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)岩芯扫描仪具有前处理简单、非破坏性、连续高效测量及高精度等优势,已被广泛的应用于海洋、浅水湖泊及黄土等高分辨率的气候与环境变化研究中。然而,深水湖泊的水动力过程、物质迁移转化等与浅水湖泊均存在显著差异,且对深水湖泊沉积物的XRF连续元素扫描研究还有待进一步开展。通过对我国西南地区滇中盆地抚仙湖沉积物XRF元素连续扫描,并与电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometry,ICP-OES)和质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)元素分析方法对比,结合年代学与其他环境代用指标,探讨了滇中深水湖泊沉积物XRF连续扫描的元素特征所指示的环境意义。研究结果表明:(1)除P,Ge和Cr元素外,XRF元素连续扫描结果与ICP-OES/ICP-MS分析具有较好的相关性(p<0.01);其中K,Ca,Ti,Fe,Rb和Zr元素的相关系数大于0.85。(2)元素的主因子分析发现,主成份1和2的方差贡献分别为76.31%和10.37%,其成分1远大于成分2,且K,Fe,Ti,Zn,Rb和Zr等元素的公因子载荷大于0.9,指示了抚仙湖流域的侵蚀强度是主要影响抚仙湖沉积过程的控制要素,其对流域内气候环境变化及人类活动强度具有较好的指示意义。(3)结合抚仙湖其他环境代用指标(粒度、总有机质含量),重建了距今5200年以来的滇中环境变化与人类活动历史。在距今约2200年,人类活动(耕作农业、砍伐森林等)的显著加强使得流域内植被减少、土壤侵蚀加剧,进入湖盆中的外源碎屑物增加,沉积物中元素含量显著增高。研究结果将为XRF技术在深水湖泊中的应用,以及开展环境演变与人类活动影响的高分辨率研究提供有效的借鉴。