【摘 要】
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近几十年以来,人类对生态环境的作用加强,长江中下游许多浅水湖泊都面临着生态退化等问题,了解湖泊演化历史及驱动机制是有效治理湖泊生态环境退化的必要手段。本文选择长江中游典型浅水湖泊网湖为研究对象,对网湖沉积钻孔进行210Pb/137Cs定年,在定年的基础上进行了烧失量、粒度、磁化率、沉积硅藻和植物大化石等指标的分析,结合前人已发表的网湖地球化学元素和沉积孢粉指标,全面系统的重建了网湖百余年来环境演化
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近几十年以来,人类对生态环境的作用加强,长江中下游许多浅水湖泊都面临着生态退化等问题,了解湖泊演化历史及驱动机制是有效治理湖泊生态环境退化的必要手段。本文选择长江中游典型浅水湖泊网湖为研究对象,对网湖沉积钻孔进行210Pb/137Cs定年,在定年的基础上进行了烧失量、粒度、磁化率、沉积硅藻和植物大化石等指标的分析,结合前人已发表的网湖地球化学元素和沉积孢粉指标,全面系统的重建了网湖百余年来环境演化历史;通过降趋势对应分析a(DCA)、冗余分析(RDA)等多元统计分析方法,揭示了网湖环境演化的驱动机制;同时对网湖水生生物硅藻群落和水生植物群落进行系统突变检测分析(STARS),研究不同门类生物群落对外界驱动力响应机制的差异,得到以下几点结论:(1)通过对多个环境代用指标分析揭示了网湖百余年来环境演化历程,网湖从一个与长江相通的清水湖泊逐渐演变为封闭的富营养化湖泊,演化历程划分为三个阶段:约1860~1950年,网湖与长江相通,人类干扰少,以自然演化为主,硅藻和水生植被以低营养属种为主,水体总磷重建值在50μg/L以下,水生植被丰度低,孢粉主要以松为代表的木本植物花粉为主,孢粉浓度较低。约1950~1970年,人类干扰逐渐增强,营养盐含量升高,粒度变粗水动力增强,硅藻和水生植被以中富营养偏好扰动水体的属种为主,重建水体总磷浓度升高,水生植被进入扩张期,孢粉浓度升高,木本花粉仍占主要地位。约1970~2018年,网湖筑坝与长江隔离,人类活动主控了环境演化,营养元素的富集使得水生植物群落和硅藻群落已被富营养种替代,水生花粉狐尾藻、盘星藻的爆发以及重建水体总磷浓度值进一步升高,都预示着网湖已成为富营养化湖泊。水生植被进一步扩张,但在2000年左右开始出现衰退迹象。松花粉含量减少,禾本科等草本花粉含量增加,孢粉浓度显著升高,人类对环境干扰加剧。(2)冗余分析结果显示,总氮、频率磁化率和中值粒径是驱动硅藻群落演替的重要因素;中值粒径和总磷是驱动水生植物群落演替的重要因素,相比营养因素,水文因素对驱动水生植被演替更为重要。硅藻群落和水生植物群落对环境变化的响应略有差异,但都是营养因素和水文因素共同驱动着网湖生态环境的演化。(3)系统突变检测结果显示,水生植物群落在1938年发生第一次突变,先于硅藻群落,响应了这一时期洪灾频发;硅藻群落在1950年发生第一次突变,响应了网湖营养浓度开始升高。1970年硅藻和水生植物群落都发生突变,响应了外界水文环境和营养水平的改变。硅藻和水生植被作为不同门类的生物指标,在响应外界环境干扰上存在一定差异,但在外界驱动力较强时,二者可以一致的响应环境变化。
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