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流域主要的集水盆地为湖泊,它汇集了流域内各种物质,其碎屑物的风化、搬运和沉积过程受到各种环境因子(及人类活动)的影响,因而蕴藏着丰富的环境、生物变化信息。通过对湖泊沉积物各环境代用指标进行综合分析,可以有效地了解湖泊及其流域的水文变化、生态演化以及污染情况,可以重建区域气候环境演化历史,对预测以后环境变化趋势具有重要意义。本研究选取滇西南腾冲地区的火山口湖青海为研究对象,以沉积物中有机碳同位素、氮同位素、C/N比值、TOC和TN含量等指标为手段,并采用端元混合模型,结合210Pb和137Cs年代结果以及14C测年,对青海沉积物1700 a来各环境代用指标的变化特征进行分析研究,并探讨该湖泊有机质来源和区域气候演化阶段。主要结论如下:(1)青海沉积物各环境代用指标实验结果表明:有机碳同位素(δ13C)值介于-26.97‰-28.98‰之间,平均值为-27.97‰;有机氮同位素(δ15N)变化范围介于-0.19‰4.01‰,平均值为1.89‰;总有机碳(TOC)的变化范围3.24%9.79%之间。经过青海湖沉积物不同粒径之间的相关性分析,发现青海湖沉积物TOC含量与粘土组份呈现明显的负相关,与粉砂组份有较强的正相关关系,和砂组分也存在正相关性;总氮(TN)含量变化范围介于0.13%0.39%之间,平均值为0.25%;C/N比值变化范围较宽介于24.53630.134,波动最大且最不稳定。(2)通过对各环境代用指标所指示的环境意义进行分析,结果显示:青海沉积物的TOC与TN含量具有较高的相关性且在变化趋势上协同性表现最为明显,这表明两者共同表征了湖泊的初级生产力水平,即TOC和TN的高值指示湖泊的初级生产力高,反之则代表初级生产力低;C/N比值揭示青海湖湖心有机质以内源输入为主;δ13C、δ15N有很好的相关关系(r=0.81),可认为δ15N与δ13C有相同的环境指示意义,即偏负指示暖干的气候环境,反之则为冷湿的环境条件。此外,由于青海湖独特的地质条件和生态环境,通过对沉积物粒度参数研究分析发现,区域降水量是影响沉积物粒度分布的主要因素。当气候条件较湿润时,湖泊水位上涨,以细颗粒为主;反之,在干旱时期,流域降水量稀少,湖泊萎缩,沉积物粒径偏粗。(3)根据同位素变化特征以及δ13C值与C/N比值、TOC的关系,判断青海沉积物没有受到早期成岩作用的影响或影响太小,不至于导致同位素发生明显分馏,之后运用端元混合模型对沉积物样品中的有机质来源进行了定性分析,结果表明:沉积物有机质主要以湖泊自生为主,且浮游植物贡献率最大,陆源有机质占很少的比例。(4)综合各类指标变化特征的分析,将青海湖1700 a来的气候特征划分为四个阶段:302524 a AD青海湖的气候特征总体呈现低温而湿润的生态环境;5241072 a AD总体由冷湿的生态环境迅速变为温暖较干旱的气候特点且存在明显的气候波动;10721950 a AD青海湖处于较暖干的气候特征;19502017a AD此阶段相比较上一个时间段来说,降水量呈现下降趋势,气温持续上升,因此认为青海湖气候存在“冷湿-暖干”的过渡。