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近年以来,随着工农业等社会经济的快速发展,湖泊淤积与污染等问题日趋严重。但由于监测资料的局限,人们对湖泊环境长期变化及其与人类活动关系的认识还不够清晰,制约了对湖泊环境变化规律的认识。湖泊沉积物忠实的记录了湖泊环境演变和流域人类活动的信息,是开展湖泊环境演变及其驱动因素解析的良好载体。流域人类活动类型与强度对湖泊环境的影响存在明显的区域差异,城郊湖泊受城市发展影响较大,高强度的人类活动背景下诸如重金属污染与富营养化等问题更为突出。本文选取云贵高原典型城郊湖泊——滇池、邛海,在210Pb和137Cs定年的基础上,通过沉积岩芯磁化率、粒度以及常量元素(Al、Fe、Ti等)与重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Hg和Zn)等指标的分析,研究了滇池和邛海近百年来沉积环境演化与重金属含量的历史变化特征,重金属污染的时空变化规律及其与流域人类活动的关系,对表层沉积物重金属的潜在生态风险状况进行了评价。主要研究结果如下:(1)滇池和邛海沉积物粒度组成以<63μm的细颗粒为主,其中粘土平均含量均为43%。20世纪50年代以前,滇池沉积岩芯中粘土含量、磁化率与常量金属元素含量较为稳定,指示了流域物质输入受人为活动与降水等影响较弱的特点;20世纪60年代以来,沉积岩芯中上述指标逐渐降低,沉积速率升高,反映了流域人类活动增强(如围湖造田、森林砍伐、农业快速发展等)导致的粗颗粒物输入的增加。多岩芯分析表明,滇池各湖区沉积环境演化趋势相似。邛海沉积岩芯中粘土与磁化率变化较为复杂,总体上呈逐渐升高趋势,上世纪70年代沉积环境发生明显的改变,尤其表现为沉积速率升高,可能与围湖造田等人类活动有关,但还有待进一步研究。(2)根据聚类分析结果,滇池和邛海沉积物中金属元素均可分为两组。滇池沉积物中第I组元素包括Al、Ti、Cu、Cr和Ni,第Ⅱ组元素包括As、Cd、Hg、Pb和Zn。两组元素含量均在20世纪50年代之前较为稳定;此后第I元素含量逐渐降低,与粗颗粒物质的输入增加有关;20世纪50年以来第Ⅱ组元素呈不同程度的增加趋势,2000年左右达到最高值,近年来总体呈稳定或逐渐减少趋势。邛海沉积岩芯中第I组元素包括Cd、Pb、Zn、Cu和As,近年来总体上呈逐渐增加趋势;第Ⅱ组元素包括Al、Cr、Ni、Ti和Hg,其含量在上世纪70年代之前较稳定,此后呈一定的波动。(3)滇池与邛海沉积物中金属元素与粒度组成变化表明,重金属含量明显受到沉积环境即沉积物质地的影响,其含量变化不完全反映人为污染。富集系数结果表明,As、Cd、Hg、Pb和Zn是滇池沉积物中典型的污染元素,污染开始于上世纪60年代并呈逐渐增加趋势;人为重金属累积通量表明,污染峰值出现于上世纪90年代中期至2000年;近些年以来,随着流域污染治理措施的实施,Cd、Hg、Pb和Zn污染保持相对稳定水平,As污染呈现下降趋势。Cd、Hg和Pb是邛海沉积物中典型的污染元素,污染开始于20世纪60-70年代;人为重金属沉积通量在上世纪70年代呈明显峰值,与沉积通量变化一致,可能与土壤中遗存的人为重金属的输入有关;上世纪80年代以来,沉积物中人为重金属沉积通量并未随西昌市扩张和流域经济发展而增加。滇池沉积物重金属污染起始时间略早于邛海,与昆明市工业起步较早有关。(4)上世纪60年代以来,滇池不同湖区沉积物中人为As、Cd、Hg、Pb、Zn的累积通量分别为0.23-2.5 g/m2、28-155 mg/m2、1.3-26 mg/m2、0.49-2.4 g/m2和2.4-37 g/m2,北部湖区高于南部湖区,与表层沉积物人为重金属含量空间变化趋势相似。邛海表层沉积物中人为As、Cd、Hg、Pb、Zn含量分别为0.2-6.4 mg/kg、0.25-1.24 mg/kg、18-55μg/kg、5.1-13.4 mg/kg和6.9-62.2 mg/kg,高值主要分布于靠近西昌市的西北部湖区。滇池与邛海沉积物人为重金属含量空间变化,反映了城市发展对湖泊环境的深刻影响。区域对比研究表明,Cd是云贵高原地区湖泊中典型的重金属污染元素,城郊湖泊沉积物重金属污染程度明显高于其他类型湖泊。(5)基于潜在生态风险指数法和沉积物质量基准,并结合重金属污染程度,滇池和邛海表层沉积物中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn具有较低生态风险,而Hg和Cd具有较高的潜在生态风险,其中毗邻城市的湖区生态风险程度相对较高。