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长江中下游浅水湖泊有机地球化学研究取得进展
【发布时间:2018-04-05 】 【 】【打印】【关闭

  长江中下游地区是中国浅水湖泊最为发育的区域,面积大于1平方千米的浅水湖就达到651个。在过去的几十年中,由于人类活动的影响,大部分湖泊的环境和生态系统都发生了显著的变化,并引起沉积物中有机质的改变。作为全球碳循环的重要一环,湖泊沉积物中埋藏的有机碳已经得到了科学家的广泛关注。已有的研究表明,人类活动引起的富营养化可以显著提高湖泊沉积物中有机碳的埋藏数量,但是对于其来源和组成的影响却少有研究。这一细节的缺失限制了湖泊碳埋藏研究的进一步深入和发展。以生物标志物技术为核心的有机地球化学手段可以在分子层面追溯天然有机质的来源和归趋,从而为解决这一问题提供了契机。在国家自然科学基金的资助下(编号41673046),在刘正文研究员的指导下,借助于羊向东研究员重点基金(编号41530753)长江流域湖泊大采样的便利条件,张永东助理研究员对长江下游地区浅水湖泊沉积物中的生物标志物进行了详细研究,发现以下规律:

  (1)有沉水植物分布的湖泊,沉积物中有机质主要来自于沉水植物和附着藻,特别是硅藻。而无沉水植物分布的湖区,沉积物中的有机质主要来自于蓝藻,浮游藻类和陆源植物。化石燃料来源有机质在部分富营养湖泊,如西巢湖中相对富集。在水动力较强的湖区,如澄湖等,沉积物中特别富含陆源植物来源的有机质。这与藻类有机质易降解,难以在该类型湖泊沉积物中长久保存有关。
  (2)以长荡湖为例,在时间尺度上,发现在1950年之前,湖泊沉积物中的有机质更多来自于挺水植物和陆源植物。而在之后随着农业活动增加和水体营养盐的升高,沉水植物和藻类对沉积有机质的贡献增加。特别是在1970年代末以后,由于工业化和城镇化的快速发展,水体营养盐水平进一步升高,这一趋势更加显著。
  (3)以太湖为例,在空间尺度上,发现大型浅水湖泊沉积物中有机质的来源和组成存在重大差异。在梅梁湾和竺山湾等湖区,沉积物中的有机质主要来自于蓝藻和高等植物;而在东太湖,沉积物中的有机质主要来自于沉水植物和硅藻;在大太湖,沉积物中的有机质以陆源植物贡献为主。
  以上成果发表于环境和生态学领域主流期刊《Organic Geochemistry》,《Ecological Indicators》,《Science of the Total Environment》上。
  1. Zhang Yongdong*, Su Yaling, Liu Zhengwen*, Kong Lingyang, Yu Jinlei, Jin Miao. Aliphatic hydrocarbon biomarkers as indicators of organic matter source and composition in surface sediments from shallow lakes along the lower Yangtze River, Eastern China. Organic Geochemistry 122, 29–40, 2018
  2. Zhang Yongdong*, Su Yaling, Liu Zhengwen*, Sun Kaihong, Kong Lingyang, Yu Jinlei, Jin Miao.  Sedimentary lipid biomarker record of human-induced environmental change during the past century in Lake Changdang, Lake Taihu basin, Eastern China. Science of the total Environment, 613-614, PP 907–918, 2018
  3. Zhang Yongdong*, Su Yaling, Liu Zhengwen*, Yu Jinlei, Jin Miao. Lipid biomarker evidence for determining the origin and distribution of organic matter in surface sediments of Lake Taihu, Eastern China. Ecological Indicators, 77, PP 397–408, 2017
图1:长江下游湖泊表层沉积物生物标志物组成特征
 

 

  

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