發(fā)布時間：2020-10-14 13:50

　　 湖泊作為一個相對獨立的體系,經(jīng)歷了較長的地質(zhì)歷史,其連續(xù)的沉積和快速的沉積速率,在沉積物中連續(xù)記錄并保存了豐富的環(huán)境、氣候和人類活動等高分辨率信息,從而成為全球氣候環(huán)境變化研究的重要載體。本文選擇呼倫湖為研究區(qū),以湖泊沉積物為研究對象,通過采集沉積物巖芯,對湖泊沉積物中的環(huán)境指標(biāo):有機碳(TOC)、總氮(TN)、碳氮比(C/N)、碳同位素(δ13C)、總磷(TP)、粒度、以及沉積物間隙水中的氫氧同位素和氯離子進行測定分析,結(jié)合沉積物中210Pb和137Cs對巖芯的年代確定,重建了近60年來呼倫湖的環(huán)境演變過程,并有效識別出引起湖泊環(huán)境變化的驅(qū)動因子。同時,根據(jù)沉積物環(huán)境指標(biāo)與實測數(shù)據(jù)的分析對比,確定了沉積物中各指標(biāo)對呼倫湖環(huán)境、氣候、以及人類活動的指示意義,獲得的主要結(jié)果如下:(1)利用測得的210Pbex結(jié)果,通過CIC模型對呼倫湖41 cm沉積物巖芯進行了年代的確定,結(jié)果顯示沉積物巖芯包含了從1958年至2015年近58年來的沉積記錄,呼倫湖的沉積速率為0.72 cm/a。同時,這一年代表與137Cs結(jié)果獲得的1963年和1975年兩個年代標(biāo)記相對應(yīng)。(2)根據(jù)沉積物有機物中C/N比值和δ13C值計算得出的陸源有機碳和內(nèi)源有機碳比例顯示,呼倫湖沉積物中有機物來源主要是來自陸源有機物,約占80%左右,而內(nèi)源浮游生物有機物所占的比例為20%。(3)通過沉積物有機物指標(biāo)(TOC、TN、C/N、δ13C、TP以及Cal和Cau)的分析,表明呼倫湖的有機物沉積變化可以分為兩個不同的階段。2000年以前,由于較低的TN和TP濃度,限制湖泊內(nèi)浮游植物的生長,因此湖泊的營養(yǎng)程度較低;而2000年之后,迅速增高的TN和TP濃度為湖泊內(nèi)部浮游植物提供了充足的營養(yǎng)物質(zhì),使得湖泊內(nèi)部的生產(chǎn)力明顯提高,湖泊的營養(yǎng)程度也較高。(4)對比呼倫湖外源物質(zhì)輸入增加和內(nèi)源物質(zhì)增加的變化過程,發(fā)現(xiàn)由于人為不合理放牧引起的流域草地退化使得陸源有機物在1980年以后開始增加,但這一過程并沒有引起湖泊水體環(huán)境的劇烈改變。而在2000年以后由于徑流量減少、水位降低使得湖泊內(nèi)污染物濃度明顯增加,這一過程與湖泊富營養(yǎng)化過程發(fā)生的時間點一致,因此認為河流徑流量和湖泊水位的變化導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)濃縮是呼倫湖水體惡化、富營養(yǎng)化的直接原因。(5)通過對呼倫湖沉積物粒度特征的分析,顯示呼倫湖沉積物平均粒徑變化與湖泊年降雨量、徑流量變化的的峰谷值在相對應(yīng)年份基本對應(yīng),具有良好的同步性變化趨勢。因此,在呼倫湖沉積物短時間尺度的研究上,沉積物的粒度大小能夠較好的反映流域過去降雨量和徑流量的大小(6)呼倫湖沉積物巖芯在深度32-38 cm段與其他部分的沉積物的粒度參數(shù)呈現(xiàn)明顯的差異,粉砂和粘土成分增加,而砂含量減小,平均粒徑變小,這主要是由于這一時段呼倫湖出口被建壩封堵、水動力條件改變的結(jié)果。(7)通過對間隙水中的氯離子及氫氧同位素的分析及溶質(zhì)擴散模型模擬,表明沉積物間隙水中溶質(zhì)由于擴散作用與上覆湖水水體進行交換,使得沉積物中的間隙水成分組成發(fā)生改變,不能保持與沉積物一樣的具有時間性的指示作用。但是沉積物間隙水中的指標(biāo)信息在一定程度上能夠記錄湖泊水位變化引起的湖泊水體環(huán)境改變過程。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P512.2;P343.3
【文章目錄】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的與意義
    1.3 國內(nèi)外研究進展
        1.3.1 湖泊沉積學(xué)研究進展
        1.3.2 呼倫湖研究現(xiàn)狀
    1.4 主要內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究創(chuàng)新點
        1.4.3 文章結(jié)構(gòu)
        1.4.4 技術(shù)路線
2 研究區(qū)概況及研究方法
    2.1 研究區(qū)概況
        2.1.1 地理位置及其形態(tài)概況
        2.1.2 區(qū)域氣候特征
            2.1.2.1 氣溫
            2.1.2.2 降水
            2.1.2.3 蒸發(fā)
            2.1.2.4 風(fēng)速
            2.1.2.5 濕度
        2.1.3 區(qū)域水文特征
            2.1.3.1 徑流補給
            2.1.3.2 水位變化
            2.1.3.3 水量平衡關(guān)系
            2.1.3.4 水文循環(huán)特征
        2.1.4 湖泊水環(huán)境特征
        2.1.5 區(qū)域土壤植被情況
        2.1.6 社會經(jīng)濟情況
    2.2 樣品的采集和分析
        2.2.1 樣品的采集
        2.2.2 樣品的測試與分析
            2.2.2.1 沉積物泥樣
            2.2.2.2 沉積物間隙水
        2.2.3 對照巖芯的選取
3 呼倫湖沉積物年代分析
210Pb和¹³⁷Cs計年原理'>    3.1 ²¹⁰Pb和¹³⁷Cs計年原理
210Pb的計年原理'>        3.1.1 ²¹⁰Pb的計年原理
137Cs的計年原理'>        3.1.2 ¹³⁷Cs的計年原理
210Pb和¹³⁷Cs剖面特征'>    3.2 呼倫湖沉積物巖芯²¹⁰Pb和¹³⁷Cs剖面特征
210Pb的剖面特征'>        3.2.1 ²¹⁰Pb的剖面特征
137Cs的剖面特征'>        3.2.2 ¹³⁷Cs的剖面特征
    3.3 呼倫湖沉積物巖芯年代的確定
    3.4 本章小結(jié)
4 沉積物有機物指標(biāo)特征及其信息記錄
    4.1 有機物指標(biāo)的沉積學(xué)意義
        4.1.1 湖泊有機物質(zhì)的來源
        4.1.2 湖泊有機物質(zhì)的降解
        4.1.3 沉積物中有機物質(zhì)的指示作用
    4.2 呼倫湖沉積物有機物指標(biāo)的環(huán)境指示意義
        4.2.1 沉積物中有機物信息的有效性
        4.2.2 呼倫湖沉積物有機物的來源
        4.2.3 呼倫湖沉積物有機物指標(biāo)的分布特征
    4.3 對照巖芯有機物指標(biāo)的分布特征
        4.3.1 對照巖芯的有機碳分布特征
        4.3.2 對照巖芯的總氮分布特征
    4.4 沉積物有機物指標(biāo)分析結(jié)果與實測水質(zhì)數(shù)據(jù)的對比
    4.5 呼倫湖富營養(yǎng)化過程及其影響因素分析
        4.5.1 呼倫湖富營養(yǎng)化過程
        4.5.2 近期呼倫湖富營養(yǎng)化的主要機制及其原因
    4.6 本章小結(jié)
5 沉積物粒度變化特征及其信息記錄
    5.1 沉積物粒度的沉積學(xué)意義
    5.2 呼倫湖沉積物粒度的分布特征
        5.2.1 沉積物粒度分級特征
        5.2.2 沉積物粒度參數(shù)特征
        5.2.3 沉積物參數(shù)散點圖
        5.2.4 沉積物粒度頻率曲線和概率累積曲線特征
    5.3 對照巖芯的粒度分布特征
        5.3.2 對照巖芯的粒度參數(shù)特征
    5.4 呼倫湖沉積物粒度的指示意義
        5.4.1 沉積物粒度指示的降雨變化
        5.4.2 沉積物粒度指示的徑流量變化
        5.4.3 沉積物粒度指示的湖泊水位變化
        5.4.4 沉積物粒度指示的近期人類活動
    5.5 本章小結(jié)
6 沉積物間隙水指標(biāo)記錄的信息
    6.1 沉積物間隙水的沉積學(xué)意義
    6.2 呼倫湖沉積物間隙水指標(biāo)的分布特征
        6.2.1 氯離子在不同水體中的分布
        6.2.2 氫氧同位素在不同水體中的分布
    6.3 沉積物間隙水中氫氧同位素和氯離子的信息解譯
        6.3.1 沉積物間隙水與其它水體的關(guān)系
        6.3.2 沉積物間隙水中高濃度氯離子的來源
        6.3.3 擴散對沉積物間隙水中氯離子分布的影響
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論和展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介

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本文編號：2840750