岱海碳、硅地球化学特征及环境信息研究

论文摘要

本文以中高纬度半干旱区深水藻型湖泊岱海为研究对象,开展了上覆水和沉积物中碳和硅的地球化学行为研究,探讨了沉积物中无机碳的分布特征及赋存形态,模拟了无机、有机碳在水-沉积物界面的迁移转化过程,估算了岱海水-沉积物界面碳、硅的源汇通量,揭示了岱海硅藻生物泵对碳循环的影响,为深水藻型湖泊碳循环研究提供了借鉴,取得了如下主要成果和进展。1.岱海上覆水中无机碳和有机碳含量均较高,主要以无机碳形式存在。TIC含量平均值为119.15mg╱L,DIC为主导形态;TOC含量平均值为28.78mg╱L,DOC为主导形态。2.沉积物中无机碳的形态分布表现出酸溶态占主导,碱溶态含量较低的特征。在岱海偏碱性环境下酸溶态无机碳不易溶出,对上覆水体的碳负荷贡献较小。3.沉积物中无机碳形态特征、有机碳含量和水-沉积物界面碳通量等研究均揭示岱海具有明显的碳“汇”功能。4.以湖泊水-沉积物界面硅的交换通量研究为基础,首次系统开展了内蒙古高原西部湖泊水-沉积物系统硅的地球化学特征研究,判识了深水藻型湖泊沉积物硅的源汇功能。研究结果表明,岱海上覆水中SiO32-含量为1.02mg/L,沉积物中BSi含量为7.47mg/g,8月份沉积物表现为硅的“源”。5.利用悬浮颗粒物中碳、硅比值判识了岱海属碳酸盐湖,在正确理解沉积物中碳、硅地球化学信息的基础上,结合沉积柱芯中碳、硅的分布特征,阐释了湖泊富营养化水平和初级生产力逐渐提高的过程中藻类等浮游植物对深水藻型湖泊生态系统碳循环的作用与贡献。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 湖泊生态系统生源要素碳和硅的地球化学循环
• 1.1.1 碳的转化与循环
• 1.1.2 硅的转化与循环
• 1.2 湖泊碳研究进展
• 1.3 湖泊硅研究进展
• 1.4 选题依据及意义
• 第二章 研究区概况和研究方法
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 湖区气候
• 2.1.3 生物资源
• 2.1.4 水质现状
• 2.2 采样与实验方法
• 2.2.1 样品采集与保存
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 实验仪器
• 第三章 碳的地球化学特征
• 3.1 上覆水中碳的分布特征
• 3.1.1 上覆水中无机碳的分布
• 3.1.2 上覆水中有机碳的分布
• 3.1.3 上覆水中总碳分布
• 3.2 沉积物中碳的地球化学特征
• 3.2.1 沉积物中无机碳的形态分布
• 3.2.2 沉积物中有机碳的分布特征
• 3.3 水-沉积物界面碳交换通量
• 3.4 岱海碳循环特征及影响因素
• 3.4.1 岱海碳形态分布对碳循环的贡献
• 3.4.2 岱海碳循环影响因素
• 3.4.3 岱海碳循环模式
• 3.5 小结
• 第四章 硅的地球化学特征
• 4.1 上覆水中硅酸盐的空间分布
• 4.2 沉积物中BSi的分布
• 4.2.1 表层沉积物
• 4.2.2 柱状沉积物
• 3^2-交换通量'>4.3 水-沉积物界面SiO₃^2-交换通量
• 4.4 岱海水-沉积物体系硅分布的影响因素
• 第五章 岱海碳、硅环境信息记录
• 5.1 悬浮颗粒物碳硅比
• 5.2 沉积物碳硅比
• 5.2.1 表层沉积物
• 5.2.2 柱状沉积物
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢