青藏高原湖泊中萝卜螺现代过程研究

Radix sp. fossil shells are widely distributed in the lakes, alluvial-lacustrine successions and high level lake sediments on the Tibetan Plateau. These biogenic carbonate shells are a kind of promising high-resolution carrier of the environmental information. However, there are still many scientific issues left to explore. For example, it is unclear how the shells of Radix sp. record the hydrological, hydrochemical and other information of its ambient water, and how we reconstruct palaeo-environment information base on the fossil shells of Radix sp., etc. In this project, we will focus on one single large lake (Lake Nam Co) and other lakes on the Tibetan plateau. The living dominant species of the Radix sp. (Radix auricularia) and its ambient lake water will be the key research objects. Based on the modern process research and the species level classification of Radix sp., we plan to establish the relationship between the shell geochemical indices of the Radix sp. and its ambient lake water parameters. The problem of fractionation equilibrium of carbon and oxygen stable isotopes between the Radix sp. shell and lake water will be explored. Moreover, the possible interspecies differences in the Radix sp. will be discussed. Finally, taking the fossil shells of Radix sp. in the high level lake sediments which formed during the mid- to late-Holocene from the Lake Nam Co as an example, the feasibility using the fossil shells of Radix sp. to quantitative reconstruct the lake palaeo-hydrological, palaeo-hydrochemical and other environmental information will be examined.

在青藏高原的湖泊、河湖相及高湖面沉积中，萝卜螺壳体化石广泛分布。这些生物碳酸盐壳体成为一种潜在的和高分辨率的环境信息记录载体。但是，在萝卜螺壳体如何记录其宿生水体的古水文、古水化学等信息，以及如何基于萝卜螺壳体化石重建古环境等方面，仍有许多科学问题有待探索。本项工作，拟以青藏高原上的单个大型湖泊（纳木错）及高原区域上的其它多个湖泊为重点调查区域；以湖泊中现生的萝卜螺优势种（耳萝卜螺）及其宿生湖水为重点研究对象。基于现代过程研究，在萝卜螺种的分类水平上，建立萝卜螺壳体地球化学指标与其宿生湖水水化学参数之间的关系。探索萝卜螺壳体与湖水之间碳氧稳定同位素的平衡问题；阐明萝卜螺种间可能存在的差异。进而，基于纳木错中晚全新世高湖面沉积物中的萝卜螺壳体化石，探索和验证萝卜螺壳体化石在定量重建湖泊古水文及古水化学等环境信息方面的可行性。

萝卜螺壳体地球化学指标已被逐步用于推测青藏高原和其它地区的环境变化信息。但是，此前的研究使用的都是未定种的萝卜螺壳体。因此萝卜螺壳体地球化学指标的种内和种间差异，以及这种潜在的差异对于古环境重建的影响都不清楚。.该项研究基于现代过程研究，在萝卜螺种的分类水平上，调查了青藏高原封闭湖、过水湖、湿地和河流(35个采样点)中现生的萝卜螺及其宿生水体。通过分析萝卜螺常见种壳体主要元素、稳定碳氧同位素及其宿生水体水质、水化学等数据，我们主要取得如下认识：.(1) 水化学组成和电导率明显地影响了萝卜螺的存活和丰度，萝卜螺常见种的环境耐受度排序是：耳萝卜螺>青海萝卜螺>狭萝卜螺>尖萝卜螺。.(2) 生命效应对萝卜螺常见种壳体 (~15mm长)主要元素摩尔比值(Sr/Ca、Mg/Ca)和碳氧稳定同位素值的影响可能不大。.(3) 萝卜螺壳体的δ13Cshell与其宿生水体的δ13CDIC基本平衡；萝卜螺壳体的δ18Oshell与其宿生水体的δ18Owater达到了平衡。.(4) 萝卜螺壳体的Sr/Ca能用于重建湖水的Sr/Ca和电导率。.(5) 萝卜螺壳体的Mg/Ca可能没有明确的环境意义。.(6) 使用定种萝卜螺壳体化石重建古环境时，推荐优先使用对应种的转换方程。.(7) 定种或不定种萝卜螺壳体的δ18O值均可以用于判断湖泊的水文状态 (开放或封闭)。.该项研究针对萝卜螺这一新的、极有潜力的和高分辨率的环境信息记录载体，不仅可以强化对现代萝卜螺环境因子数据库的建设，也可为在青藏高原利用萝卜螺进行古水化学和古水文等定量重建奠定基础；进而加深我们对青藏高原气候变化机制的理解和提高对将来气候变化趋势的预测能力。