基于137Cs和210Pbex示踪湖泊沉积速率的计年模型修正- - 以抚仙湖为例

So far, the technique of isotope tracer has been become an important means for studying the global environmental changes, which can be provide an important scientific basis for assessing the current environmental qualities and predicting the future environmental changes in some degree. In this study, Lake Fuxian of the Yunnan-Guizhou Plateau will be selected as the target by environmental radionuclides (137Cs and 210Pbex) datings, with the vertical distributions of 137Cs and 210Pbex in the cores, trying to establish a corrected model for eliminating the error from the two dating results. It is very useful for obtaining more accurate sedimentation rates in the past 150 years, and for further analyzing the impact on sedimentary environmental changes from natural factors and human activities during the period of history in the Lake Fuxian Basin. This study not only to improve the accuracy results of 137Cs and 210Pbex datings for estimating lake sedimentation rates, but also to have an very important practice significance to manage and control scientifically the environmental qualities of the Lake.

同位素示踪技术已成为全球环境变化研究的重要手段，可以为评价湖泊当前环境质量以及预测未来环境变化提供科学依据。本项研究基于环境放射性核素（137Cs和210Pbex）计年技术，以云南高原湖泊- - 抚仙湖为研究对象，根据137Cs和210Pbex两种核素在沉积物剖面中的垂直分布特征，建立两种核素计年结果存在差异性的修正模型，获得抚仙湖过去百余年来的沉积速率变化趋势，深入分析特定历史时期自然因素和人类活动双重作用对抚仙湖沉积环境变化的影响。此项研究不仅对提高放射性核素（137Cs和210Pbex）计年结果的精确性具有重要的理论意义，而且对湖泊环境治理和科学管理等具有重要的实践意义。

同位素示踪技术已经成为全球环境变化研究的重要手段，可以为评价湖泊当前环境质量以及预测未来环境变化提供科学依据。本项目基于环境放射性核素（137Cs和210Pbex）计年技术，以抚仙湖为研究对象，根据137Cs和210Pbex两种核素在沉积物剖面中的垂直分布特征，获得了抚仙湖近百余年来的沉积速率变化，结合沉积物粒度、营养盐和重金属指标，详细分析了历史时期不同的自然演化和人类活动对抚仙湖生态环境变化的影响。项目按照计划有序开展，基本实现了预期的研究目的，并为进一步深入研究奠定了较好的基础。湖泊沉积物剖面中137Cs和210Pbex垂直分布特征、计年模型修正以及自然因素和人类活动双重作用对湖泊沉积速率变化的响应等三个研究内容均按照计划有序进行。研究发现：两种核素在湖泊沉积物柱芯中的计年结果存在一定偏差，主要因为Pb和Cs本身物理化学性质差异及仪器本身测试过程中所存在的干扰因素所致，但均在可接受误差范围之内。基于两种计年结果存在的差异，由于技术原因等问题在修正模型建立方面尚存在一定的困难。基于沉积物粒度、营养盐和重金属等地球化学指标，揭示了抚仙湖近现代沉积环境变化特征。结果表明：（1）湖泊沉积物柱芯中粒度和营养盐（TOC、TN、TP）等指标的相关性分析，得出TOC浓度与粒径32-63 μm呈显著正相关，与4-8 μm呈显著负相关；TN与各粒级之间无相关性存在；TP则与粒径<2 μm呈显著正相关。（2）对部分重金属元素（Cr、Cu、Zn、As和Pb）等分析表明，Zn、As和Pb具有较好的同源性，而Cr和Cu则来源不同。（3）就抚仙湖沉积物生态风险指数评价而言，湖泊中南部沉积物重金属总体处于中等生态风险，而北部则已有中等上升为较高生态风险则出现在20世纪90年代末期。（4）提出湖泊的营养化水平与沉积物210Pbex之间有着密切联系，即湖泊营养化水平愈高，210Pbex在湖泊沉积物中蓄积的含量越多，二者相关性愈强。相关研究成果已被国内外学术期刊发表论文5篇，其中SCI期刊1篇，核心期刊4篇。这不仅为科学分析湖泊沉积环境变化提供理论基础，也为科学合理开发利用湖泊资源提供技术支撑。