中全新世杞麓湖硅藻生物多样性及其水环境重建

Many alpine lakes are located in Central Yunnan, e.g. Dianchi, Fuxian Lake, Xingyun Lake, Qilu Lake, which is the key area of early human origin and evolution. Economy around lake plays an important role in the economy of Yunnan. But affected by the human activities and global warming climate in recent years, the alpine lakes have been shrinking and their aquatic environments have become worse, seriously endangering people's lives and regional social stability, so that all governments take measures to treat and protect them. We study diatom population and reconstruct its aquatic environment (pH, TP, TN, TOC) of Qilu Lake with the On-line Reconstruction Program of European Diatom Database and elemental analyser. We aim to bring to light the biodiversity of diatom and aquatic environment of the lake in the mid-Holocene, and provide theoretical basis for ecological restoration and environmental protection of Qilu Lake, comparing with current diatom biodiversity and water environment of the polluted lake.

滇中分布有滇池、抚仙湖、星云湖、杞麓湖、阳宗海等高原湖泊，是早期人类起源、演化的关键地区，湖区经济在云南省经济发展中的战略地位和作用占有举足轻重的地位，但近年来，在人类活动和全球气候双重压力影响下，湖泊萎缩，水体生态环境越来越恶化，严重地危及到人民生活和区域社会稳定，各级政府采取各项措施进行高原湖泊的治理和保护。本项目通过研究杞麓湖畔中全新世沉积物中硅藻种群，利用欧洲硅藻数据库在线重建程序和元素分析仪，重建中全新世时杞麓湖水体环境（pH、总磷浓度（TP）、总氮（TN）、总有机碳（TOC）），并与目前污染状况下的硅藻生物多样性和水环境进行比较，揭示杞麓湖中全新世未污染时硅藻生物多样性与水环境，从地质历史角度，为杞麓湖的生态修复和环境保护提供理论依据。

为了分析污染情况下硅藻时空变化及硅藻指数可靠性，以指导高原湖泊保护与治理，对杞麓湖水体、农田土壤及沉积物硅藻多样性进行了研究。通过C14测年对周边湖泊沉积进行了地质年代学研究，湖泊沉积物地质年代为5万年至1000年前。1）杞麓湖雨季和旱季表层和底层分别有梅尼小环藻等14 种和17种，但雨季时表层比底层物种，而旱季则相反。杞麓湖全年总氮和总磷浓度严重超标导致梅尼小环藻为优势物种；2） 杞麓湖养殖水域共鉴定出硅藻有10 属30 种，其中表层占了6属21 种，底层有9 属23 种，以梅尼小环藻为优势种，丰度达65% 以上，水体富营养化程度较严重，并且底层总氮含量高于表层，导致底层水体的梅尼小环藻丰度高于表层；3）杞麓湖畔土壤硅藻有菱形藻属、舟形藻属、小环藻属、脆杆藻属、菱板藻属、桥弯藻属等共23属174种。23个硅藻指数中IBD、IPS、IDG、Descy等20个指标值较小，反映土壤污染严重，可用来评价杞麓湖农田土壤生态健康状况；农田土壤的pH值介于7与8之间；4）杞麓湖畔中全新世沉积物中发现硅藻双尖菱板藻等18属29种，其中α-中腐污型、中度富营养类型、N-自养忍耐型、需氧型、pH中性、寡盐型、嗜气型硅藻比例最高。硅藻指数中IBD、IPS等23个指数值及3个pH值都与现代土壤一致，反映了中全新世时沉积物有机污染严重，pH中性略偏碱性。5）金角藻是一种世界各地分布的沉水水生植物，该属植物在地质历史时期的全球气候影响下果实形态和区系演化及其亚属演化。根据化石资料，该属最早可能出现在北美白垩纪，在全球气候变化的影响下新生代演化为sect. Ceratophyllum、sect. Muricatum 和 sect. Submersum，它的分布在整个时期逐渐扩大，晚中新世时金鱼藻出现在我国西南地区。6）藨草属(Scirpus L.，Cyperaceae)是一种草本植物或多年生植物。河北省围场县早中新世地层中发现的围场藨草(Scirpus weichangensis sp. nov Liang X.Q.)的果实，表明：河北广法永乡在中新世早期曾是一片湿地。根据藨草属的化石数据，该属最早出现于西伯利亚渐新世，中新世时向四周扩散，在晚新近纪时达目前的分布状况。