基于时空监测的西藏纳木错现代沉积过程对环境代用指标的影响研究

环境代用指标的合理解释是利用湖泊沉积物进行环境变化重建研究的科学基础，而湖泊现代过程研究是理解代用指标气候环境意义的关键。西藏纳木错是青藏高原第二大湖，为一个封闭深水湖泊，其独特的湖泊学特征以及周边自然地理条件使其具有开展湖泊现代过程研究的重要科学价值。本项目针对青藏高原地区湖泊沉积现代过程研究薄弱的现状，在纳木错湖区不同位置设立5个监测点，利用沉积物捕获器收集水体中不同深度的悬移质样品，并结合表层沉积物和短岩芯沉积物的分析以及连续的水质垂直剖面监测，对纳木错现代沉积过程进行研究，揭示纳木错沉降通量的空间差异、季节变化以及与气候变化的关系，并对其影响因素进行探讨；据此研究沉积物典型环境代用指标在主要沉积过程，如底层沉积物再悬浮作用、物质在水体和沉积物中的迁移转化过程、埋藏过程及变化作用、同位素分馏过程、碳酸盐沉积过程等中的时空变化，为在纳木错进行长时间尺度环境变化研究提供依据。

湖泊现代过程研究是理解沉积物代用指标气候环境意义的关键，是利用湖泊沉积物进行古环境研究的基础。本项目首次在青藏高原典型深水大湖——纳木错开展了较为全面的现代过程研究，包括湖泊水质季节变化的监测研究、湖水和河水化学组成和氢氧同位素组成的季节变化、沉积物捕获器相关研究、表层沉积物空间分布规律研究、短岩芯揭示的现代沉积速率及短尺度环境变化研究等。按照项目设计，连续开展了3年共计20余次野外监测与采样工作，获取了大量的监测数据和样品，完成了大部分的测试分析工作。通过对湖水温度变化的监测明确纳木错是双循环湖泊，具有典型的温带湖泊的特点，并对其热力学特征的空间差异进行了研究。沉积物捕获器数据揭示了纳木错现代沉积速率的时空差异，结果表明同一站点底层的沉积速率明显高于上层，可归因于湖底再悬浮作用的影响；夏季（5-9月份）深水区站点各层的沉积速率都小于浅水区；而冬季（9月份-次年5月份）的沉积速率总体上高于夏季。纳木错湖水和河水的离子含量具有相似的季节变化特征，5月中离子含量在较低的水平上快速增加，之后含量较为稳定，9月中离子含量大幅度升高至11月份的最高值，经过冰封期后次年5月份又降低；离子含量季节变化的主要影响因素是流域内化学风化及冰封期湖水中自生碳酸盐的沉淀作用。纳木错湖水和河水的氢氧同位素都具有稳定的相关关系，其季节变化反映了季风降水的影响，即最低值出现在季风最为强盛的8-9月份。沉积物捕获器样品、湖泊表层沉积物以及短岩芯中环境指标的对比分析将为古环境研究提供依据，是下一步深入研究的重点内容。通过本项目的实施，对纳木错现代过程的各个方面有了全面深入的认识，对纳木错古环境研究、生态系统、水文过程、气候变化背景下湖泊的响应与适应等方面都具有重要的科学意义。