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一、国内外现状、发展趋势及开题意义（一）国外相关产业和技术现状、发展趋势沉积相相这一概念最早是由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引入地质文献，并认为相是在一定地质时期内地表某一部分的全貌。
1838年瑞士地质学家格列斯利（Gressly）开始把相的概念用于沉积岩，他认为“相是沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。
自此，相的概念逐渐为地质界所接受和引用[1]。
沉积相的研究对象是沉积物，研究不同环境有何不同的产物及表现，以及如何从产物本身反演出过程和环境，也就成为有关沉积相研究的密切相关的两个方面，前者是后者的前提和根据[2]。
自Homes（1965）提出沉积体系概念以来，沉积相研究形成了又一个新高潮。
近年来，沉积体系的概念在层序地层和沉积学研究中得到了广泛的应用，在不同类型三角洲、深水沉积体系、不同类型河流沉积体系研究与相应砂体油气勘探方面均取得了显著成果。
目前，沉积学理论日益丰富和完善，研究技术和手段日益先进，学科的交叉渗透出现了一系列与沉积学相关的学科，如沉积动力学、成岩作用和成矿理论、层序地层学、构造沉积学、生物成矿作用的学说和储层沉积学、测井沉积学等。
随着沉积学的发展，目前已从对局部沉积环境的研究扩大到了对整个盆地范围的沉积环境进行分析的阶段。
此外，随着仪器设备的日益更新和计算机的应用，对沉积学进行定量化研究己成大势所趋。
（二）国内相关产业和技术现状、发展趋势沉积相自70年代以来，我国的沉积相研究正在努力赶上国际研究的步伐，在碳酸盐岩、湖泊沉积、潮汐沉积、风暴沉积及重力流沉积等许多方面都取得了重要的研究成果[18-21]，同时为我国油气资源的开发提供了理论指导。
在陆相研究方面业已形成特色[2]。
目前，沉积相分析有向纵横两方面并行发展的趋势。
纵向上研究逐渐深入，精细地质研究成为重点，随着油田开发程度提高，已开始砂层沉积微相的识别；横向上由单一分析向综合研究发展。
湖泊地质环境与地貌演变湖泊是地球上最常见的地貌形态之一，它们形成于地壳的凹陷区域，由降水、地下水和河流等供水，成为集水区域的自然蓄水体。
湖泊地质环境对地貌的演变起着至关重要的作用。
本文将探讨湖泊地质环境的形成原因及其对地貌的影响。
一、湖泊地质环境的形成原因湖泊的形成原因主要有地壳演化、河流沉积、火山喷发和冰川侵蚀等。
地球历经漫长的地质变动，形成了各种湖泊。
1. 地壳演化地壳演化是湖泊形成的重要原因之一。
地壳运动产生的断裂、背斜和坳陷等构造特征，为湖泊的形成创造了条件。
例如，中国的青海湖、太湖等湖泊，就是由于地壳运动引起的坳陷造成的。
2. 河流沉积河流的冲刷和沉积作用，也是湖泊形成的原因之一。
当河流运输的泥沙在汇流处或湖泊出口沉积时，就形成了堆积，从而阻断了水流，形成了湖泊。
黄河是典型的例子，它的泥沙大量运输并沉积在河口附近，形成了大型的黄河三角洲和渤海湾。
3. 火山喷发火山喷发也可以形成湖泊。
当火山爆发时，喷出的岩浆会塞住河流，形成堰塞湖。
例如，坦桑尼亚的恩戈罗恩戈罗火山口湖就是由火山喷发形成的。
4. 冰川侵蚀冰川的运动能够改变地表形态，形成湖泊。
冰川的侵蚀作用会形成凹地，并在凹地中积蓄水源，形成冰碛湖，如美国的五大湖。
二、湖泊地质环境对地貌的影响湖泊地质环境对地貌的影响主要体现在湖泊的形态、沉积物和地壳活动等方面。
1. 湖泊形态湖泊的形态取决于地壳活动和水文过程。
地壳活动影响湖泊的大小、形状和深度。
同时，水文过程如沉积作用、侵蚀作用、波浪作用等也会对湖泊的形态产生影响。
2. 沉积物湖泊的地质环境决定了其沉积物的类型和分布。
湖泊沉积物包括有机物、粉粒物、碳酸盐、黏土等。
根据沉积物的性质和分布，可以推断出湖泊的演化历史和环境变化。
3. 地壳活动湖泊地质环境也与地壳活动密切相关。
地壳运动、地震、火山活动等现象会影响湖泊地质环境的演变。
例如，地壳运动可能导致湖泊的抬升或下陷，进而改变湖泊的深度和形状。
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展湖泊富营养化是指湖泊中营养盐的浓度过高而导致水质恶化的现象。
随着工业化和城市化的发展，湖泊富营养化问题在中国逐渐加剧，对环境和人类健康造成了严重影响。
湖泊富营养化生态治理技术的研究成为了当前亟待解决的重大问题。
湖泊富营养化主要是由于氮、磷等营养盐的过量输入，导致水体中藻类繁殖过盛。
湖泊富营养化生态治理技术主要包括物理、化学和生物方法。
物理方法主要是利用人工手段调节湖泊水体的营养盐浓度，减少富营养化程度。
常用的物理方法包括水量控制、人工漂浮物清理、湖底泥沉积清理等。
这些方法可以有效地降低湖泊水体中营养盐的浓度，阻断富营养化的发展。
化学方法主要是利用化学物质来调节湖泊水体的营养盐含量。
常用的化学方法包括草鱼放养、溶解性氧化物喷施等。
通过添加草鱼等消耗藻类生长所需的营养盐和浮游生物，可以有效地降低湖泊水体中的营养盐含量。
生物方法主要是通过调节湖泊生态系统结构和功能，降低湖泊水体富营养化程度。
常用的生物方法包括湖泊生态修复、生态调控等。
湖泊生态修复是指通过人工手段恢复湖泊的生态系统，提高湖泊生态功能，减少湖泊富营养化程度。
生态调控是指利用生物相互作用调控湖泊水体中的富营养化现象，常用的生态调控方法包括种植水生植物、鱼虾饲养等。
综合利用上述物理、化学和生物方法，可以取得较好的湖泊富营养化生态治理效果。
目前，中国在湖泊富营养化生态治理技术方面取得了一系列研究进展。
在物理方法方面，研究人员通过人工增加湖泊出流水量，减少湖泊水体中营养盐的积累。
对湖底泥沉积进行清理，降低湖泊富营养化程度。
这些方法在实际应用中取得了较好的效果。
在化学方法方面，研究人员通过溶解性氧化物喷施、草鱼放养等方式，降低湖泊水体中的富营养化程度。
这些方法可以有效地减少湖泊水体中藻类的繁殖，改善水质。
中国在湖泊富营养化生态治理技术研究方面取得了一些进展，但仍然存在一些问题。
湖泊富营养化治理技术的操作和管理仍然需要进一步优化和完善，湖泊富营养化治理的效果需要长期观察和评估。
湖泊沉积物再悬浮研究进展郑莎莎(江苏联合职业技术学院南京分院江苏南京210019)摘要：湖泊沉积物在受到外力干扰时会发生再悬浮，这一现象在浅水湖泊中尤为普遍。
当外力扰动产生的作用力大于沉积物起动的临界切应力时，再悬浮现象就会发生。
引起沉积物再悬浮的驱动力主要有风浪扰动、生物扰动、清淤、航运捕捞。
目前，国内外对沉积物再悬浮的研究主要通过现场观测研究、室内模拟研究和数值模拟研究来展开的，并且已经取得了一定研究成果。
关键词：沉积物再悬浮发生机制动力来源研究历程中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1672-3791(2022)01(a)-0104-04 Review of Lake Sediment ResuspensionZHENG Shasha(Nanjing Branch of Jiangsu Union Technical Institute,Nanjing,Jiangsu Province,210019China) Abstract:Lake sediments will resuspend when disturbed by external forces.This phenomenon is particularly com‐mon in shallow lakes.Resuspension occurs when the external force produces more effects than the critical bottom shear stress of sediment suspension.The driving forces of sediment resuspension mainly include:wind disturbance, biological perturbation,dredging,shipping and fishing.At present,the researches of sediment resuspension at home and abroad are mainly conducted through field observation research,indoor simulation research and numerical simulation research,and certain research findings have been achieved.Key Words:Sediment;Resuspension;Occurrence mechanism;Source of driving force;Research process1沉积物再悬浮的发生机制湖泊沉积物是指湖泊中沉积的物质，包括湖心沉积物以及湖边沉积物。
沉积地球化学的研究现状和发展趋势X陈云华(成都理工大学,成都 610059) 摘 要:沉积地球化学是一门沉积学与地球化学相互渗透、相互结合而产生的一门新兴边缘学科。
本文详细介绍了沉积地球化学的研究现状,最后总结了沉积地球化学研究两个大的发展趋势。
关键词:沉积地球化学;研究现状;发展趋势;沉积岩1 沉积地球化学的概念沉积地球化学是一门沉积学与地球化学相互渗透、相互结合而产生的新兴边缘学科。
是以沉积物和沉积岩为对象,研究其在沉积——成岩过程中所含元素及稳定同位素的迁移、聚集与分布规律来判断、恢复沉积古环境。
现在研究结果表明:利用沉积地球化学特点不仅有助于恢复确定古环境(古气候、古盐度、古水温、氧化——还原条件和古水深等),还可以判断当时海平面变化旋回,为层序地层学研究提供证据。
2 沉积地球化学的研究内容沉积地球化学研究的对象内容涉及面甚广,归纳起来主要涉及到两个大的领域:研究沉积中的化学成分、化学元素及同位素的分布与分配、分散与集中、共生组合与迁移也就说是“研究物质的化学运动和变化过程”,研究控制和影响元素和同位素运动和变化的各种因素,亦即沉积物质中化学运动和变化过程中的控制因素。
研究内容涉及到沉积岩形成的全过程:风化产物在搬运过程中的元素的迁移形式和沉积分异规律及影响因素;沉积物中元素的沉积方式、机制、元素集中、分散规律及控制因素;成岩作用过程中元素及同位素的转移、分配及化学机制;元素和同位素分配和组合,元素在沉积岩中的丰度、赋存状态、分配规律;地史时期沉积岩中化学成分的地球演化历史、规律;有机地球化学的演化及其在沉积成矿的作用。
3 沉积地球化学研究现状3.1 元素地球化学主要研究沉积岩中元素的静态和动态变化,及控制因素。
沉积岩的形成过程同时也是地壳中的元素再分配和重新分布的过程。
沉积物在风化、搬运、沉积过程中,不同的元素可以发生一些有规律的迁移、聚集,沉积区的大地构造背景、古气候、源区母岩性质、沉积盆地地形、沉积环境和沉积介质的物理化学性质对元素的分异和聚集均有影响。
湖泊生态系统退化机理及修复理论与技术研究以太湖生态系统为例一、本文概述太湖，作为中国最大的淡水湖泊之一，其生态系统的健康状况直接关系到周边地区乃至整个国家的生态环境和经济发展。
然而，近年来，由于人类活动的影响，太湖生态系统面临着严重的退化问题，如水质恶化、生物多样性减少、富营养化加剧等。
这些问题不仅威胁到太湖自身的生态平衡，也对周边地区的生态环境和经济发展造成了严重影响。
因此，对太湖生态系统退化的机理进行深入研究，并探索有效的修复理论与技术，具有重要的理论和实践意义。
本文旨在全面分析太湖生态系统退化的机理，包括自然因素和人类活动的影响，以及这些因素如何通过相互作用导致生态系统退化。
同时，本文还将深入探讨太湖生态系统修复的理论与技术，包括生态修复的原理、技术方法、实施策略等。
通过对太湖生态系统退化与修复的全面研究，本文旨在为太湖生态系统的保护与管理提供科学依据和技术支持，也为其他湖泊生态系统的保护与修复提供借鉴和参考。
本文的研究方法和数据来源主要包括文献综述、实地考察、数据分析等。
通过对相关文献的梳理和分析，本文将系统总结太湖生态系统退化的主要机理和影响因素；通过实地考察和数据收集，本文将深入了解太湖生态系统的现状和问题，为后续的修复工作提供基础数据；通过数据分析和建模，本文将评估不同修复方案的效果和可行性，为太湖生态系统的修复提供科学依据。
本文将以太湖生态系统为例，全面研究湖泊生态系统退化的机理及修复理论与技术，以期为湖泊生态系统的保护与修复提供理论支持和实践指导。
二、太湖生态系统退化机理分析太湖，作为中国第三大淡水湖，拥有独特的湖泊生态系统，然而近年来，其生态系统面临严重退化的威胁。
这一退化的机理涉及自然因素与人为因素的多重影响。
自然因素中，气候变化对太湖生态系统的影响不容忽视。
随着全球气候变暖，太湖流域的降水模式、温度分布和风速等气象条件发生了显著变化。
例如，极端气候事件（如暴雨、干旱）的频率和强度增加，导致太湖水位波动加大，湖泊水文条件改变，进而影响了水生生物的生存和繁殖。
湖泊沉积物的矿物组成、成因、环境指示及研究进展第33卷第1期2011年3月地球科学与环境JournalofEarthSciencesandEnvironmentV olI33No.1Mar.2O11湖泊沉积物的矿物组成,成因,环境指示及研究进展金章东(中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西西安710075)摘要:湖泊沉积物是不同地质,气候,水文条件下各类碎屑,黏土,自生/生物成因矿物以及有机物质等的综合体.沉积矿物蕴含着丰富区域和全球环境演变信息,如湖水的化学组成,流域构造,气候,水文以及人类活动的相互作用等.相关信息可以赋存在矿物外部微形貌,内部微结构,化学组成,物理和化学性质,同位素组成,谱学特征,成因以及共生组合等方面.因此,湖泊科学的许多关键课题都离不开矿物学,特别是在利用湖泊沉积物进行区域及过去全球变化研究中,深入的机理研究归根到底都要涉及矿物学,如流域化学风化作用,粒度组成,生物壳体化学组成,测年材料的选择等.然而,由于湖泊沉积物中矿物的多源性,复杂性,如何有效提取和解译其中的环境信息,是一项长期困扰研究者的课题,湖泊沉积矿物学的研究往往被许多研究者所忽视,中国的相关研究也较为薄弱.笔者综述了湖泊沉积物中碎屑,黏土,自生/生物矿物的矿物组合,特征,成因在(古)环境反演中的作用及最新研究进展,提出除了继续加强对湖泊沉积物中矿物来源,成因和古环境示踪的深入研究以外,矿物相间的转变及其对湖水和孑L隙水组成的响应,一些非晶质或隐晶质及低丰度矿物相在湖泊化学和动力学中的作用也是很有潜力的研究领域,最后提出了研究中存在的一些问题,面对的挑战以及对研究前景的展望.关键词:碎屑矿物;黏土矿物;自生/生物矿物;环境载体;湖泊沉积物;陆地环境中图分类号:P571;P577文献标志码:A文章编号:1672—6561(2011)01—0034—11 Composition,OriginandEnvironmentalInterpretatiOn0f MineralsinLakeSedimentsandRecentProgressJINZhang—dong (StateKeyLaboratoryofLoessandQuaternaryGeology,InstituteofEarthEnvironment,Chi neseAcademyofSciences,Xi'an71OO75,Shaanxi,China)Abstract:Lakesedimentisanintegratedcontentofdetrital,clay,authigenic/biogenicmineral sandorganicmatterundervariousgeologic,climaticandhydrologicconditions.Themineralsbearabundantinfo rmationonregionalandglobalenvironmentalchanges,suchaslakewaterchemistry,basintectonics,climate,hydrol ogy,andhumanactivityinteraction,ere.Theinformationhostsinexternalappearance,internalmicrostruetur es,chemicalcompositions,physicalandchemicalproperties,isotopiccompositions,spectroscopy,origi n,andassemblageofminerals,etc.Therefore,manykeytopicsoflakesciencesaredependeduponmineralogy,inp articularduringthereconstructionofpastregional/globa1changesusinglakesediments.Theunderstandingon mechanismshouldinvolveinmineralogy,includingcatchmentweatheringprocesses,grainsizevariation,shell chemistry,anddatingmateria1.However,owingtovarioussourcesandcomplexityofmineralsinlakesediments,h owtowithdrawandinterpretmineral—bearingenvironmentalinformationisalongstandingtroubling,resultinginthatmineralogyo flakesedimentsisoverlookedoftenbysomeresearchers,alsoinChina.Inthispaper,theassemblag e,charactersandoriginsofdetrital,clay,authigenic/bi0genicmineralsinlakesedimentsandtheirroleinpaleoe nvironmentalreconstructionwerereviewed,thensomepotentialresearchtopicsweresuggested,suchasth etransformation amongmineralsanditsresponsetochemistryoflakeandporewaters,therolesinlakechemistr yanddynamicsofsomeamorphous,cryptocrystallineandlowabundancemineralsinlakesediments,inadditio ntothecontinuedresearchesonlakemineralsource,originandpaleoenvironmentaltracing,andfinallysomepr oblemsandchallengeswereputfurtherforwardto.收稿Et期:2010—1011基金项目:国家自然科学基金项目(40873082);国家重点基础研究发展计划项目(2010CB833404)作者简介:金章东(1971),男,浙江永康人,研究员,搏士研究生导师,从事表生地球化学和全球变化研究.E-mail:****************第1期金章东:湖泊沉积物的矿物组成,成因,环境指示及研究进展Keywords:detritalmineral;claymineral:terrestria1environment0引言由于覆盖面广,分辨率高,对区域环境响应迅速等优势,湖泊沉积物已成为科学家日益重视的陆地环境变化研究中最重要的信息载体之一¨1].湖泊沉积物是湖盆在自然与人类作用下各圈层相互作用的产物和信息库,保存了丰富的有关区域构造活动, 气候变化和人类活动的信息口].流域内不同时期风化一剥蚀方式,强度和沉积过程都直接影响着湖泊沉积物的矿物组成和各种环境代用指标的诠释.湖泊沉积物中矿物的微形貌,微结构,化学组成,物理性质,化学性质,同位素组成,谱学特征以及共生组合等蕴含着丰富区域和全球环境演变信息.因此,在利用湖泊沉积物进行区域及过去全球变化研究中,很多环境代用指标和测年所用材料的选择,指标的机理解译等都离不开矿物学.在湖泊盆地不同演化阶段,流域岩石/矿物风化,剥蚀的产物经搬运人湖后形成沉积物,其组成的差异可以用来反映受气候旋回,构造事件等控制的流域岩石/矿物经历的风化方式(物理剥蚀,化学风化)及其相对强度,沉积速率及产物(如自生碳酸盐, 生物碳酸盐)_2.].因此,通过对湖泊沉积物矿物组合研究可以获取流域环境,生物演化,风化一剥蚀速率及其对区域构造活动和不同时问尺度气候变化的响应过程的详细信息.然而,在提取和分析沉积物组成及环境代用指标解释的过程中,因为某一指标的变化可能受到多种因素制约而往往带有一定的主观倾向性或客观上的不确定性.如沉积物中碳酸盐含量及氧同位素组成的变化常常用来反映湖泊水位或盐度的变化,其实沉积物中碳酸盐可能是不同比例碎屑碳酸盐,自生碳酸盐和生物碳酸盐的混合,其氧同位素组成则可能受不同成因碳酸盐相对比例以及水量变化,蒸发量变化等多种因素的共同制约[2.因此,充分认识湖泊沉积物中各类矿物特征,组合,沉淀过程,自生/生物矿物的形成,矿物的次生变化及其与环境变化的关系等,能给湖泊化学, 湖泊动力学,沉积化学以及古气候环境定量研究提供重要的科学依据.1矿物组合特征流域内岩石类型是输入湖盆水体和沉积物中元素,同位素组成的最主要制约因素.不同岩石类型风化强度及其对水体可溶态物质组成的相对贡献是利用湖泊沉积物序列反映受气候旋回,构造事件等因素控制的流域物理剥蚀和化学风化率变化的关键,也影响着自生矿物(化学沉积)的形成.在地球表生作用过程中,高温高压下形成的岩石在暴露地表后将发生物理和化学反应,往往导致矿物的溶解,分解,并在地表环境下形成更稳定的新矿物,如黏土,碳酸盐矿物等.因此,湖泊沉积物中矿物是原生耐风化矿物和次生矿物的组合,其组合特征受流域基岩类型,构造,气候,湖泊内生物种类以及人类活动等因素的综合制约.识别沉积物矿物的物源对阐明沉积物与湖水之间的交互作用是十分关键的.湖泊沉积物中矿物来源于流域地表岩石的风化产物以及自生矿物,可以分为3种.(1)外源矿物:由地表径流,风力和冰川搬运,岸蚀作用等带人湖中的碎屑物质,其组合和分布受湖流,波浪等物理搬运机制的影响.湖泊沉积物中外源矿物主要来源于河流,岸蚀,大气沉降以及人类活动等带人湖盆的各种矿物颗粒,其矿物组合是受流域基岩,地表地质,风化作用,水文条件等因素制约的,对粒状沉积物粒径,矿物学分布的研究可以反映一定时间尺度下湖泊内搬运体系的变化过程.(2)内生矿物:湖泊水体内部发生的化学过程导致的化学沉淀或凝絮和被吸附作用形成的矿物,其内生过程包括生物滤食,碳酸盐沉淀等化学作用.淡水湖泊中内生矿物沉淀受湖泊化学状态制约.因为细菌可以改变局部的地球化学环境,所以一些内生矿物是以细菌为媒介的,如黄铁矿,水针铁矿等].(3)自生矿物:包括从湖水中直接化学沉淀的和在先前的沉积物内部发生的新生和生物成因矿物.它主要受湖泊产生力变化控制.一些沉积矿物还可以成为开采利用的矿产,如盐湖中盐类沉积,热液Fe—Cu—Zn硫化物等,目前已成为环境矿物学领域中较为活跃的研究内容之一_l"J.表1列出了湖泊沉积物中的常见矿物.从中可以发现,湖泊沉积物中的外源矿物以造岩铝硅酸盐为主,而内生矿物在含量上碳酸盐(方解石)占绝对优势.大多数淡水湖泊沉积物都由石英,长石,方解石,白云石,伊利石,蒙脱石,硫化铁和氧化铁等矿物组成;然而,在某些情况下并不能按成因将沉积物中36地球科学与环境第33卷表1湖泊沉积物中矿物类型,来源及其环境指示Tab.1Types,OriginsandEnvironmentalImplicationsofMineralsinLakeSediments 的矿物一一区分,最常见的就是上述碳酸盐矿物,往往是3种以上成因的综合.并且由于沉积后的压实成岩作用,一些内生,外源矿物将被自生相所取代,如二氧化硅,磷酸盐,硝酸盐等.组成湖泊沉积物的矿物种类虽然并不复杂,但是每一类(种)矿物却都包含着重要的地球表生环境化学信息,特别是湖泊中痕量的自生和生物成因矿物,如各类氧化物,磷酸盐,硫化物等.从本质上来说,湖泊沉积物中的外源矿物组合(包括碎屑矿物和黏土矿物)可以看作是湖泊系统主要物理因素的反映,而自生/生物矿物组合则主要反映了湖泊系统中化学和生物状态及其变化.2碎屑矿物及其影响因素在绝大多数湖泊沉积物中,石英和长石是碎屑部分的主要矿物,在水动力较弱的浅水湖泊,平原湖泊以及较小面积湖泊中其颗粒以粉砂级,砂级为主. 石英是湖泊沉积物中最普遍的矿物,但在火山岩,碳酸盐或热带的湖泊中,石英也可能完全缺失.石英矿物的表面物理形态,结晶度及分布特征可以很好地反映沉积物的物质来源,搬运状况以及湖泊内部发生的物理过程.如随着水深增加和机械能的消耗,石英在湖盆的不同位置其粒径和表面形态存在差异.石英的表面形态,磨圆度和分布特征可以反映搬运的远近和高能或低能动力,如表面呈光滑圆球可以反映颗粒经历了较长时间的搬运,如风力等. 由于搬运过程中机械分选和摩擦,湖泊中心的石英颗粒往往表面更光滑,粒径更细,而靠近湖岸的石英颗粒则粒径大且不光滑.特定地点石英颗粒粒径随时间的变化则可能反映一定时间尺度内风场的强度变化l1.长石是湖?白沉积物中与石英时时伴生的另一种常见矿物,两者的含量常呈正相关【3].与石英不同的是,长石类矿物在搬运过程中还常发生进一步的化学风化作用.由于钾长石比钠长石抗风化力强,从而导致随着远离湖岸斜长石丰度逐渐减少, 而钾碱长石含量则相对增加.在高温湿润的热带和亚热带地区的湖泊沉积物中,斜长石可以风化形成高岭石,三水铝石或蒙皂石.总的来说,两者变化反映了基岩和总体矿物的丰度.在古环境研究中,虽然科学家们往往把注意力集中于湖泊系统的自生碳酸盐,但是碎屑碳酸盐可以是一些湖泊沉积物的重要组分,特别是岩溶地区或碳酸盐岩地层为主的流域,湖泊沉积物中会存在大量外源的粉砂或黏粒级的钙质和灰泥质黏土,甚至组成大量的湖相泥灰岩.湖相碳酸盐沉积物的矿物学,地球化学研究表明,一些湖泊沉积物中的方解石和白云石主要来源于流域碳酸盐岩石的侵蚀和(或)与之有关的冰川沉积物.例如,欧洲的日内瓦湖和康斯坦斯湖,加拿大的哥伦比亚和美国中西部第l期金章东:湖泊沉积物的矿物组成,成因,环境指示及研究进展的许多钙质湖泊沉积物均与河流碎屑的供给有关.然而,将碎屑碳酸盐与自生碳酸盐区分开来是十分困难的,不同研究者做过不同的尝试.首先,碳酸盐颗粒的表面形态和镜下形状可提供直接的肉眼证据,如根据加拿大极地湖泊沉积物中白云石和石英在形态和粒度分布上的相似性,该湖泊深处的白云石被认为是碎屑成因的l】.Kennedy等则根据湖泊沉积物中碳酸盐总量,白云石和方解石的相对比例随沉积物粒级的增加而减少的变化认为,碳酸盐相分布是水动力分选作用的结果,而与湖泊内的溶解作用,沉降过程无关_】.还有一种区分的方法是,假定淡水湖泊中自云石为碎屑物,如果碎屑输入恒定,那么方解石与白云石矿物比率的变化应与方解石沉淀有关_3].另外,淡水湖中的碳酸盐沉积物通常有低的"C和O,因此根据同位素值也可以大致估计出碎屑碳酸盐的百分比].重矿物(密度大于3.0g/cm.)组合的变化也常常用来获取有关湖泊沉积物的物源和搬运机制.如利用重矿物频率和沉积物粒度分布可以勾划湖盆沉积物的来源_3].沉积物中特征矿物相的组合表明, 沉积物总体上是受基岩岩性控制的,如美国安大略湖由南向北和由东向西其角闪石与辉石的比率呈递增趋势,即是由区域性地层的差异造成的;反之,根据岩芯中重矿物的分布特征可以反演流域内地层单元的变化及水动力状况,包括对人类活动的反映,如采矿,伐木,人类居住活动等口.通过对Shagawa湖沉积物中赤铁矿和褐铁矿随深度的变化证实了Ely地区人类采矿历史及强度,而根据沉积物中电气石的分布推断出该湖泊沉积速率的变化l】.火山地区的湖泊(如玛珥湖)通常具有成分比较复杂的底部沉积物,因为它的物质来源于周围的基岩,熔岩,火山灰,浮石,火山渣,角砾岩,凝灰岩和块集岩,在沉积物中表现为泥砂状,矿物成分可以包括斜长石,石英,辉石,角闪石,火山玻璃等,并且以火山成因物质占优势的湖泊通常与硅藻的高生产力有关.虽然这种类型湖泊在地球上为数不多且成分较为复杂,但是某一火山灰层的鉴定,成分对比研究可以进行区域性地层对比.同时,火山灰也是绝好的测年材料,准确的定年可以对含有特定火山玻璃层的沉积时问进行标定.如毛绪美等利用电子探针,扫描电镜等通过对金川泥炭层中一层泥砂状沉积物的矿物学,化学成分的分析,确定该物质为玄武岩浆的火山喷发物,并对泥炭的"C年龄进行了可靠的校正E173.因此,绝大多数湖泊沉积物的非黏土碎屑矿物及其组合通常是流域范围内地质差异的反映,而由于湖泊内部物理过程的差异也常常造成湖盆不同部位具有明显差异的碎屑矿物组合.其中,最重要的因素为搬运物的分选性沉淀和湖流簸选过程,特别是湖泊浅水区.因此,依据岩芯中沉积物非黏土碎屑矿物及其组合的变化还可以推测湖盆的发展过程以及水动力变化历史.3黏土矿物及其与环境的关系黏土矿物是地球表生环境下最常见的矿物,也是湖泊沉积物中另一类重要的组成矿物.该类矿物是含水的层状硅酸盐或铝硅酸盐,研究者采用2/,m 作为黏土级组分的界线.湖泊沉积物中黏土矿物主要包括伊利石,蒙脱石,绿泥石,泥层黏土,高岭石,绿脱石以及各种混层矿物如伊利石/蒙脱石,伊利石/蛭石混层矿物等,有时还可见三水铝矿,蛭石,坡缕石等黏土矿物.湖泊沉积物中黏土矿物的形成和转化与流域及湖水的环境密切相关,因此深入研究黏土矿物沉积分异,组合及其含量变化,微细结构, 转化规律以及粒度分布等特征,可以恢复沉积历史中流域所经历的古气候,古温度,古盐度,地层的划分和对比以及物质来源,湖水物理化学条件探讨等, 有助于揭示区域环境变化及全球环境演化.根据成因不同,湖泊沉积物中黏土矿物可以分为3种:①原生黏土矿物,流域母质中的碎屑矿物经搬运而在湖盆沉积,以物理风化为主,反映源区的信息;②化学风化形成的黏土矿物,一种黏土矿物在一定的气候条件下可以转变为另一种黏土矿物,其种类受母岩,水介质,气候等因素制约;③自生黏土矿物,在湖泊沉积过程中各种元素重新结合而成,主要发生在盐湖中,其他类型湖泊中几乎不存在自生的黏土矿物引.黏土矿物的形成离不开气候环境因素.在化学风化较弱而难以消除基岩物质成分差异造成影响的气候条件下(如较高纬度地区),湖?自沉积物中黏土矿物主要反映流域物源的岩性.Gibbs发现:在亚马逊河盆地,来自高地的绿泥石和伊利石是流域内安第斯山区未完全风化的产物,并在下游仍呈悬浮状态;由于低地内基岩的高度风化,在低地支流中以高岭石和三水铝石占优势;蒙脱石在一些火山地区湖泊沉积物中大量存在,是火山玻璃脱玻作用后形成的l1.贝加尔湖沉积物在末次冰期时蒙脱石和伊利石峰高比值的变化主要是与物源变化相联系38地球科学与环境第33卷的,与气候无关口.同时,水介质的pH,Eh,盐度等因素也对黏土矿物种类,形态和晶体结构产生影响.在湿润温暖的热带一亚热带气候环境下,由于岩石受淋滤和化学风化作用较强,碱金属,碱土金属流失后形成阳离子为Si,A1的高岭石,因此高岭石是低纬度地区湖泊沉积物中主要的黏土矿物,它是弱酸性,强化学风化和淋滤作用的环境指示矿物;而在高纬度的干冷气候条件下,由于淋滤和化学风化作用较弱,碱金属,碱土金属被活化后形成阳离子为Si,A1,Fe,Mg 或K的绿泥石,伊利石,蒙脱石及伊利石/蒙脱石混层矿物.特别是绿泥石,蒙脱石,它们一般是高纬度地区(如冰川或干旱区)弱化学风化产物.伊利石则是在气温较低,弱碱性条件下由长石,云母类等铝硅酸盐矿物风化作用下形成的,随着风化程度的加强, 伊利石通过奥斯忒瓦德成熟化(Ostwaldripening)经1M,1M,2M等多型,最后可以演化为高岭石,其演化过程为:蒙脱石一无序伊/蒙混层矿物一有序伊/蒙混层矿物一1M型伊利石一1M型伊利石一2M型伊利石一高岭石l2.因此,矿物结晶度可以反映物质来源或沉积环境的变化.伊利石结晶度的变化可进一步根据伊利石微结构区分历史气候的冷干期和暖湿问冰期L2..伊利石的结晶度是其晶畴大小(Domain size),膨胀层(Swellinglayer)含量,晶体缺陷和化学组成不均一性的综合反映[2.其中膨胀层含量反映晶体结构的膨胀程度,并可用Srodon等提出的衍射峰强度比值(J)进一步判断:如果J为1表明伊利石中不含膨胀层;反之,J>1则存在膨胀层l2¨.根据伊利石是否含膨胀层及膨胀层含量进一步判断古气候的变化.通过对地中海沉积物中的伊利石结晶度研究表明,结晶度高反映干旱寒冷气候,而结晶度低则反映暖湿气候环境[】.利用蒙脱石的结晶度来反映气候环境的变化在湖泊沉积中还没有相关报道,但是在海洋沉积记录中已作了有益探讨,结果表明,结晶度良好的蒙脱石与暖湿气候相对应l_2引.高岭石的结晶度可分别用0.71nm处衍射峰高与同峰半高宽比值和0.714nm的衍射峰高与0.356nm的衍射峰高比值来表示.高岭石的结晶度高与气候相对干燥期相对应,而湿润期形成的高岭石具有较低的结晶度l2引.越来越多的研究表明,湖泊沉积物中黏土矿物种类,丰度及结晶形态是流域内基岩种类和气候变化的函数].在利于强风化的气候环境下,沉积物中一般以伊利石一绿泥石一高岭石组合为特征,随着风化的加强还可形成高结晶度的伊利石和蛭石; 而干旱环境下形成的沉积物常常含有大量的蒙脱石和伊利石/蒙脱石混层矿物,它们是基岩不完全风化的产物.因此,降水量的增加可使蛭石,高岭石的含量增大,而蒙脱石的含量相对减少,蒙脱石含量与降水量之间还存在一定的线性负相关口.与碎屑矿物分布受水力分选制约不同,深水湖泊沉积物中黏土矿物组合可以不随水深,离岸距离甚至埋藏深度的变化而变化.因此,沉积物中黏土矿物丰度及组合变化可以用来反映气候变化甚至气候事件.例如,贝加尔湖和Hovsgol湖泊沉积物中伊利石含量及其与伊利石/蒙脱石混层矿物组合不但响应了冰期一间冰期尺度的气候变化,而且还记录了BMling—Allerod和新仙女木事件l_3.Blaise对加拿大温哥华岛晚第四纪沉积物中黏土矿物研究表明, 冰期和间冰期具有完全不同的黏土矿物组合:在冰期,以富铁绿泥石,伊利石和火山岩退变的蒙脱石为组合;在间冰期则以蛭石,高岭石,埃洛石和无序混层矿物为组合特征.Jin等对内蒙古岱海沉积岩芯中碎屑组分分析也表明,小冰期期间黏土矿物组成与间冰期表现出差别:小冰期时段黏土矿物质量分数偏低(9%～12),且以伊利石,绿泥石,白云母为主;而间冰期沉积物中不但上述黏土矿物质量分数高(15～18),而且存在有滑石,高岭石及少量石膏l6j.淡水湖泊环境中黏土矿物一般认为是流域基岩在一定气候条件下化学风化的产物,主要受源区基岩的控制,因为是否存在自生作用形成的黏土矿物至今还未获得可靠的证据.虽然盐湖中存在化学风化和自生成因的黏土矿物,但是盐湖的黏土矿物仍以他生的为主.它不但具有碎屑成因的黏土矿物岩性特征,而且与流域内黏土矿物组合及化学成分基本一致,因此各地区盐湖的黏土矿物组合受流域母岩和盐湖卤水的化学成分控制.在咸水湖中,由于黏土矿物随盐度变化而表现为不同的质量堆积速率,盐度梯度是半循环湖泊系统中黏土矿物分离的重要机制.因为高岭石比伊利石和蒙脱石更迅速的凝絮作用往往造成其含量随盐度的增加而降低,而伊利石和蒙脱石的含量却恰恰相反l3.徐昶对中国一些盐湖黏土矿物研究表明,处于未成熟阶段的盐湖沉积物中黏土矿物不但质量分数较高(大于40),并且以伊利石一绿泥石一高岭石组合为特征,化学成分上继承了冷温带大陆黏土Alo.,K.O,MgO质量分数;而成熟阶段的第l期金章东:湖泊沉积物的矿物组成,成因,环境指示及研究进展盐湖沉积物则质量分数较低(小于20%),且缺少高岭石,以伊利石一绿泥石为组合,含少量蒙脱石,黏土AlO.,KO,MgO质量分数具有盐沼泽,干湖黏土化学成分特征l3.不同地区盐湖的黏土矿物组成除了受流域基岩种类制约外,湖区的干旱气候和卤水化学成分是主要的决定因素.例如,盐湖晶问卤水中Mg取代部分Fe致使早期未成湖阶段的铁绿泥石为镁铁绿泥石所代替,而富含K的卤水可使部分蒙脱石转变为伊利石.因此,根据盐湖不同沉积阶段黏土组合及化学成分的差异可以判断湖盆演化过程及湖区气候环境变化.通过对察尔汗盐湖,艾丁湖,查干诺尔湖剖面中黏土的叫(A1O.)/w(MgO)与沉积环境关系的讨论,盐湖黏土w(A1O.)/w(Mgo)的变化反映了盐湖沉积环境的咸化度及湖区气候的湿润度l_3.另外,单一黏土矿物的微细结构也可以进一步得到盐湖沉积环境方面的信息,如对伊利石结晶度,蒙脱石属性,绿泥石类型,混层矿物膨胀度等方面的研究.伊利石的结晶度与湖水中K含量密切相关,而蒙脱石属性则反映湖水pH值,盐度及晶层间吸附的标型离子的差异.4自生矿物及其环境意义湖泊沉积物中各类自生矿物一方面在许多金属和营养盐的动力学方面起着重要的控制作用,另一方面记录了特定状态下湖泊环境及化学组成.因此,自生矿物的提取和化学研究已在湖泊的化学和物理过程解释方面受到广泛关注,包括人类的文明活动对湖泊所产生的负面影响.湖泊沉积物中自生矿物主要包括硅质岩,碳酸盐,各类硫化物,氟化物, 蒸发岩等.4.1SiO:和硅酸盐湖泊沉积物中很大部分的si0.是硅酸盐溶解的SiO.通过内生过程堆积而成,主要是有机沉积作用,而湖泊直接沉淀的SiO:证据还很少.虽然许多水生生物都存在硅化结构,但是硅藻壳的有机沉积作用是湖泊沉积物中SiO最重要的内生来源.特别是在高生产力的湖泊中,硅藻可以成为快速堆积湖泊沉积的主要成分.硅藻广泛存在于非洲湖泊钻孔岩芯中,它的丰度不仅与湖水的自然地球化学有关,而且还受气温,气候等条件制约[3.硅藻通过迅速吸收SiO可以造成在某些碱性水体中硅元素。
中国湖泊水体磷的赋存形态及污染治理措施进展摘要：湖泊是地球上重要的淡水资源，与人类生产密切相关，在流域自然物质循环以及社会经济和社会发展方面发挥着重要作用。
湖泊提供了多种功能，例如防洪、清洁水、气候调节、生物多样性养护、提供生物、水、航运和休闲旅行。
它们也是生态环境的重要组成部分，有助于平衡含水量、减少洪峰、地下水供应、气候调节等。
为维护区域生态安全作出贡献。
在过去50年里，湖泊的发展随着人类活动的增加和社会经济发展的增加而增加，湖泊生态系统的健康状况也在下降。
面对一系列环境问题，例如湖泊营养丰富、蓝藻的出现、大型水生植物的生物多样性、水生物多样性的减少和食物结构的简化，从而对区域的生态安全以及经济和社会发展产生重大影响．关键词：湖泊水体；磷污染；治理措施；引言随着社会经济的飞速发展和城市化进程的不断推进，湖泊富营养化问题尤为突出。
磷元素是导致湖泊富营养化的关键因子，去除湖泊中磷元素的主要形态-磷酸盐对于湖泊富营养化治理意义重大。
目前常用的除磷技术有化学沉淀法、生物处理法和吸附法。
化学沉淀法是通过药剂与磷酸盐形成沉淀达到除磷的目的，除磷效果容易受到水体pH的影响且药剂费用较高；生物处理法容易受到水体中COD影响；吸附法是通过吸附、离子交换等过程将水体中的磷转移到固体材料中达到除磷功效，其工艺操作简单，处理效果较好。
改性粘土、改性生物炭等在国内外除磷案例中应用较为广泛。
天然膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，因其具有较大的比表面积和较强的吸附能力而被广泛用于废水处理、土壤修复等领域。
1湖泊水体磷的赋存形态水中磷的存在形态影响其生物活性和在水环境中的迁移和转化。
深入了解磷的形态和含量分布有助于探讨磷在水中的迁移转化机制，制定相应的管理措施。
水体的磷浓度不是简单的输入、输出、沉淀、自净过程，而是受湖泊内外磷收支平衡、湖泊沉积物交换平衡、水体生物吸收、分解平衡等多种因素的控制。
水中磷的存在形式可以从物理和化学两个方面区分。
论述中国特色经理地理学的特点,发展,研究新思路地理学是研究地球表层人类生存环境的空间分异、时间演变及人-环境相互作用的科学。
地理学的独特之处是“目中有人、目中有理、目中有天、目中有地”。
中国自然地理要素不但类型丰富而且区域差异较大，季风湿润区、青藏高寒区以及内陆干旱区构成了中国自然地理环境的总体格局，也造就了温度与降水等气候因子的显著空间异质性。
中国独特的自然地理和人文地理格局决定了中国地理科学研究机构的布局，根据区域的自然地理特色，在全国范围布局了地理学研究院所15家以上，开设地理学专业的高校院系有130余家，地理学从业者超过3万人。
得益于这样庞大的研究队伍，70年以来，中国地理科学研究在多个研究方向获得了长足的发展，也取得了丰硕的成果。
1）中国生态系统研究网络创建、观测研究与试验示范。
地理科学发展进步的标志之一是从传统的定性描述发展到观测研究，进而建立观测体系。
孙鸿烈等地理学家倡导并领导建立了中国生态系统观测研究网络，把资源环境的研究推向纵深阶段。
该观测网络实际上更是对地表过程的研究，这项研究开创了中国系统观测地表变化的历史。
2001年，中国科学院创建中国通量观测网络（Chin⁃aFLUX），现已经发展成为由3大研究基地及10个专项研究网络构成的标准化、规范化、制度化的国际知名的长期生态系统研究网络，实现了国家尺度上的联网观测试验研究，引领中国生态网络体系的建设，推动全球长期生态网络的组建和发展。
依托中国特有的地球第三极环境，由中国科学院青藏高原研究所牵头推动了高寒环境网络建设，已经取得初步成效。
2）青藏高原隆升及中国自然环境格局演化。
青藏高原是中国独具特色的地貌形态单元，青藏高原的隆升不仅改变了整个亚洲的地貌格局、大江大河发育，也改变了整个亚洲的地理和环境格局，并且对全球变化产生了深远影响。
中国老一辈地理学家利用青藏高原的地貌证据，提出了青藏高原三次隆升—两次夷平，且于上新世末—第四纪初才加速整体隆起的观点。
35 Luo Z W,Thom ps on R,W oolliams J A.A population genetics m odel of marker2assisted selection.G enetics,1997,146:1173～1183 36 Hill W G,R oberts on A.Linkage disequilibrium in finite populations.Theor Appl G enet,1968,38:226～23137 K imura M.Ev olutionary rate at the m olecular level.Nature,1968,217:624～62638 G illespie J H.The Causes of M olecular Ev olution.New Y ork:Ox ford University Press,199139 Freimer N B.Expanding on population studies.Nature G enetics,1997,17:371～373(1998210228收稿)中国湖泊沉积与环境演变研究的新进展王苏民 张振克(中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊沉积与环境开放实验室,南京210008)摘要 综合分析了80年代后期以来中国湖泊沉积与环境演变研究的新进展,着重对湖泊沉积记录与亚洲古季风变迁、青藏高原隆升的湖泊沉积记录、高分辨率湖泊钻探研究、盐湖沉积与环境演变、人与自然相互作用的湖泊响应、现代湖泊生物地球化学作用等方面进行了扼要综述,指出今后中国湖泊沉积与环境演变研究的主要内容,包括湖泊沉积环境指标与气候要素关系的定量研究、高分辨率环境演化时间序列与空间分异规律、现代湖泊沉积动态过程与环境、中国第四纪湖泊数据库与全球变化研究.关键词 湖泊沉积 环境演变 新进展 中国1986年国际科学联合理事会(ICS U)组织实施的以全球环境变化研究为核心的国际地圈生物圈计划(IG BP),在重视现代全球变化过程研究的同时,亦强调对过去全球变化(PAGES)的研究.IG BP的目标是增强对未来几十年至百年全球变化的预测能力,为国家和全球的资源管理和环境战略决策服务.湖泊沉积记录的环境演变研究是PAGES的重要研究领域之一,我国湖泊沉积与环境研究在80年代中期以前主要是围绕石油、煤炭、盐湖盐矿资源的勘探与开发,对中、新生代盆地的古湖泊沉积与环境进行较深入的研究[1].80年代后期以来由国家科委、国家自然科学基金委、中国科学院、各部委资助的有关研究项目组成了我国全球变化研究计划的核心[2],其中利用湖泊沉积进行环境演变研究已成为十分活跃的领域,有力地推动了中国PAGES研究的发展.本文就80年代后期以来中国湖泊沉积与环境演变领域的进展与展望提出雏议.1 湖泊沉积与环境研究的新进展1.1 研究范围扩大、内容丰富、成果显著我国自然环境的区域差异显著,不同区域的湖泊沉积与环境演变过程存在较大差异.80年代后期以来湖泊沉积与环境演变研究的专著和论文涉及的研究范围扩大,内容日益丰富,成果显著,其中主要有青藏高原盆地(古湖泊)、湖泊和盐湖[3～34]、新疆干旱区湖泊和盐湖[35～44]、内蒙古高原湖泊和盐湖[45～56]、中国东部平原湖泊[57～75]、云贵高原湖泊[76～83]和台湾高山湖泊[84,85].借鉴国际湖泊沉积环境研究,采用多环境指标从不同的角度对湖泊环境进行综合判识,研究水平不断提高.对与湖泊沉积相关的现代湖泊资源开发与环境也进行了较深入的研究,对合理开发利用湖泊资源和解决中国当前日益严重的湖泊富营养化、水污染等环境问题进975行积极的探索[86～91].在前期湖泊环境调查研究的基础上完成的《中国湖泊环境》[90]与《中国湖泊志》[91],是中国湖泊科学研究的重要工具书.1.2 重视不同时间尺度环境演变的高分辨率、多环境指标综合研究研究不同时间尺度湖泊沉积记录的环境演化过程十分必要,PAGES执委会明确提出2和200ka2个时间序列作为重点,并要求2ka的环境变化序列最好与器测资料连接,为预测环境变化趋势和幅度服务.为了探讨新生代以来地球构造2气候演化阶段、过程,还需要利用湖泊沉积记录重建百万和千万年级区域环境演化史.80年代后期以来中国湖泊沉积与环境演变研究,主要集中在晚冰期2全新世以来的时段上,重视高分辨率、多环境指标的综合研究是近年来我国湖泊沉积与环境演变研究的显著特征[92,93].湖泊沉积的信息丰富,但具有混合性,多环境指标分析是进行合理解释的前提,目前对湖泊沉积物已开展分析的环境指标有孢粉、硅藻、介形类、矿物、色素、磁性参数、元素含量及其比值、碳酸盐含量、自生碳酸盐氧碳同位素、有机碳同位素、氢指数、有机化合物等.多环境指标的综合判识在恢复古温度、古降水、古盐度、古生产力和历史时期人类活动影响方面显示较强的优势[93].历史时期湖泊沉积记录的环境变化研究表明:湖泊对于小冰期、中世纪暖期等气候特征期的响应区域差异明显[45,56,59,72,84];湖泊沉积记录的环境突变与历史文献记载的人类活动事件有较好的一致性[56,59,72].青藏高原东北部边缘的临夏盆地,其河湖相沉积剖面记录了30Ma以来的环境演化,对认识晚新生代的高原隆升过程和亚洲古季风演化具有重要意义[4].若尔盖盆地和甜水海盆地的古湖泊深钻研究,分别获得900和24ka的沉积记录,对认识青藏高原环境变化序列和高原隆升环境效应的区域差异有积极作用[12,23].对青藏高原腹地的湖泊和盐湖沉积的综合研究,揭示了40kaBP以来青藏高原古气候的变化序列[9].1.3 新技术新方法的应用湖泊沉积与环境演变研究十分重视新技术新方法的运用,以加深湖泊沉积与环境演变研究的深度.137Cs和210Pb方法广泛用于现代沉积计年,在此基础上计算现代湖泊沉积物沉积速率与沉积通量[94～96].在建立现代花粉2气候模型的基础上,定量研究古气候变化[48];在生物地球化学方面,利用介形虫壳体的Sr/Ca和Mg/Ca,定量分析湖水古盐度变化[3],介形类壳体的氧同位素用于恢复古湖泊水位波动和古气候变化[3,15,33];在湖泊环境磁学方面,研究湖泊沉积的磁性参数与磁性矿物类型、浓度的关系,探讨环境磁学的机理1);根据湖泊表层沉积物中有机组分与现代水生植被关系的研究2),用沉积物有机指标指示湖泊的古环境类型;对青海湖近代湖泊沉积物中的长链不饱和脂肪酮的研究发现:不饱和脂肪酮的丰度和类型与原始的藻类输入有关,可以指示湖泊盐度和气温的变化[31].同时现代湖泊环境研究将遥感技术、数值模拟运用到现代湖泊环境动态变化研究中[88,97,98];重视湖泊现代生物演替的环境效应、沉积物营养盐的释放与水2土界面生物地球化学作用的研究[99～102].上述研究的目的在于深化理论研究,寻求古气候古环境要素定量复原的途径,在实践上解决日益严重的湖泊环境问题.1.4 加强国际学术交流与合作研究近年来湖泊研究领域的国际学术交流与合作研究不断加强.湖泊污染与富营养化、湖泊淤积与沼泽化是我国湖泊面临的严重环境问题.1990年“第四届国际湖泊保护与管理大会” 1)胡守云,王苏民,Appel E.湖泊沉积物磁化率变化的环境磁学机制.中国科学(待刊) 2)瞿文川,王苏民,吴瑞金,等.生物标记化合物对东西太湖不同湖泊类型的判识.海洋与湖沼(待刊)085在杭州召开之后,国际合作进行现代湖泊环境整治的研究不断加强;1997年在无锡2南京召开“国际水环境新对策会议”,会议通过“太湖宣言”,旨在加强湖泊水环境领域的国际合作.80年代以来的国际合作进行的古湖泊学研究涉及不同气候区的许多湖泊,推动了中国湖泊沉积与环境演变研究的发展.1994年7月第6届国际盐湖会议在北京召开,在盐湖沉积与古气候领域得到国际同行专家的肯定.国外湖泊沉积与环境著作被翻译成中文,具代表性有《湖泊沉积学原理》[103]、《湖泊的化学地质学和物理学》[104]和《古湖泊学译文集》[105].2 湖泊沉积与环境研究新进展的重要领域2.1 湖泊沉积环境演变与亚洲古季风变迁以黄土研究为主导而创立的东亚古季风理论是对第四纪环境研究的重大贡献,湖泊沉积记录的冷暖干湿组合及其反映的古湖泊水位波动是对黄土记录的重要补充,也是国际上建立气候模型的重要依据[106～108].不同区域的湖泊沉积物高分辨率的综合研究揭示了中国冰后期以来东亚季风的时空变迁特征:冰后期高湖面的出现时间具有北早南晚、由北和西北向南、东南方向迁移的特征;高湖面的出现与东亚夏季风极锋雨带位置相关[109,110].对冰后期中国湖泊沉积与环境演变的研究还揭示了气候变化的不稳定性,对青海湖[34]、色林错[10]、松西错[14]、呼伦湖[49]、固城湖[57]、艾比湖[37]等湖泊的沉积与环境演变研究明显显示Y onger Dryas 气候冷事件的存在.季风边缘区的研究还揭示了该事件内部存在有意义的降水变率[50].西南季风是亚洲季风系统的重要组成部分,末次冰期间冰阶在我国西南、西北广大地区存在异常的湖泊急剧扩张[6,22,35,82],这类广大范围的湖泊扩张与亚洲西南季风的影响有关.某些古气候记录可以用南、北半球穿越赤道的气流相互作用来解释[111],西南季风区的降水与越赤道索马里急流的影响有较大关系.云贵高原湖泊在全新世初为高湖面,中全新世湖面降低, 3500aBP左右出现湖泊扩张[112].对阿拉伯海[113]、非洲[106]、印度[114]、中国云南和尼泊尔[76,77]晚冰期以来的海洋2湖泊沉积环境研究显示,全新世初期西南季风加强,中国西南地区降水增加,形成气候湿润、高湖面环境特征;9000aBP以后索马里急流异常强大,路径向西北偏移,给北非、西亚、中亚和青藏高原地区带来丰富的降水[36,106,113,114],相反在中国西南季风区同期降水减少,气候偏干,湖面降低,云南鹤庆盆地的研究还发现相间较短时段的冷湿环境[115];青藏高原湖泊沉积记录的古气候演变[9]显示约4000aBP开始出现明显冷干特征,指示西南季风强度减弱,而西南云贵高原一度降水增加,湖面升高[82,112].2.2 青藏高原隆升的湖泊沉积记录青藏高原隆升对亚洲与全球气候及环境变化的影响是国际PAGES的重要研究内容,对高原古湖泊沉积记录的研究有助于对高原隆升过程的认识.青藏高原东北部边缘的临夏盆地和南部的吉隆盆地河湖相(以湖相地层为主)沉积,分别记录30和7.0MaBP以来的环境演化历史,对认识青藏高原晚新生代的高原隆升有重要意义.临夏盆地的沉积记录显示了3.4MaBP 开始沉积环境发生重大变化,可能代表青藏高原开始强烈隆升和高原主夷平面的解体过程;2.5和1.70～1.66MaBP相继发生强烈隆升,高原环境与现今接近,之后的高原河流的阶段性下切最终普遍形成7级阶地,0.8MaBP高原河流的下切也很强烈,反映构造抬升强烈[4];高原南部吉隆盆地,沉积记录7.0MaBP以来的环境变迁,反映高原南部喜马拉雅山的抬升开始于7.0MaBP以前,但强烈上升发生在2.0～1.7和0.8MaBP以来;重要的气候事件发生在5.7和1852.5MaBP,冰期与间冰期的气候旋回始于1.7MaBP,并于0.8MaBP后得到加强[8].若尔盖RH 和RM孔湖泊深钻研究显示,湖泊沉积对高原的隆升也有明显反映,700kaBP高原隆升加快, 350和160kaBP若尔盖地区的构造抬升强烈,沉积速率加大、粒度增粗,并于30kaBP黄河切穿若尔盖盆地[16].2.3 高分辨率湖泊深钻研究若尔盖RH孔的综合研究建立了近百万年来青藏高原东部高分辨率的环境演化过程,划分出21个阶段,基本可以与深海氧同位素阶段对比[13];与洛川黄土记录的古环境演化也有较好的可比性,反映过去全球气候变化的环境响应的一致性[12].RH孔湖泊记录表明青藏高原隆升的不同阶段环境变化明显,900～700kaBP以冷干与暖湿的气候组合为特征;700～480kaBP高原全面进入冰冻圈,发育大规模冰帽冰川,表现为冷湿、暖干的气候组合;480～160 kaBP高原环境日趋冷干,是低生物量时期;160～0kaBP有效湿度增大,以冷干、暖湿气候交替为特征,奠定今日环境的格局[13].与冰芯G RIP的对比分析,揭示了末次间冰期早期(5e)气候的不稳定特征,并与北大西洋海洋沉积记录的Heinrich事件有较好相关[18].2.4 盐湖沉积与环境演变研究我国现代盐湖分布广泛、类型多样,在世界盐湖研究中占有重要地位.在前期盐湖盐矿资源调查的基础上,80年代后期以来对青藏高原盐湖、新疆2内蒙古盐湖成因、环境演化的研究不《内蒙古盐湖》[52]等专著问世.1994年第6《西藏盐湖》[116]、断加深,并有《青藏高原盐湖》[5]、届国际盐湖学术讨论会在北京召开,中国学者向国际同行展示了我国盐湖研究的新进展,对青藏高原盐湖沉积的综合研究,建立了40kaBP以来的古环境2古气候演化,40～28kaBP存在最年青的泛湖期;不同阶段各个区域的盐湖沉积记录对比发现:冰后期青藏高原的转暖(湿)期的出现具有由南、东南向北、西北渐晚的穿时性,南部出现在13kaBP,北部开始于11～9.5kaBP[9].对青藏高原晚新生代地质年代、夷平面、阶地的综合研究发现,2.8MaBP以来高原有4次构造抬升,其中30kaBP以来的隆升十分强烈,上升幅度1400m,对高原盐湖演化、东亚和全球环境变化有重要影响[21];盐湖的形成演变与30ka以来高原迅速上升引起的河流溯源侵蚀和高原内部的断块升降有关,高原上升造成的气候变冷干也是重要因素[21].2.5 人与自然相互作用的湖泊沉积响应研究历史时期湖泊沉积记录了人与自然相互作用的演变过程,由于湖泊沉积记录连续性可以弥补历史记载中的不足.通过对湖泊沉积环境指标的研究,可以揭示流域环境变化的重要事件,如火灾、河道变迁、洪水泛滥以及现代湖泊污染物在时空上的分布规律,同时湖泊沉积也记录了气候变化和人类活动的信息.对北京昆明湖湖泊沉积的高分辨率研究发现,八国列强火烧圆明园的事实在湖泊沉积记录中表现为相应时段岩芯中出现大量碳屑[59].洪泽湖2ka来湖泊记录的环境演变反映了人类活动和洪水灾害双重影响下的湖泊演化过程[66];对青海省久治县希门错近2ka的湖泊沉积记录则主要揭示气候变化背景下的环境变迁[19];对山东南四湖的研究则揭示了湖泊变迁与黄河泛滥的关系[72].滇池现代湖泊沉积研究反映了湖泊富营养化、重金属污染的历史过程[79].北京房山东甘池沉积记录中碳屑含量反映火灾与植被、气候以及人类活动的关系[73].中国湖泊富营养化问题严重,已对主要湖泊的富营养化现状进行了系统研究[87].《中国湖泊志》与《中国湖泊环境》对我国湖泊环境现状与存在问题的结论性认识与建议,为国家和地区性的湖泊环境整治、资源开发与管理提供了科学依据.近年来就长江285三峡工程对中、下游湖泊沉积环境的影响进行了专门研究.三峡工程建成后1～4月份增泄流量和10月份减泄流量对鄱阳湖的沉积环境产生不同程度的影响,10月份三峡水库蓄水,湖口长江水位下降,鄱阳湖湖面水位下降,湖区泥沙冲淤发生变化,对水生生物和鸟类活动的环境产生较大影响;而1～4月份三峡水库增泄流量造成湖口水位的增加,湖口梅家洲的加速淤积,对湖区生态环境有长远影响[88].长江三峡建成后长江来沙减少,荆江南岸松滋、太平、藕池三口冲刷加强、入湖河道断流时间延长,与三口相关的入湖三角洲发育降缓,洞庭湖的泥沙淤积减弱,湖泊的自然消亡将大为缓解[88].2.6 湖泊底泥营养盐释放、水2土界面生物地球化学作用的研究湖泊沉积物是湖泊营养盐的重要蓄积库,在适当的条件下,沉积物营养盐释放进入湖泊水体,加剧湖泊的有机污染.对中国不同气候区的湖泊的沉积物营养盐的含量与湖泊富营养化的程度的关系已做了较多的研究,富营养化严重的湖泊,其沉积物中营养盐的含量也高;湖泊沉积物中的氮、磷释放是浅水湖泊富营养化的关键因素之一[87].湖泊沉积物水2土界面生物地球化学作用指新近湖泊沉积物(15cm左右)与水界面及其附近发生的在生物参与下的物理2化学过程,是控制和调节湖泊水体和沉积物之间物质输送和交换的重要途径[99].研究发现:沉积物2水界面的Fe2Mn循环受界面季节性缺氧环境的影响,并伴随微量金属元素的再迁移,Fe2Mn循环的中断记载了湖泊环境经历剧烈变化的信息[101,102];湖泊水2沉积物碳系统的研究认为湖泊中植物光合2呼吸作用与有机质降解是控制含碳物质碳同位素组成的决定因素,沉积物中碳酸盐稳定同位素组成表征了早期成岩过程的自生碳酸盐作用,一定深度的沉积物碳酸盐同位素组成保存了一定时段的环境变化信息[100].3 研究展望 这里指出湖泊沉积与环境演变研究亟待深入开展研究的若干领域:(1)湖泊沉积环境定量化的基础理论研究. 现有湖泊沉积的高分辨率2多环境指标的综合研究发现,不同指标间的关系十分复杂,单项指标或多或少都带有混合性.现阶段应在弄清指标的物理、化学、生物意义的基础上,加强湖泊现代过程的研究,力求在环境要素的定量方面取得突破.在较大空间范围建立地表花粉2植被类型2气候要素相关模型;对湖水2介形类壳体的Sr,Mg和Ca等元素含量关系与盐度进行定量研究,自生碳酸盐δ18O的盐度和温度效应的定量分析也有待进一步加强;湖泊硅藻种群2湖水酸碱度的定量关系等基础理论研究也要加强.为了定量恢复环境演变的过程,探讨不同时空背景下沉积物环境指标与气候要素之间的关系是十分必要的.(2)高分辨率环境演化时间序列和空间分异规律的研究. 湖泊沉积具有覆盖面广、沉积连续的特点,是极佳的进行高分辨率环境演化的研究对象.要建立高分辨率环境演变的时间序列,对长尺度、缺失年层记录的湖泊沉积需要更加精确地测定年代,改进现有测年技术方法,才能适应迅速发展的环境演变研究的需要.虽然80年代后期以来建立多个湖泊的环境演化时间序列,但分辨率不一致、采用的环境指标不尽相同,给环境演化序列的比较和环境演化空间分异规律的研究带来较大的困难.目前无论在时间上还是在空间上都存在空白,非常缺乏011Ma以长的湖泊记录,难以满足区域对比的要求,因此,急需选择关键的地段填补空白.例如西南地区是连接东亚季风、西南季风和高原季风的桥梁,区域环境的长尺度演化与青藏高原升降关系密切,是PEP2大断面中至关重要的的地点,再者其本身的环境演化也是探讨人类起385源与进化的理想场所.又如三门峡地区,三门古湖的形成与消失及其和黄土高原形成、黄土堆积环境的关系,对研究东亚季风的形成、黄河水系的改变以及大地貌阶梯的发育都有着重要的意义,是开展构造2气候旋回研究不可多得的地点.1～10ka尺度上湖泊记录的环境序列的研究较多,现阶段要重视不同区域湖泊记录的环境演化的比较研究,重点分析环境演化的区域分异与季风变迁的关系,对特征时期古气候要素进行模拟,确立现今气候在环境演化过程中的相位,为未来趋势预测提供历史参考型.(3)现代湖泊沉积动力过程与环境关系的研究. 中国浅水湖泊众多,其环境系统复杂,在风浪、入湖水流、人类活动等因素影响下,湖泊沉积过程极不稳定,涉及到营养盐释放、有机质分解、生物生长、冲淤分布等,使得现代湖泊环境的研究难度很大.但是为了研究湖泊记录的古环境演化和解决现代湖泊环境问题,就必须加强湖泊富营养化形成机制、现代湖泊沉积动力过程的动态观测,从自然变化和人为影响两个方面努力揭示湖泊环境演化动态过程、各要素的内在联系和动力学机制,为古湖泊学研究和现代湖泊环境整治与管理提供科学依据.(4)中国第四纪湖泊数据库与全球变化研究. 通过湖岸地貌、湖泊沉积和生物地层等地学证据恢复的湖泊水位记录,可以客观反映气候降水、有效降水和湿度状况.国际湖泊数据库研究开始于70年代后期,依靠多个湖泊水位的同步变化,建立区域乃至全球性古湖泊数据库,有可能比较客观地提供全球变化的信息.全球古湖泊数据库成功地用于恢复晚第四纪以来的气候和大气环流系统的时空变化,并为比较和评价古气候模拟结果和改进大气环流模拟提供科学依据[106].中国湖泊水位数据库(C LLDB)的研究处于起步阶段,中国湖泊众多,分布广泛,有关湖泊的第四纪研究为建立湖泊水位数据库提供了基础.中国第四纪湖泊水位数据库的研究可为重建东亚季风环流和季风时空变迁提供地质依据,为古大气环流模拟提供大陆下垫面边界条件,为评价和改进古气候模型提供科学依据;根据古气候模型相互对比计划(PMIP)确定的气候模型,对中国末次冰盛期和全新世中期气候的模拟结果对预测未来气候变化的幅度具有重要借鉴意义,可以肯定中国第四纪湖泊数据库的研究有利于推动中国过去全球变化研究的发展.(5)学科交叉及与其他地质记录的比较研究. 湖泊是相对独立的自然综合体,是岩石圈、大气圈、水圈和生物圈相互作用的连接点,这种特点使得湖泊沉积一方面具有丰富环境信息的优势,另一方面各环境要素相互制约,在解释上带来复杂性.这就要求对沉积物进行物理、化学、生物的多指标分析,通过多学科的交叉的综合判识,得到符合实际的结果.湖泊流域的空间范围一般较有限,沉积记录的环境变化信息在一定程度上带有地域性,只有加强与黄土、冰芯、树轮和历史记载的比较分析,相互取长补短,才能加深对不同环境指标及其组合的理解和认识,区分出全球的、区域的和地方的环境变化信息.致谢 本工作为国家自然科学基金(批准号:49572331)和中国科学院重大项目(K Z9512A12402204206)资助.参 考 文 献1 Pu Peim in,Tu Qingying,W ang sum in.Progress of limnology in China.Chin J Oceanol Limnol,1991,9(3):193～2062 符淙斌,叶笃正.全球变化和我国未来的生存环境.大气科学,1995,19(1):116～1263 张彭熹,张保珍,钱贵敏,等.青海湖全新世以来古环境参数的研究.第四纪研究,1994(3):225～2384 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