北极新奥尔松地区湖泊沉积物色素.PDFVIP

第21卷第3期 极地研究 V01．21．No．3 2009年9月 CmNESEJOURNALOFPOLARRESEARCH 2009 September 北极新奥尔松地区湖泊沉积物色素 含量变化及环境意义 姜珊刘晓东徐利强孙立广 (中国科学技术大学极地环境研究室，合肥230026) 提要大量的古气候资料和现代器测数据表明，最近100年来北极气候经历了明显的变暖过 程，这必然会对脆弱的极地湖泊生态系统产生影响。以北极新奥尔松地区的湖泊沉积柱样为研 究对象，对其中4种色素(叶绿素及其衍生物cD、总胡萝卜素Tc、蓝藻叶黄素Myx和颤藻黄素 Ose)进行了分析，结合其他物化指标如碳酸钙含量、TOC等，从历史演化的角度重点探讨了新奥 尔松地区最近100年以来湖泊初级生产力演化过程。结果表明，在相对寒冷的小冰期，气候对 湖泊中藻类的生长不利，湖泊生产力下降，沉积物中色素含量出现低值，生物硅含量降低；表层 5em(对应约1890AD)沉积物中有机质含量显著升高，各色素含量均明显增加，表明小冰期后 气温上升，导致湖泊藻类生长迅速，湖泊生产力大大提高，但此时生物硅仍保持在相对较低的水 平，这可能与其他藻类的竞争生长有关。最近100年，沉积物中Ose／Myx比值不断降低，表明该 湖泊中蓝藻含量不断上升，暗示北极地区人类活动的增强可能导致湖泊营养水平增加。 关键词北极湖泊沉积物色素初级生产力气候变化 0引言 北极是大气一海洋物质能量交换的重要地区之一，在全球气候系统形成和变化中具有 重要的作用。北极地区的气候、环境特征及其物理化学过程与全球气候环境变化关系密 切，是全球大气研究计划、世界气候研究计划及全球变化研究等国际气候环境研究计划的 重要内容。湖泊沉积是认识古环境、古气候变迁的良好载体，它完整地记录了历史时期区 域气候、植被以及人类活动的演化过程，可获得百年、甚至十年尺度的古气候环境变化事 件，目前被广泛地应用于过去全球变化研究¨．2】。对北极冰前湖泊纹泥层厚度、化石硅藻 组合及冰芯等高分辨率古气候记录研究结果表明旧J，北极地区最近100多年来经历了明 显的气候变暖过程，气候的变化通常会对淡水湖泊生态系统产生影响，在全球变暖的背景 【收稿日期】 2009年2月收到来稿，2009年5月收到修改稿。 【基金项目】 中国科学院优秀博士论文作者专项资金资助。 [作者简介】 姜珊，女，博士研究生。主要从事极地古生物环境研究。 [联系作者】 刘晓东，E—mail：yex@ustc．edu．cn。 万方数据 212 极地研究 第21卷 下，脆弱的北极湖泊生态系统会产生怎样的响应?因为直接观测的数据资料有限，各国学 者目前对该方面的研究报道还不多。 湖泊藻类中含有大量的叶绿素、类胡萝卜素和叶黄素等，藻类死亡后这些色素将埋藏 在沉积物中。目前，沉积物中色素含量和种类变化被广泛应用于古生态环境研究，如湖泊 初级生产力的演化历史【4jj、古气候的变化【6】、湖泊的富营养化历史rL8|、湖泊的酸化[9】、 历史时期紫外线辐射变化u叫以及人类活动的影响¨¨等。国际上古色素学研究一般采用 积物中，色素更能够较好地保存。本文选取采自北极斯瓦尔巴群岛新奥尔松地区的湖泊 沉积样品，进行了色素和其他物化指标分析，重点探讨了最近100年来气候变暖对北极湖 泊生态系统可能产生的影响。 1研究区域环境概况 斯瓦尔巴群岛(SvalbardArchipelago)(740-810N，100-35。E)处于巴伦支海和格陵兰 海之间，由斯匹次卑尔根岛、东北地岛(Nordaustlandet Island)等