西南地区高山湖泊生态演化特征及其对全球变化的响应

Remote alpine lake ecosystems are exceptionally sensitive to environment change, and their response to global change has become a research hotspot. This project will choose three lakes which are above the tree line and located in alpine region of SW China for detailed palaeolimnological study. Combined with reliable chronology, the high-resolution analysis of palaeoeclogical indicators and multi-proxy sediment will be used to reconstruct the changing characteristics and rate of algae community and lake environment over the past 2000 years; Using records from reconstructed temperature, nitrogen isotope and independent pollution indicator, we will examine how the algae composition and biomass respond to changes in temperature and nutrients. The connection between the timing of atmosphere nitrogen pollution and lake nutrient changes will also be revealed. Finally, based on the synthesis analysis on multiproxies in sediment cores, we will quantify the effects of climate and atmosphere nitrogen deposition on algae communities in alpine tree line lakes by implementing multivariate statistical methods, thus can elucidate the mechanism of ecological response on the regional scale. This research will provide important evidence for forecasting the future trend of remote lake ecosystem and its possible consequence, and suggest a new direction of palaeolimnology research in our country.

边远高山湖泊生态系统对外部环境的变化非常敏感，其对全球变化的响应机制研究已成为学术界关注的热点。本项目拟在西南高山地区选择3个树线以上的湖泊，开展沉积钻孔记录的研究。通过精确定年和多种古生态指标和环境代用指标的高分辨率分析，重建过去2000年来藻类生态与环境变化过程，揭示其变化特征与速率；通过定量重建的古温度序列、氮同位素记录和独立污染指标的证据，研究藻类群落组成、生物量变化与温度和营养的关系，以及大气氮污染的发生时间及其与湖泊营养变化的关系；在多钻孔指标综合对比的基础上，应用多种数值分析手段，定量区分气候与大气氮污染沉降对树线高山湖泊藻类生态的影响，并从区域层面上，探讨其生态演化的动力学机制。该研究将为预测边远地区湖泊生态系统未来变化趋势和可能影响提供重要依据，并为我国古湖沼学研究提出新的方向。

围绕全球变化的湖泊生态效应研究这一国际研究热点，本项目选择了我国西南地区不同海拔的6个高山湖泊（云南香格里拉错恰、哈巴雪山黑海、碧罗雪山听命湖、四川小金月亮湖、甘孜沙德错、雅江吉仁错），通过沉积记录高精度定年、高分辨率多生物与环境代用指标的分析，结合区域气候和人类活动的数据记录，开展了过去200年来边远高山湖泊生态系统变化过程重建及其对全球变化响应机制研究。研究结果表明：位于树线以上的高山湖泊，近200年来的生物群落结构已经出现了显著的变化，表现为浮游藻类和浮游动物枝角类组合和生物量的增加，反映了小冰期结束以来水体结冰持时缩短、生长季延长和季节分层变稳定、以及食物和营养供给增多的特点。进一步的综合对比分析得出研究区高山湖泊生态系统的变化受到区域增温和大气氮沉降增多的共同影响。此外，本项目还通过云南宁蒗泸沽湖和四川康定木格措沉积记录，开展了硅藻古生态分析研究，揭示了末次冰盛期和全新世以来湖泊生态系统演化的过程和机理。项目在利用高山湖泊古生态证据揭示近百年来大气氮沉降、全新世地震-水文过程（古堰塞湖木格措）、冰盛期以来季风气候演化对深水湖泊热量收支和营养循环过程（泸沽湖）影响研究方面具有新意。项目发表SCI研究论文5篇，另有3篇论文待发表。项目培养博士研究生2名，合作培养博士后1名，其中1名获得中国科学院优秀博士论文奖。