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随着碳循环研究的不断深入,硅循环的研究在全世界范围得到了极大重视。硅(Si)作为重要的生源要素,对水环境中硅藻类浮游植物的初级生产力具有不可替代的作用。硅质浮游植物是水体初级生产力的主要组成部分,是沉积物生物硅(BSi)的主要来源。沉积物是湖泊环境中硅的重要储库,对湖泊硅循环起着至关重要的作用。沉积物中的硅是水生生态系统初级生产力的一个重要指标。呼伦湖位于内蒙古高原东部,地处温带半干旱大陆性气候高纬度地区,为我国纬度最高的湖泊湿地,是亚洲中部干旱地区最大的淡水湖。在自然地理位置上,呼伦湖正处在西风激流带的东延并与东亚季风区相交汇的部位,使得呼伦湖地区的富营养化机制的研究有特殊的意义。本文以形态硅及生物硅研究为基础,结合本小组前期研究成果,系统开展了内蒙古高原西部湖泊硅的地球化学特征研究,揭示了影响湖泊沉积物中硅分布的差异性因素,探讨了沉积物中生物硅与有机碳的相关性,对比了蒙新高原四个典型湖泊生物硅的分布特征,以期为高纬度湖泊生源要素的生物地球化学循环研究积累基础数据。本研究取得如下主要成果和进展:1.首次开展了呼伦湖湖沉积物中硅的地球化学特征研究,为厘定硅在高纬度湖泊中的生物地球化学过程积累了重要的基础数据。2.揭示了呼伦湖沉积柱芯物中生物硅与有机质的相互依赖关系。结果显示,高含量的有机质可抑制生物硅溶解,促进了生物硅在沉积物中的累积,限制了其再循环能力。3.采用Tessier连续提取法,首次开展了内蒙高原主要湖泊沉积物中硅的形态分析研究,对比总结了4个湖泊中可提取硅的主要赋存形态为IMOF-Si和OSF-Si。4.呼伦湖表层沉积物中生物硅的空间分布受流域岩石的风化侵蚀作用较大,且与沉积物粒度分布有较好的一致性。柱芯10cm处生物硅的地球化学信息与近百年来呼伦湖最高水位及1968年的厄尔尼诺现象有较好的响应关系。5.首次阐释了内蒙古高原湖泊沉积物中硅地球化学特征的差异性机制。研究发现,湖泊的自然地理条件、流域岩石土壤风化程度、湖泊生态系统类型及生物量、再悬浮及受人为扰动程度等均是影响湖泊沉积物中硅地球化学特征的重要因素。