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湖泊是较为独立的自然有机体,同时也是记录流域环境变化的有效信息集载体。近些年来,随着经济社会蓬勃发展和人类生产活动影响增强,湖泊水体及沉积物受到较大扰动及威胁,大量的湖泊问题也相继而来,如湖泊生态系统功能退化、湖泊水体产生较为严重的富营养化问题、湖域面积的萎缩以及湖泊对旱涝调蓄作用的逐渐降低等,这些问题的产生严重的破坏了生态系统的平衡且制约了流域内生态经济的持续性发展。湖泊表层沉积物在记录流域内气候环境变化信息方面发挥着重要作用,表层沉积物的分析能够有效帮助人类了解湖泊流域内的污染物质来源及气候、环境、水文等气候指标的变化特征,更能直接的反映出湖泊目前的自然生态环境状况以及沉积物环境质量状况和污染水平。剑湖是云贵高原上典型的小型浅水湖泊,是我国生物多样性保护的重点地域之一,其区域生态环境功能与生物多样性特征对区域生态环境作用显著。近些年来,随着周边地区经济迅速发展,污染加剧,剑湖流域面临严重环境污染形势。持续的人为干扰活动引起剑湖水域水体中营养盐含量不断增加,流域生态环境系统功能退化,湖泊水体富营养化问题逐渐显现。本研究采集了云南剑湖的50个沉积物表层样品,利用剑湖水体总氮(TN)、总磷(TP)、水质参数指标、表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)、有机质碳、氮稳定同位素并与剑湖表层沉积物粒度等指标相结合,深入探讨剑湖水体及表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)空间分布特点及污染物质来源,并得出以下主要结论:(1)实验结果表明,剑湖表层沉积物总氮(TN)含量变化范围在21489550 mg/kg之间,平均含量为4609 mg/kg,最大变幅为7402 mg/kg;沉积物总磷(TP)含量介于7571744 mg/kg,平均含量为1223 mg/kg,最大变幅为986mg/kg。总有机碳(TOC)含量介于1.055.46%,平均含量为2.15%,最大变幅为4.41%;有机质(OM)含量介于4.2521.30%,平均含量为11.57%,最大变幅为17.05%;碳酸盐含量介于4.0619.25%,平均含量为10.14%,最大变幅为15.19%。表层沉积物TN、TP、TOC、OM、碳酸盐在空间上具有相似的分布特征,均表现出在东部、西部湖区出现较高值,中部湖区含量较低的趋势,反映出外源输入对河口区域表层沉积物的影响较大。(2)剑湖水体总氮(TN)含量介于0.342.08 mg/L,平均含量为0.64 mg/L,最大变幅为1.74 mg/L;水体总磷(TP)含量介于0.060.34 mg/L,平均含量为0.08 mg/L,最大变幅为0.28 mg/L。在空间分布特征上均表现为西部>中部≥东部,全湖总体水质较差,西部湖区受污染程度最高,其水体TN、TP平均含量分别是全湖TN、TP平均值的1.30、1.32倍,较为直接的说明了永丰河是剑湖外源性TN、TP的主要输入河流。(3)剑湖有机质碳同位素(δ13C)值介于-30.08-24.86‰,平均值为-28.28‰,最大变幅为5.23‰。氮同位素(δ15N)数值介于2.455.00‰,平均值为3.84‰,最大变幅为2.56‰。剑湖表层沉积物碳氮比(C/N)值范围处于10.7616.53之间,平均值为12.59,变化幅度较大,最大变幅为5.77。结果显示,剑湖表层沉积物C/N比值在空间分布上差异较大,与剑湖水体及沉积物的总氮(TN)、总磷(TP)空间分布特征相似,均表现出西部湖区平均值较高,表明外源输入性河流对湖泊水体及沉积物产生了较大影响。(4)经相关性分析结果表明,沉积物TN与TOC之间显著正相关(r=0.929,p<0.01),而沉积物TP与TOC之间相关性较弱(r=0.333,p<0.05);沉积物TN与OM之间显著正相关(r=0.945,p<0.01),沉积物TP与OM之间呈弱相关(r=0.352,p<0.05)。综合污染指数法及其他评价方法计算结果显示,剑湖不同湖区沉积物富营养物质含量均达到重度污染程度,是潜在的氮元素与磷元素的释放源,剑湖水体受到较大污染且富营养化风险逐渐增加。