已有研究表明，流域土地利用开发和水文调控会改变湖泊碳埋藏，而喀斯特地区湖泊沉积物有机碳(TOC)和无机碳(TIC)埋藏的同步变化规律在流域开发梯度上仍有待开展系统的量化评价和机制识别。本研究应用湖沼学与古湖沼学的方法，对比了亚热带地区两个中型喀斯特水库（太平水库和三角海水库）碳埋藏及生态环境特征上的响应模式（图1），揭示了流域开发（如农业发展）、湖泊富营养化、水文调控是驱动喀斯特地区湖泊沉积物碳埋藏及生物群落演替的关键因子。本研究发现，喀斯特流域的流域开发和水文调控对湖泊无机碳与有机碳的长期埋藏产生了重要的驱动作用，对系统识别喀斯特地区碳埋藏的关键过程具有较好的研究意义。  
       该研究结合湖泊监测资料与沉积物多指标分析，重建了太平水库和三角海水库近80来生态系统演化的历史，揭示了湖泊碳循环与藻类变化的长期模式，识别了流域开发历史和水文调控事件驱动湖泊生态环境响应模式（图2）。自1950s-1980s，太平水库和三角海水库都经历了较长时间的水文调控事件，以及2000年后流域耕地的大规模增加。沉积物中值粒径的变化较好地记录了水文波动时间，中值粒径逐渐减小，指示了水深增加的趋势，这与两个湖泊的筑坝事件相一致。湖泊筑坝和农业扩张加剧了湖泊富营养化程度，提高了湖泊藻类的生成，进一步增强了湖泊沉积物碳通量（图3）。同时，富营养化的加剧导致了两个湖泊硅藻群落组成发生演替，同时提高了湖泊藻类生物量。在流域开发强度持续增加的背景下，喀斯特地区湖泊有机碳和无机碳存在同步变化的长期特征，但是在中营养深水湖太平水库中TIC的含量和沉积通量显著高于TOC，而在富营养浅水湖三角海水库中TIC的含量和沉积通量显著低于TOC（图4）。因此，在富营养化的浅水湖中更有利于TOC的埋藏和累积，而营养水平偏低的深水湖泊中TIC的累积速率更高。
      该研究工作均在云南师范大学地理学部和云南省高原地理过程与环境变化重点实验室完成。本研究得到了科技部国家重点研发计划（2017YFA0605202）、国家自然科学基金项目（42171072，41771239）和云南省科技部项目(202005AF150005)的联合资助。
 
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X22002825