近百年來洪澤湖有機碳垂直分布特征及其影響因素

強柳燕 張風(fēng)菊 陳詩越

摘要：湖泊碳循環(huán)是整個生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分，研究洪澤湖碳循環(huán)對于揭示區(qū)域甚至全球碳循環(huán)具有重要意義。為揭示近百年來洪澤湖有機碳含量的垂直分布特征及影響因素，采集了洪澤湖不同湖區(qū)柱狀沉積物樣品，進(jìn)行總有機碳和總氮的測定，并用碳氮比值對沉積物的有機碳來源進(jìn)行區(qū)分。結(jié)果表明：近百年來，洪澤湖沉積物有機碳含量總體呈現(xiàn)出隨深度增加而減小的趨勢，各湖區(qū)柱樣沉積物有機碳的平均含量為0.69%～0.91%，其中西北部徐洪河入口區(qū)平均有機碳含量最高;從有機碳的來源來看，主要以內(nèi)源有機質(zhì)為主，而外源的貢獻(xiàn)相對較小;從影響因素來看，有機碳含量主要與有機碳礦化程度、葉綠素a濃度、溫度以及人類活動（如人口數(shù)量）有關(guān)。

關(guān) 鍵 詞：有機碳; 垂直分布特征; 沉積物; 碳氮比; 洪澤湖

中圖法分類號： X524

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.12.007

0 引 言

全球變暖進(jìn)程的加快及人類對湖泊的一系列開發(fā)和利用，促使湖泊面積萎縮、湖泊生態(tài)環(huán)境惡化以及湖泊的碳循環(huán)過程發(fā)生改變。湖泊沉積物有機碳作為重要的碳庫之一，是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)不可或缺的一部分，在全球碳循環(huán)中也起著重要作用[1-2]。湖泊沉積物中有機碳含量及其變化會對湖泊碳通量以及碳過程產(chǎn)生一定影響，因此研究湖泊有機碳含量具有重要意義[3]。近年來，已有大量學(xué)者對湖泊有機碳含量及其影響因素進(jìn)行了研究。國外的研究側(cè)重于湖泊碳埋藏/碳含量的時空變化及其影響因素以及不同區(qū)域、不同類型湖泊碳含量的對比[4]。國內(nèi)相關(guān)研究起步較晚，但是近年來越來越受到研究者的關(guān)注。曹生奎等[5]對青海湖高寒濕地土壤進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：植被類型會影響土壤有機碳含量垂直分布，導(dǎo)致其變化趨勢呈現(xiàn)“由高到低遞減”以及“低-高-低型”;吳琴等[6]對鄱陽湖典型濕地土壤有機碳進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其影響因子為土壤水分與植物生物量;吳江琪等[7]對尕海濕地土壤活性有機碳進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)積水狀況對有機碳含量影響顯著;王勇輝等[8]研究了艾比湖濕地土壤有機碳，發(fā)現(xiàn)其土壤有機碳含量整體偏低，并隨深度遞減;其他關(guān)于有機碳含量的研究還包括博斯騰湖、烏梁素海、呼倫湖、洞庭湖以及太湖[9-13]等湖區(qū)，但大部分研究主要是分析湖泊有機碳的來源和空間分布，而對有機碳含量影響機制的研究較為薄弱[14-15]。

洪澤湖是一個大型的平原湖泊型水庫[16]，該湖泊也是南水北調(diào)東線工程的一個重要過水通道。近年來，隨著人口的增多以及工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，大量污水進(jìn)入洪澤湖，外源有機質(zhì)含量增加，同時輸入的大量外來營養(yǎng)鹽促使湖泊初級生產(chǎn)力增長[17]。目前對洪澤湖的研究主要集中在生態(tài)環(huán)境變化及重金屬污染等方面[18-19]，而對洪澤湖有機碳含量分布特征及其影響因素的研究相對較少。本文以洪澤湖為研究對象，測定洪澤湖沉積物中有機碳（TOC）含量、總氮（TN）含量、粒度及葉綠素a濃度等，分析其近百年來（1920～2018年）沉積物有機碳垂直分布特征，探究有機碳的來源，深入揭示影響其垂直分布的可能因素，以期對洪澤湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

洪澤湖（33°06′N～33°40′N，118°10′E～118°52′E）地處江蘇省西北部，為中國的第四大淡水湖。洪澤湖屬于中國北亞熱帶與南暖溫帶的過渡區(qū)[20]，年平均溫度16.3 ℃，多年平均降水925.50 mm，湖泊平均水位為12.37 m，最大水深為4.37 m，水域面積共1 576.9 km2，容積為27.9億m3，湖東岸線相對平直，其余岸線則表現(xiàn)為彎曲多折[15]。全湖分為成子湖灣、溧河湖灣及淮河湖灣三部分。洪澤湖西納淮河，南入長江，為淮河中下游的結(jié)合部，是淮河流域的大型水庫，南水北調(diào)東線工程的重要過水通道[21]。有淮河、漴潼河、濉河等入湖河道，這些河道大多位于洪澤湖的西側(cè)，其中淮河入湖量占總?cè)牒康?0以上，為洪澤湖最大的入湖河流，并影響洪澤湖的水質(zhì)。作為干支流交匯點，洪澤湖成為淮河上游地區(qū)污染之“匯”及其下游地區(qū)和南水北調(diào)工程的污染之“源”[22]。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

2018年10月，使用重力采樣器在洪澤湖采集了4個沉積物柱狀樣，分別為HZ-1（115 cm）、HZ-2（71 cm）、HZ-3（109 cm）和HZ-4（119 cm）（見圖1），4個采樣點在空間上分布較均勻，其中HZ-2（33°27′N，118°34′E）位于北部徐洪河入湖口，HZ-1（33°17′N，118°42′E）、HZ-3（33°13′N，118°42′E）位于湖中心的位置，HZ-4（33°15′N，118°32′E）位于洪澤湖西部水域。所獲得的沉積巖芯水界面清晰，表層沉積物未受擾動。沉積物巖芯以1 cm間隔分樣，所有樣品均裝入聚乙烯自封袋中，帶回實驗室儲存于4 ℃的冷庫中。

2.2 樣品分析

沉積物粒度實驗采用Mastersizer 2000激光粒度儀進(jìn)行測試。實驗過程如下：稱取0.3～0.5 g的沉積物試樣放置于燒杯中;然后加10～20 mL 10%的過氧化氫溶液，放置于60 ℃水浴鍋中加熱，過程中根據(jù)反應(yīng)情況加入雙氧水，以去除樣品中的有機質(zhì);另外再加入10 mL 10%的鹽酸溶液，去除碳酸鹽，持續(xù)加熱直至不產(chǎn)生氣泡為止;燒杯中注入蒸餾水，反復(fù)清洗直至樣品呈中性，靜置10 h以上;用吸管抽取上清液，加入10 mL 10%的六偏磷酸鈉溶液，攪拌均勻后放入超聲波發(fā)生器中水浴振蕩15 min，使樣品充分分散然后上機測試。

將凍干后的樣品研磨至粉末（80目左右），稱取0.5 g樣品加入10%的鹽酸溶液，多次攪拌直至沒有氣泡冒出，以除去樣品中的碳酸鹽;然后用蒸餾水清洗離心直至中性，再次烘干研磨。將樣品置于小錫杯中，用FlashSmart型碳氮元素分析儀（美國）測定樣品中的有機碳和總氮含量。

葉綠素a的測定首先將真空冷凍干燥后的樣品研磨成粉末狀，稱取1～2 g干樣放置于離心管中，在樣品中加入20～30 mL濃度為90%的丙酮溶液，放置8～10 h，離心10～15 min，之后把離心液過濾到容量瓶中，再次加入同樣量的丙酮溶液，反復(fù)萃取3～4次，將離心液過濾出來。用90%的丙酮溶液定容到100 mL，用1 cm光程的比色皿，讀取750，663，645 nm和630 nm波長的吸光度，并以90%的丙酮溶液作空白吸光度測定并計算沉積物葉綠素a濃度。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

本文的研究區(qū)域及采樣點圖使用軟件ArcGIS 10.2進(jìn)行繪制，文中數(shù)據(jù)使用Excel 2016進(jìn)行處理、匯總，利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，采用Origin 2018軟件繪制圖件。

2.4 沉積巖芯的年代確定

湖心HZ-1沉積巖芯的年代根據(jù)前人研究的結(jié)果大致推算得出。根據(jù)洪澤湖近百年的沉積速率（0.38 cm/a），推測出近百年洪澤湖的沉積深度約為41 cm左右[23]。相關(guān)研究表明，在洪水時期湖泊沉積物的粒度相對較粗，且分選性較差，燒失量與頻率磁化率有所增加（見圖2）[24]。1916，1921，1931，1950，1954，1956，1968，1975，1982，1991，2003年洪澤湖出現(xiàn)了高洪水位和嚴(yán)重災(zāi)害事件[25]，通過洪澤湖洪水期各指標(biāo)與推測出來的年代進(jìn)行相互驗證，從而得出其他3個柱樣（HZ-2、HZ-3、HZ-4）近百年的深度分別約為35，39，35 cm。本文最終采用驗證后的近百年沉積物進(jìn)行相關(guān)分析。

3 結(jié)果分析

3.1 洪澤湖有機碳含量分布特征

3.1.1 有機碳含量垂直分布特征

如圖3所示，洪澤湖沉積巖芯HZ-1、HZ-2以及HZ-4的有機碳含量（TOC）隨深度減小呈增加趨勢，而HZ-3的變化趨勢相對不明顯?？傮w上，各巖芯底部的TOC較低，并且各巖芯TOC出現(xiàn)變化的深度也各不相同。在30～40 cm間，TOC整體變化趨勢較小且總體較低;在10～30 cm間，HZ-1、HZ-2和HZ-3的TOC變化較大，且HZ-2的TOC在這一階段波動增加趨勢明顯;在0～10 cm間，4個柱樣的TOC均呈現(xiàn)波動增加的趨勢。因此，洪澤湖沉積物有機碳含量的垂向分布特征表現(xiàn)為HZ-1、HZ-2以及HZ-4上層有機碳含量較高，呈現(xiàn)出從上到下減小的趨勢，尤其在HZ-2沉積物表層出現(xiàn)有機碳含量的最大值。

3.1.2 有機碳含量區(qū)域變化

洪澤湖4個鉆孔的TOC主要表現(xiàn)為以下特征：HZ-1的平均TOC為0.71%，HZ-2的平均TOC為0.91%，HZ-3的平均TOC為0.69%，HZ-4的平均TOC為0.70%;北部徐洪河入洪澤湖湖口位置（HZ-2）的平均TOC高于其他3處湖心區(qū)（HZ-1、HZ-3以及HZ-4），并且HZ-1、HZ-3以及HZ-4的平均TOC差別不大。

3.2 洪澤湖總氮與碳氮比值垂直變化

由圖4（a）可知：洪澤湖沉積巖芯的總氮（TN）平均含量為0.08%～0.12%，各巖芯TN與TOC的變化趨勢基本一致，除HZ-3外，其他3個柱樣TN

隨深度減小呈明顯增加趨勢。在30～40 cm間，TN整體變化趨勢較小且總體較低;在10～30 cm間，TN變化趨勢明顯，且除HZ-3外，其余3個柱樣TN在這一階段呈現(xiàn)波動增加趨勢;在0～10 cm間，4個柱樣的TN增加趨勢明顯。

洪澤湖沉積物的碳氮比值（C/N）總體在6.01～9.14之間，并且變幅不大（見圖4（b））。在30～40 cm間，除HZ-4外，其余3個柱樣C/N值在這一階段隨深度減小呈明顯增加趨勢;在10～30 cm間，除HZ-1外，其余3個柱樣C/N值均呈現(xiàn)波動增加趨勢;在0～10 cm間，4個柱樣的C/N值均呈現(xiàn)先增加再降低的趨勢，波動較為明顯。其中，HZ-1的C/N值在5.11～6.63之間，均值僅為6.02;HZ-2的C/N值介于6.94～7.99之間，平均值為7.37;HZ-3的C/N值在7.96～9.88之間，均值高達(dá)9.14;HZ-4的C/N值在6.4～7.95區(qū)間內(nèi)，均值是7.15。

3.3 洪澤湖沉積物巖芯粒徑的垂直變化

由圖5可知：洪澤湖4個柱樣沉積物顆粒較細(xì)，中值粒徑變化范圍為2.99～18.89 μm。HZ-1、HZ-3及HZ-4的粒徑變化表現(xiàn)為隨著深度的減小而增加的趨勢，同時入湖口處HZ-2的粒度變化較大，其他3處的變化較小。在30～40 cm間，除HZ-2外，其余3個柱樣中值粒徑總體較低并呈增加趨勢;在10～30 cm間，HZ-1中值粒徑波動降低趨勢明顯，HZ-2中值粒徑趨勢依舊不明顯，HZ-3、HZ-4中值粒徑均增加;在0～10 cm間，4個柱樣的中值粒徑均表現(xiàn)為波動增加趨勢。其中，HZ-2處中值粒徑變化大的原因可能是由于該處位于河流入湖口，洪水期河水?dāng)y帶大量大顆粒物質(zhì)進(jìn)入湖泊導(dǎo)致。

3.4 洪澤湖沉積物葉綠素a濃度垂直變化

洪澤湖4個柱狀沉積物葉綠素a濃度的變化范圍為0.06～25.42 μg/g。總體上，4個柱樣葉綠素a濃度變化表現(xiàn)為隨著深度的減小而增加的趨勢（見圖6）。在10～40 cm間，除HZ-3外，其余3個柱樣的葉綠素a濃度總體較穩(wěn)定，變化趨勢較小;在0～10 cm間，4個柱樣的葉綠素a濃度均呈現(xiàn)明顯增加趨勢。其中，HZ-2的葉綠素a濃度總體大于其他3個柱樣，HZ-1是4個柱狀沉積物中葉綠素a濃度最小的。

3.5 洪澤湖氣溫與降水量時間變化趨勢

由圖7可知：洪澤湖湖區(qū)氣溫呈現(xiàn)明顯的波動上升趨勢，降水量則表現(xiàn)為小幅度的波動增加趨勢，兩者的上升幅度與變化的時間均不一致（氣溫和降水量數(shù)據(jù)來源于國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心）。

4 討 論

4.1 洪澤湖有機碳的來源

沉積物有機碳主要存在于有機質(zhì)中，而有機質(zhì)是由各種復(fù)雜的有機化合物構(gòu)成的。湖泊沉積物有機質(zhì)來源的差異，會導(dǎo)致有機碳含量也各不相同，進(jìn)而影響湖泊有機碳埋藏以及湖泊碳循環(huán)，因此判斷有機碳來源是非常有必要的。有研究表明，對湖泊沉積物有機質(zhì)的碳氮比（C/N）進(jìn)行判斷，可以揭示湖泊有機質(zhì)的來源[26]。一般來說，當(dāng)C/N值介于4～10之間時，表示有機質(zhì)來源以浮游植物、沉水植物以及挺水植物等水生植物為主，其中大型水生植物的C/N值范圍在6～8，浮游植物的C/N值在7.7～10.1，大多數(shù)細(xì)菌等微生物的C/N值在2.6～4.3[27];當(dāng)C/N值介于10～20這個范圍內(nèi)時，表明有機質(zhì)來源為沉水植物或陸生植物;C/N值大于20時，有機質(zhì)來源則是以挺水植物以及陸生高等植物為主[28]。C/N值高時，反映有機質(zhì)來源主要為陸源輸入，而C/N值低時，則表示湖泊自身生產(chǎn)力提高或者陸源輸入的有機質(zhì)減少。根據(jù)本次研究結(jié)果顯示，洪澤湖的C/N值介于4～10之間，可初步判斷洪澤湖沉積物的TOC來源以內(nèi)源有機質(zhì)為主，歷史記錄洪澤湖的沉水植物優(yōu)勢種有馬來眼子菜（Potamogeton malaianus），挺水植物優(yōu)勢種是蘆葦（Phragmites communis），浮葉植物優(yōu)勢種是荇菜（Nymphoides peltatum），主要集中分布在湖北岸、淮河入湖口灘地以及湖西岸、東岸小部分地區(qū)[29]。

4.2 洪澤湖有機碳垂直分布影響因素分析

4.2.1 有機碳礦化作用對TOC的影響

洪澤湖沉積物巖芯TOC總體呈現(xiàn)出從上到下減小的趨勢，出現(xiàn)這種趨勢的原因可能與沉積物的氧化還原環(huán)境中有機質(zhì)的分解有關(guān)[15]。隨著沉積深度的增加，洪澤湖沉積物受到氧化還原環(huán)境的影響越大，礦化作用越明顯，有機碳含量越低[30]。

4.2.2 葉綠素a濃度對TOC的影響

從湖泊有機碳來源分析可知，洪澤湖有機碳主要受內(nèi)源（沉水植物、浮游植物等）有機質(zhì)的影響。研究表明，湖泊沉積物中有機碳含量與周圍環(huán)境中水生植物的數(shù)量有一定的關(guān)系，水生植物不僅是湖泊內(nèi)源有機質(zhì)的主要生產(chǎn)者，也是沉積物中TOC和TN的主要來源[31-32]。葉綠素a是藻類進(jìn)行光合作用的重要色素，水生植物通過體內(nèi)的葉綠素進(jìn)行光合作用并完成有機質(zhì)的固定。因此水生植物數(shù)量以及葉綠素a濃度一定程度上能反映有機碳累計含量的多少[33-34]。分析洪澤湖葉綠素a濃度與TOC的相關(guān)性，最終表明HZ-2（R2=0.806）及HZ-4（R2=0.771）處沉積物葉綠素a濃度與TOC具有較強的相關(guān)關(guān)系（見表1），因此葉綠素a濃度會影響有機碳含量的垂直分布。其中，位于徐洪河入湖口處的HZ-2的整體葉綠素a濃度大于其他3個沉積巖芯，這可能是由于北部湖區(qū)水草豐富，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模擴大，沿岸湖區(qū)人工開挖的魚塘數(shù)量增多，導(dǎo)致水污染嚴(yán)重，同時雨水沖刷加劇農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的污染，使水體富營養(yǎng)化程度加重[35]。入湖口處是直接接收營養(yǎng)鹽最多的位置，豐富的營養(yǎng)鹽導(dǎo)致藻類大規(guī)模生長暴發(fā)，是造成此處沉積物中整體葉綠素a濃度高的重要原因之一。

4.2.3 氣候變化對TOC的影響

現(xiàn)有研究表明氣候條件對有機碳含量有較大的影響，可分為溫度和降水兩方面來具體討論[36]。為探討近百年來洪澤湖沉積物有機碳垂直分布的影響因子，本文將湖區(qū)有機碳含量與氣溫、降水分別進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果顯示洪澤湖有機碳含量和湖區(qū)年均溫度具有較好的相關(guān)性，而和湖區(qū)降水量的相關(guān)性較弱，這表明了氣溫對洪澤湖有機碳含量垂直分布的影響較大，降水產(chǎn)生的影響則不明顯（見表1）。降水量會影響流域植被和土壤碳儲量，降水量增加促使湖泊沉積物有機碳輸入量增多[17];但洪澤湖沉積物有機質(zhì)以湖泊內(nèi)源為主，外源有機質(zhì)對沉積物有機碳含量的影響較弱。一般情況下，溫度升高促使流域生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產(chǎn)力增長，進(jìn)一步使得湖泊有機質(zhì)來源增加[37]，并且河流中的溶解有機碳含量也可能會增加，隨徑流輸入湖泊的有機碳也增加[38]。有學(xué)者指出，溫度升高對有機碳埋藏的促進(jìn)作用可能要大于由溫度升高造成的有機質(zhì)礦化分解帶來的負(fù)反饋作用，即溫度升高會使湖泊沉積物有機碳含量增加[39]。根據(jù)洪澤湖有機碳含量與氣溫的相關(guān)性分析（正相關(guān)關(guān)系）及兩者隨時間變化趨勢的相對一致性，表明近百年來洪澤湖升溫現(xiàn)象顯著，有機碳埋藏促進(jìn)作用明顯，有利于湖區(qū)沉積物有機碳的累積。

4.2.4 人類活動對TOC的影響

由表1可知：洪澤湖沉積物TN含量與TOC含量表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.65以上，表明沉積物中TN主要以有機氮的形式存在，TN含量是影響沉積物中TOC含量升高的因素之一，而湖泊TN含量的增加又和人類活動有很大的關(guān)系。洪澤湖地區(qū)的人口自1949年以來，總體上呈增長趨勢[40]。由于人口的快速增長，人們大搞圍湖墾蕩，20世紀(jì)70年代初期，洪澤湖水質(zhì)已遭受有機物、汞等的輕度污染，到80年代后期，由于工業(yè)與生活污水排放量的增加，污染程度開始加重[23]。其中，位于徐洪河入湖口處（HZ-2）人類活動與TOC的相關(guān)性最顯著，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.96，主要是由于近年來洪澤湖湖區(qū)畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖不斷增加以及人類生活污水排放[20]，產(chǎn)生了大量的氮、磷排放到湖中，進(jìn)而使得該湖營養(yǎng)化程度加劇，藻類大量暴發(fā)，湖泊初級生產(chǎn)力增加，這可能也是造成此處平均有機碳含量高的重要原因之一。由于水中的氮會被水生生物吸收利用，使得湖區(qū)水生植物不斷生長，同時這些生物死亡后殘體沉積到湖底也會積累氮素[41]，進(jìn)而更利于有機碳的沉積[10]。

4.2.5 粒度對TOC的影響

研究表明粒度也是影響湖泊沉積物有機碳含量的因素之一[42]，有機碳含量與粒度較細(xì)的組分（如粉砂、黏土含量）有正相關(guān)關(guān)系，而與粗粒的組分有著一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系[43]。這是由于有機物對顆粒表面的吸附作用有利于沉積物中有機碳的保存，細(xì)顆粒物質(zhì)的小孔洞以及它的比表面積有利于有機碳的吸附和保存[44]，使微生物的氧化作用減弱。然而，HZ-1的有機碳含量與粒級有較好的相關(guān)性，與黏土含量存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與粉砂和砂含量存在正相關(guān)關(guān)系（見表1），黏土與砂的相關(guān)關(guān)系與前人研究不一致，說明粒度并不是該區(qū)域TOC含量的主要影響因素。HZ-3及HZ-4的有機碳含量與粒級存在極弱相關(guān)，而位于洪澤湖河口位置的HZ-2有機碳含量與各粒級不相關(guān)。由于總體上TOC含量與粒度相關(guān)性不顯著，表明沉積物的粒度組成并不是導(dǎo)致洪澤湖有機碳含量差別的主要原因。

5 結(jié) 論

（1） 近百年來洪澤湖沉積物中有機碳含量總體上隨深度增加而減小。

（2） 洪澤湖沉積物中北部徐洪河入洪澤湖湖口位置的平均有機碳含量高于其他3處湖心區(qū)的含量，其平均含量介于0.69%～0.91%之間，有機碳含量的這種區(qū)域差異與葉綠素a濃度及人類活動有關(guān)。

（3） 近百年來洪澤湖有機碳含量變化主要與有機碳礦化作用、葉綠素a濃度、氣溫以及人類活動的影響有關(guān)。其中洪澤湖沉積物TN與TOC表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系，反映了洪澤湖沉積物有機碳沉積主要受到人口數(shù)量增加以及人類活動的影響;總體上有機碳含量與粒度及降水量的相關(guān)性不顯著，說明沉積物的粒度組成與年降水量的變化并不是導(dǎo)致洪澤湖有機碳含量變化的主要影響因素。

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（編輯：黃文晉）

Vertical distribution characteristics of organic carbon in Hongze Lake in recent 100 years and its influencing factors

QIANG Liuyan，ZHANG Fengju，CHEN Shiyue

（School of Geography，Geomatics and Planning，Jiangsu Normal University，Xuzhou 221116，China）

Abstract：

Lake carbon cycle is an important part of the whole ecosystem carbon cycle.The study on Hongze Lakes carbon cycle is of great significance to revealing the regional and even global carbon cycle.In order to reveal the vertical variation characteristics of organic carbon content in Hongze Lake in recent 100 years and its influencing factors，columnar sediment samples from different spots of Hongze Lake were selected for the determination of Total Organic Carbon （TOC） and Total Nitrogen （TN），and the carbon nitrogen ratio was used to distinguish the source of organic carbon in sediments.The results showed that the content of organic carbon in sediments of Hongze Lake decreased with the increase of depth in recent 100 years.The average organic carbon content in the columnar sediments in the lake area ranged from 0.69% to 0.91%，and the average organic matter content in the entrance area of Xuhonghe River in the northwest was the highest.The source of organic carbon was mainly the endogenous organic matter，while the contribution of exogenous organic matter was relatively small.The main factors affecting the organic carbon content were the degree of organic carbon mineralization，chlorophyll a concentration，temperature and human activities （such as population）.

Key words：

organic carbon;vertical distribution;sediment;carbon nitrogen ratio;Hongze Lake