人類活動影響下的云南陽宗海近百年有機碳與黑炭湖泊沉積記錄?

劉一蘭，張恩樓，劉恩峰，王 榮，袁和忠，孔德平，周起超，

（1：南京大學環境學院，南京210023）（2：中國科學院南京地理與湖泊研究所湖泊與環境國家重點實驗室，南京210008）（3：南京信息工程大學，南京210044）（4：云南省環境科學研究院高原湖泊流域污染過程與管理云南省重點實驗室，昆明650034）

人類活動影響下的云南陽宗海近百年有機碳與黑炭湖泊沉積記錄?

劉一蘭1，2，張恩樓2??，劉恩峰2，王 榮2，袁和忠3，孔德平4，周起超2，4

（1：南京大學環境學院，南京210023）
（2：中國科學院南京地理與湖泊研究所湖泊與環境國家重點實驗室，南京210008）
（3：南京信息工程大學，南京210044）
（4：云南省環境科學研究院高原湖泊流域污染過程與管理云南省重點實驗室，昆明650034）

利用我國云南省昆明市陽宗海湖心40 cm沉積巖芯，分析總氮（TN）、有機碳（TOC）、黑炭（BC）含量和黑炭同位素（δ13CBC）等多環境指標，采用137Cs和210Pb定年方法建立沉積巖芯年代序列，探討陽宗海近百年來TOC以及BC沉積變化特征及其對區域人類活動的響應.結果表明：（1）陽宗海沉積巖芯中TN、TOC和BC含量分別為0.76～5.07、4.95～42.65和0.69～11.16mg／g；δ13CBC值為-31.03‰～-25.45‰，均值為-27.18‰；（2）TN、TOC含量自下而上同步增長，TOC／TN摩爾比值在1994年左右增長到最大值后逐漸減小，反映了流域內人為活動導致的外源性TOC增加，陽宗海水體逐漸富營養化；（3）陽宗海沉積巖芯中BC含量及其同位素的時間序列變化，反映了當地能源結構的變化，工業源和居民消費源成為陽宗海BC的主要來源，BC與人口數量和能耗間呈顯著相關.

有機碳；黑炭；黑炭同位素；人類活動；陽宗海

近年來湖泊沉積中的碳埋藏，尤其是總有機碳（TOC）的埋藏，在全球和區域碳循環中的作用引起了極大的關注［1-4］.研究表明，盡管湖泊面積占全球陸地總面積不到2%，遠小于海洋面積，但其沉積物中每年碳埋藏量約為海洋沉積物中埋藏量的50%，全新世以來全球所有湖泊沉積物中存儲約8.2×1017g碳，是不容忽視的碳匯［5-9］.然而湖泊沉積物中TOC埋藏受到湖泊初級生產力、無機礦物稀釋作用、沉積過程中礦化分解以及后保存狀況的影響［10-11］，不同環境下湖泊的TOC埋藏能力存在較大的差異.在北歐，自然條件下湖泊的生產力較低，TOC埋藏速率相對較低［12］.而在人類活動強烈的農業耕作區，湖泊的TOC埋藏速率遠大于那些非人類活動區域［13-14］.Dean等［8］的研究也揭示了人類活動對湖泊碳埋藏有著重要影響.在我國，中東部湖區、蒙新湖區、青藏高原湖區以及云貴高原湖區TOC埋藏速率有較大的差異，總體上東部湖區的TOC埋藏速率相對較高［15］.通過對我國長江中下游湖泊調查發現，工農業生產過程中，營養鹽輸入導致湖泊生產力提高，湖泊快速富營養化，同時由于土地利用的改變，流域侵蝕加強導致陸源有機質入湖量增大，造成這些湖泊TOC埋藏速率的增加，而人類活動加劇成為湖泊碳埋藏變化的重要驅動因素［16-18］.

黑炭（BC）是全球惰性TOC庫的重要組成部分，主要來源于化石燃料和生物質燃料等含碳質的不完全燃燒［19］，在經歷了一系列風力、雨水和地表徑流搬運與沉降等作用后，最終在河流、湖泊、海洋等環境中沉積下來［20］.BC與氣候變化、碳循環、環境健康等具有緊密的聯系［21］，BC排放源、時空分布以及環境氣候效應已成為當今關注焦點之一［22］.相對于天然火災等自然來源，人為排放的BC更具有持續性和廣泛性，尤其是工業革命以來，人類相關的燃料燃燒造成的BC排放已成為大氣中BC的主要來源［23］.全球每年BC產生量約為0.5×105～2.7×105kg［24］，其中化石燃料燃燒產生的BC約為1.2×104～2.4×104kg，幾乎全部排入到大氣中，有98%的BC是通過降雨的形式離開大氣中，有80%～90%進入到土壤和水體沉積物［25］，全球降雨中BC的平均含量為22 ng／g［26］.近年來利用沉積中BC記錄來恢復重建化石燃料的使用歷史以及人為活動影響強度的研究工作已相繼開展［27-30］，Muri等［31］通過對阿爾卑斯山上湖泊研究發現BC濃度的增加始于1950s，與當時工業發展以及化石燃料使用密切相關，對比發現人類干擾較大的湖泊沉積物中的BC／TOC值相對升高；Bao等［32］對我國沿海濕地沉積巖芯研究發現BC峰值顯著對應著經濟發展過程中能源消耗和碳排放高峰期；Han等［33］對巢湖沉積巖芯研究顯示，BC含量變化均與當地機動車尾氣的排放歷史一致.經濟高速發展與粗獷型的發展模式使我國成為BC排放大國，BC排放量約占世界的20%［19］，其中工業源和居民生活消費源是最主要的貢獻者，分別占比43.3%和39.6%，另外機動車尾氣也占一定的比例［34］.不同來源的BC同位素（δ13CBC）存在著一定差異，生物質燃燒的煙塵中C3類植物的碳同位素值分布范圍為-35‰～-20‰，平均值為-26‰，C4類植物碳同位素值分布范圍為-16‰～-10‰，平均值為-13‰［35］；化石燃料燃燒形成的δ13CBC平均值為-25.2‰［36］；民用燃煤和機動車尾氣排放源煙塵中δ13CBC相近，其中民用煙煤煙塵δ13CBC為-23.46‰±0.37‰，機動車尾氣δ13CBC為-25.17‰±0.40‰［37］，因而可以利用同位素值來區分BC的來源.

陽宗海（24°51′～24°58′N，102°58′～103°01′E）地處云南省昆明市境內，屬于高原斷陷淡水湖泊.從20世紀中葉開始，隨著人類活動的日益加劇，其生態環境發生了明顯變化，如1997年大面積“水華”，2008年砷污染事件等，主要是由農業施肥、燃煤發電、化工企業、交通旅游等造成大量污染物通過地表徑流和大氣輸送進入陽宗海導致的.目前對該湖研究側重于采用磁學等方法研究重金屬污染等問題，國內利用BC沉積記錄來研究人類活動對高原湖泊的影響研究相對較少［38-41］.本文通過陽宗海沉積巖芯BC含量的分析，結合TOC含量、TOC／TN和δ13CBC，研究了近百年來BC變化規律，探討了陽宗海區域近百年人類活動對湖泊碳埋藏的影響，研究結果可為區域環境保護及可持續發展提供科學依據.

圖1 陽宗海與沉積巖芯采樣位置Fig.1 Location of Lake Yangzong and the sampling site of the sediment core

1 材料與方法

1.1 研究區概況

陽宗海位于澄江、呈貢、宜良三縣之間，距昆明市36 km（圖1），屬珠江流域南盤江水系，系南北向與東西向構造控制的中低山丘陵和盆地，地勢總體北高南低，湖面海拔1770m，南北長約12 km，東西寬約3 km，湖泊面積31 km2，平均水深22 m.入湖水系主要是陽宗河和七星河，1960年因建陽宗?；鹆Πl電廠，將擺衣河改道歸入陽宗海，出水河道僅有湯池河，屬封閉性淡水湖泊，湖水pH值在8.5左右［42］.陽宗海地區屬北亞高原季風氣候，年平均氣溫14.5℃，多年平均降水量963.5 mm. 2010年陽宗海流域人口6.46萬左右，其中農業人口占92.3%，流域人口密度為254人／km2［43］.1960s初陽宗海發電廠投入使用，1990年左右隨著昆明市加強對陽宗海的開發利用，越來越多的工廠和建筑出現在陽宗海周邊，陽宗海旅游度假區于1992年建立，2015年創建為國家級旅游度假區，未來將建設成為以旅游業為主導的國際生態旅游度假區.流域經濟以工業、農業和旅游業為主，其中工業以冶金、火力發電為主，占GDP的35%左右，農業以糧食和烤煙等經濟作物種植為主，占GDP的30%左右［42］.隨著經濟的快速發展和面源與工業點源等入湖污染物的增加，陽宗海的水質也在不斷下降［44-45］.由于營養鹽污染輸入量的增加，水體水質逐漸富營養化，水生浮游藻類數量明顯增加，水體透明度明顯下降；2008年的砷污染事件更是使陽宗海徹底喪失了水產養殖功能和作為宜良縣備用水源地功能［46］.

1.2 樣品采集與實驗室分析

2014年10月利用UWITEC重力采樣器于陽宗海中心處（24°53′50″N，102°59′49″E）采集一根長40 cm的沉積巖芯，按1 cm間距分樣裝入密封袋中，于4℃環境下冷藏直至樣品檢測分析.

沉積巖芯中210Pbtot、226Ra和137Cs的活度采用美國EG＆G Ortec公司生產的高純鍺井形探測器（HPGe GWL-120-15）測定，依據Appleby等［47］的計算方法獲得210Pbex活度.137Cs和226Ra的標準樣品由中國原子能科學研究院提供，210Pb標準樣品由英國利物浦大學做比對標準，計數誤差小于10%.

沉積物樣品冷凍干燥后，取適量樣品研磨至200目，稱取5～15 mg，用于檢測總氮（TN）、總碳（TC）含量；取1 g左右的樣品，加足量的3mol／LHCl充分反應去除碳酸鹽，用純水洗至中性，離心后60℃烘干稱重、研磨，用于檢測TOC含量.采用元素分析儀（意大利EuroVector公司，EA3000型）在1020℃氧化條件下測定TC、TN、TOC含量，每15～20個樣品插入質控標樣，標準樣品是由地質礦產部地球物理地球化學勘查研究所提供的土壤及水系沉積物，氮和碳的檢測不確定度分別為8.3%和11%（K＝3）.

BC含量和同位素采用Lim等提出的前處理與提取方法［48］，依次加入15 ml 3 mol／L HCl、15 ml 10 mol／L HF／1mol／L HCl、5ml 10mol／L HCl對沉積物進行酸處理，各反應24 h后用純水洗至中性，60℃烘干，稱重；稱取0.2 g左右酸處理后的樣品加入10ml 0.2mol／L K2Cr2O7／2mol／L H2SO4氧化反應60 h后用純水洗至中性，烘干，稱重，用元素分析儀檢測碳含量，計算出BC含量；同時利用穩定同位素質譜儀（美國Finnigan MAT公司Delta plus）檢測δ13CBC.

2 結果與討論

2.1 沉積巖芯年代序列

沉積巖芯在13.5 cm處137Cs存在明顯的峰值，對應于1963年全球核爆試驗大氣沉降蓄積峰［49］（圖2）.210Pbex活度隨深度增加呈指數降低（R2＝0.81），由于人類活動的增強以及流域二次輸入的210Pb并不恒定，用恒定沉積通量CIC模式和恒定放射性通量模式CRS模式計算得到的陽宗海沉積巖芯210Pb年代均偏離137Cs時標（1963年）［50］，因此采用復合模式得到沉積巖芯年代如圖2所示，計算出陽宗海的平均沉積速率為0.33 cm／a.

圖2 陽宗海沉積巖芯137Cs、210Pbex活度及年代-深度Fig.2 Activities of137Cs and210Pbex，and age-depth curves for the Lake Yangzong sediment

2.2 陽宗海有機碳埋藏與湖泊營養演化過程

陽宗海沉積巖芯中TN、TOC含量分別為0.76～5.07、4.95～42.65 mg／g，均值分別為1.36、12.74 mg／g. TN、TOC由下而上呈同步增長趨勢（圖3），這與Chen等的研究結果一致［10］.TOC與TN含量間存在較強的線性關系（R2＝0.91，P＜0.01），表明氮主要是以有機氮形式存在，無機氮可以忽略［51-52］.TOC／TN摩爾比在7.50～16.58范圍內，呈先增大后減小的趨勢，1994年左右TOC／TN摩爾比達到最大值（16.58）.研究表明，湖泊沉積物中TOC／TN摩爾比變化可較好地反映有機質的來源，低等水生植物（如藻類）蛋白質含量較高，而使得有機氮含量較高，具有較低的C／N摩爾比，一般小于7；陸生植物大多以木質素和纖維素為主要成分，氮含量通常較低，具有較高的C／N摩爾比，一般大于20［53］.沉積物中有機質的TOC／TN摩爾比大于8，常常被認為會受到陸源輸入影響，沉積物中陸源有機質所占的比例越高，TOC／TN摩爾比就越大［54-55］.

根據陽宗海TOC、TN含量以及TOC／TN比值在剖面中的分布情況，發現營養鹽沉積經歷了3個變化階段：（1）1949年（20.5 cm以下）之前，TN含量、TOC含量以及TOC／TN摩爾比相對穩定，均值分別為0.80 mg／g、5.50mg／g和8.04.表明這一階段有機質來源相對穩定，以內源為主，流域人類活動對陽宗海營養鹽沉積的影響較弱.陽宗海湖泊初級生產力比較低，屬于貧營養型湖泊［56］.（2）1949-1994年（20.5～7.5 cm），沉積物TN、TOC含量、TOC／TN摩爾比逐漸增加，其中TOC／TN摩爾比從9.01增加到16.58，說明陽宗海有機質的來源發生了明顯的變化，陸源有機質持續增加，這可能與湖區人口和經濟發展等人為因素有關.陽宗海流域分屬呈貢縣七甸鄉、澄江縣陽宗鎮、宜良縣湯池鎮和草甸鄉，流域內主要工廠以及已開發的旅游度假區均在宜良縣境內.由于缺乏歷年來陽宗海流域的相關數據，而宜良縣與昆明市的二者的人口和GDP均存在較強相關性（圖4A、B），因此以昆明市人口（1949-2014年）來表征陽宗海流域人口發展情況.通過相關性分析發現，1949-2014年間陽宗海TOC含量與昆明市人口之間存在顯著相關性（圖4C），這印證了前人的發現［57］.1950s人口規?？焖倥蛎?，陽宗海地區工農業發展迅速.砍伐森林、開墾荒地使得湖區的森林植被破壞嚴重，森林覆蓋率從1950s的50%左右降到了1990s的29%左右［58］.陽宗海流域土壤侵蝕面積達65%，水土流失量每年達2.36×104kg.而陽宗海湖區土壤主要為紅壤，嵌有黃棕壤，類型單一，有機質含量高［46］.外源輸入的增加導致陽宗海TOC含量逐年上升，尤其是1980s初起這一趨勢更加明顯.同時農業上化肥的大量使用使得N、P等營養鹽進入湖內，面源污染及水土流失的N、P分別占入湖污染總量的83%和93%［44］.外源性營養鹽的持續輸入導致陽宗海水體營養程度增加，湖泊生產力升高.另外，水產養殖、畜牧業、旅游業等也加劇了陽宗海水體富營養化［45］.總之，流域人類活動增強導致這一時期陽宗海沉積物中有機質來源發生改變，外源有機質增加；外源有機質的輸入及湖泊生產力的升高使得沉積物中TOC與TN含量增加.（3）1994年（7.5 cm至表層）以后，沉積物TOC、TN含量快速增加，但TOC／TN比值逐漸降低，這表明湖區有機質來源再次發生了明顯的變化，內源有機質所占比重快速增長.隨著入湖的N、P營養鹽增加，湖泊生產力迅速提升，水生浮游藻類數量明顯增加，導致陽宗海沉積物中TOC與TN含量快速增加.陽宗海1997-1998年出現“水華”現象，之后當地政府采取了諸如取締大規模水產養殖等政策措施，取得一些效果，但由于陽宗海換水周期長達9～10年，在營養物質持續增加的驅動下湖泊營養程度仍不斷升高，沉積物中有機質含量持續升高.陽宗海浮游動物種群變化以及沉積物中碳氮比值等指標指示了水體經歷了由貧營養化向富營養化演變過程［10］，這對沉積物中有機碳來源與埋藏具有顯著的影響.另外，經濟發展過程中，流域人類活動增強，煤與生物質燃燒產生的BC對陽宗海TOC埋藏貢獻率增大，相關性分析表明，陽宗海沉積物中TOC與昆明市能耗間存在顯著正相關性（圖4D），能耗需求量的快速增長使得BC成為陽宗海沉積物中TOC來源的重要組成部分.

圖3 陽宗海沉積巖芯TN、TOC、BC、TOC／TN、BC／TOC和δ13CBCFig.3 The contents of TN，TOC，BC，TOC／TN，BC／TOC ratios and theδ13CBCin the core of Lake Yangzong

2.3 陽宗海BC來源分析

陽宗海巖芯中BC含量為0.69～11.16mg／g，1950年之前含量較低且變化較?。▓D3），均值為0.79 mg／g，δ13CBC值相對穩定；1950s-1970s末，δ13CBC逐漸偏正，由-26.88‰增加到-25.45‰，同時BC含量緩慢增長；之后在1980-2007年間BC含量快速增長，2007年達到最高值11.16 mg／g，高于我國太湖、納木錯、岱海等湖泊［32］，此后BC含量逐步下降；同時δ13CBC逐漸偏負，降到表層沉積物中的-31.03‰.BC在大氣中的滯留時間短，對區域能源結構變化等人類活動響應敏感［26］.1950s發達國家的BC排放量開始下降，而我國的BC排放量卻在增加［59］，陽宗海沉積記錄的BC含量變化與我國其他地區研究結果一致［21，32，59］.1950年之前宜良縣工業不發達，從事第一產業的人口比例達到90%以上①《宜良縣志》.，BC的來源主要是當地居民日常生活燃料、森林火災以及農作物的田間燃燒，陽宗海沉積記錄顯示這一時期大氣BC沉降與流域輸入相對穩定. 1950年之后陽宗海BC含量及其同位素開始變化，說明BC的來源發生了明顯的改變.忽略掉由于火災等導致的BC來源，我們統計了用來評估人為BC來源的大量指標，包括1949-2014年昆明市的人口數據、生產總值（GDP）、耕地面積、能耗等數據②③1998-2015昆明市年統計年鑒.湖泊沉積中BC含量及其同位素的變化很好地記錄和反映了區域能源結構變化情況.

圖4 宜良縣與昆明市人口（A）和GDP（B）間的相關性；陽宗海TOC含量與昆明市人口（C）及能耗（D）間的相關性Fig.4 Correlations among population（A）and GDP（B）between Kunming and Yiliang；correlations between TOC contents in Lake Yangzong and population development（C），total energy（D）of Kunming

（1）1950年之后陽宗海BC含量逐漸增長，這很可能與昆明市人口增長有關，居民生活是不容忽視的BC源，陽宗海流域內廣大農村居民生活中主要使用煤爐、灶等取暖和烹飪，BC隨著原煤、蜂窩煤、秸稈、薪柴等燃燒后未經處理直接排放，人口數量的增加直接導致個人生活碳排放的增長.曹國良等人曾通過匯總基礎數據，計算出2000年云南省來源于居民生活BC氣溶膠占總排放量的68.0%［60］，居民人口數量是影響BC排放的重要因素，分析發現，1949-2014年間陽宗海沉積物BC含量與人口數量間存在顯著相關性（圖5A）.（2）1950s-1980s，BC含量逐漸增加的同時δ13CBC相對偏正.分析其原因，一方面是由于人口的大量遷入，圍墾過程大量C4類地表植被的燃燒，另外一個重要的因素是1960年陽宗海燃煤發電廠的建成使用.由于技術因素，發電機組能耗高，而昆明市缺乏石油、天然氣等能源資源，在能源結構中煤炭所占比重較大.電廠早期是以草／煙煤作燃料，這類煤料發電時不完全燃燒產生大量的BC隨著地表徑流以及大氣沉降進入陽宗海，不僅導致沉積中BC含量的增加，同時δ13CBC進一步偏正，煙煤型大氣污染直接導致陽宗海湖泊水環境和沉積環境惡化［61］.Zhang等［62］通過對陽宗海沉積巖芯中的碳球粒（化石燃料（主要是煤炭）高溫燃燒產物）分析也發現在1960年后陽宗海SCP出現明顯的峰值，研究認為陽宗?；鹆Πl電的建成使用是其主要原因，這與本研究中δ13CBC變化一致.（3）隨著經濟發展的加快，能耗需求量也逐漸增長，尤其是1980年至21世紀初，昆明市的GDP翻了60多倍，能耗也增長了7倍多，而這一時期內BC含量呈線性增長（R2＝0.91）.分析發現，陽宗海沉積物中BC與區域能源消耗、GDP之間均存在顯著正相關性（圖5B、5C）.近20年昆明市能源消費和碳排放量的變化特征基本相似，總體呈現不斷增長的變化趨勢；尤其最近十年能源消費和碳排放量的年均增長率分別達10.6%和10.3%［63］.昆明市的人均碳排放量高于全國平均水平，隨著人口快速增長以及工業化進程加快導致的能耗劇增引起的居民消費源和工業源成為陽宗海BC主要來源，大量化石燃料的使用導致δ13CBC逐漸偏負，另外由于區域森林遭到過度砍伐，大量C3類植物燃燒也促使δ13CBC逐漸偏負.（4）由于城鎮建設和土地的開發利用，昆明市的耕種面積逐年減少，分析發現陽宗海BC與耕地面積間存在顯著負相關（圖5D），但這不能改變BC排放增長趨勢.隨著BC含量增速加快，δ13CBC逐漸偏負，這表明生物質燃燒產生的BC只是BC總排放總量中的一部分.隨著耕地面積的減少，取而代之的是工廠、集鎮、交通以及旅游度假用地，工業以及城鎮居民生活使用的化石燃料產生的BC成為其重要補充.盛濤通過對昆明市大氣中PM 10和PM 2.5比值特征分析也發現生物質燃燒、燃煤、機動車尾氣、化工以及建筑揚塵等是造成大氣污染的主要源頭，高速發展的經濟對當地生態環境造成巨大的壓力［64］.

圖5 陽宗海BC含量與昆明市人口（A）、能耗（B）、GDP（C）、耕地面積（D）間的相關性Fig.5 Correlations between BC contents in Lake Yangzong and population development（A），total energy（B），GDP（C），total sown area（D）of Kunming

2.4 BC／TOC比值

湖泊沉積中的BC／TOC比值有助于我們判斷人為因素造成的環境污染［65］.相對于人為干擾少的遙遠山區，受人為干擾較大的山區湖底沉積物的BC／TOC比值會有所升高［31］.BC／TOC比值是判斷大氣氣溶膠中BC來源判斷的重要來源，BC／TOC比值在0.1左右為生物質燃燒，比值在0.5左右為化石燃料燃燒［66］.不同的人類活動強度在城市土壤BC／TOC比值中也有類似的發現［67］.陽宗海沉積巖芯中1950年之前BC／TOC比值在0.1左右，BC主要來源于生物質燃燒，這與前文分析結果一致；到了2007年這一比值升至0.35（圖3），說明化石燃料的使用對陽宗海地區大氣與湖泊BC貢獻率增加.隨著工農業、采礦業以及旅游業的發展，人為活動對陽宗海流域環境干擾加劇，這與前人通過對陽宗海的N、P、重金屬方面的研究得出的結論一致［10，41，62，68］.這一比值在2007年左右達到了最大值之后開始減小，這可能是由于昆明市加強了對陽宗海的環境治理有關.隨著環保意識的增強，昆明市加強了對陽宗海的環境治理，退耕還林、禁止秸稈焚燒、不斷優化能源消費結構，提高非化石能源在能源消費中的比重，提高能源利用效率，降低能耗強度.最近5年陽宗海地區萬元GDP能耗下降了9%，沉積巖芯中表層BC含量明顯下降.

3 結論

1）陽宗海沉積巖芯中TOC含量、TOC／TN摩爾比的變化趨勢很好地反映了陽宗海環境演變過程，1950年之前有機質來源相對穩定，以內源為主.1950年之后隨著人類活動加劇，大量陸源物質持續輸入，內源有機質含量不斷增加，陽宗海水體經歷了由貧營養化向富營養化演變過程.

2）湖泊沉積中BC含量及δ13CBC的變化很好地記錄和反映區域內能源結構變化情況.隨著人口增長以及經濟的發展，生物質燃燒和化石燃料成為陽宗海BC的主要來源，以煤炭為主的能源消費結構導致BC排放快速增長.通過調整燃料結構，降低煤炭等化石燃料的使用占比，在一定程度上可以控制因人類活動排放對環境造成的污染.

3）BC是陽宗海TOC埋藏的一個重要來源；湖泊沉積巖芯中BC／TOC比值反映了人類活動中化石燃料使用情況，可作為判斷BC來源的一個重要參考依據.

致謝：羅文磊、林琪、寧棟梁等協助完成野外采樣，夏威嵐高級工程師負責完成沉積巖芯年代測定，在此深表感謝.

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TOC and Black Carbon records in sediment of Lake Yangzong，Yunnan Province under the influence of human activities during the past century

LIU Yilan1，2，ZHANG Enlou2??，LIU Enfeng2，WANG Rong2，YUAN Hezhong3，KONG Deping4＆ZHOU Qichao2，4
（1：School of the Environment，Nanjing University，Nanjing 210023，P.R.China）
（2：State Key Laboratory of Lake Science and Environment，Nanjing Institute ofGeography and Limnology，Chinese Academy ofSciences，Nanjing 210008，P.R.China）
（3：Nanjing University of Information Science＆Technology，Nanjing 210044，P.R.China）
（4：Yunnan Key Laboratory ofPollution Processand Management ofPlateau Lake-watershed，Yunnan Institute ofEnvironmental Science，Kunming 650034，P.R.China）

Multi-proxy，including total nitrogen（TN），total organic carbon（TOC），black carbon（BC）and its stable carbon isotope（δ13CBC），were analyzed in the 40 cm sediment core from Lake Yangzong in Kunming city，Yunnan province.The sediment core was dated using137Cs and210Pb，and then we discussed the deposition processesof TOC and BC responding to human activities during the past100 years in Lake Yangzong Basin.The results showed that：（1）the contents of TN，TOC and BC in the core of Lake Yangzong ranged from 0.76 to 5.07 mg／g，4.95 to 42.65 mg／g，0.69 to 11.16 mg／g，respectively，and theδ13CBCvalues ranged from-31.03‰to-25.45‰with amean of-27.18‰；（2）the TN and TOC contentswere both increased from the bottom to the top of the sediment core，and themolar ratio of TOC／TN reached amaximum in 1994 A.D.then gradually decreased，which indicated that the exogenous pollutants produced by human activities in the basin were continuously discharged into the Lake Yangzong，and led to an eutrophication of the lake；（3）the changes of BC andδ13CBCseries in the sediment core in Lake Yangzong reflected the changes of local energy structure.With the rapid development of population growth and industrialization，carbon emis-sions were accelerated by the presentenergy consumption structurewhich were primarily depended on coal，and industrialand residents＇consumption became themain sources of BC in Lake Yangzong.In addition，significant correlationswere found between the BC and the population.

Total organic carbon；black carbon；δ13CBC；human activities；Lake Yangzong

DOI 10.18307／2017.0426

?2017 by Journal of Lake Sciences

?科技部基礎性工作專項（2014FY110400）、國家自然科學基金項目（41272380，41572337，41271214）和云南省科技計劃項目（2015RA084）聯合資助.2016-08-18收稿；2016-10-10收修改稿.劉一蘭（1981～），女，學士，工程師；E-mail：ylliu＠niglas.ac.cn.

??通信作者；E-mail：elzhang＠niglas.ac.cn.