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湖泊碳循环是生态系统碳循环的重要组成部分,其中湖泊沉积物是重要的有机碳库,在全球碳循环中扮演重要角色。本文通过对杭州西湖表层沉积物有机碳的研究,分析不同湖区的沉积物有机碳的组分特征和差异性,并剖析来源,同时辅以微生物酶活和种群结构的分析,为西湖沉积物有机碳循环研究提供理论基础。主要研究结果如下: 1、西湖表层沉积物TOC质量分数平均值为5.92%,易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(WSOC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)含量相比一般湖泊较高,平均值分别为26.89 g/kg、0.39 g/kg、9.88 g/kg、53.39 g/kg,西湖沉积物腐殖化程度较高。 2、西湖ROC、WSOC、LFOC、HFOC季节变化整体趋势为冬、春季高于夏、秋季,同一湖区不同组分变化趋势与沉积物TOC变化趋势一致。西进区域沉积物中TOC和各组分有机碳含量均显著性低于大湖对照区。西进区域内沉水植物恢复区沉积物TOC和各组分有机碳的含量均高于匮乏区,但是差异不显著。 3、西湖沉积物中各组分有机碳与TOC之间均呈现显著的正相关关系,不同组分有机碳两两之间也呈现显著正相关关系,TOC和各组分有机碳均与TN有显著性的正相关性。 4、西湖西进区域表层沉积物的TOC/TN数值范围为7-15,该区域沉积物中有机碳来源既有湖泊自生有机碳,又包括陆源有机碳。大湖湖区大部分TOC/TN数值大于20,说明大湖湖区沉积物中有机碳来源主要是陆源有机碳。 5、西湖表层沉积物中β-葡萄糖苷酶、脲酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性相对较高,平均值分别为2.65 mg·g-1·h-1、0.5 mg·g-1·d-1、0.56 mg·g-1·d-1、0.20mg·g-1·min-1。参与碳素生物循环的β-葡糖苷酶活性与WSOC、HFOC呈现显著正相关;反映沉积物中腐殖质和有机质含量的过氧化氢酶酶活性与ROC、TOC、HFOC、WSOC成显著正相关性。采用扩增片段长度多态性(AFLP)分析沉积物微生物群落,遗传多样性和香农威纳指数结果显示夏季微生物多样性显著高于冬季,西湖西进区域微生物多样性低于大湖湖区微生物多样性,而恢复区与匮乏区微生物多样性之间的差异较小。