湖泊沉积物是地表水系统中人为排放污染物的“汇”，记录了流域尺度人类活动和自然因素共同作用下的环境变化过程，尤其是城市地区的小型湖泊。这些小型湖泊往往具有相对简单的环境背景，可以很好的反映历史时期上流域内的人为和自然环境信息。微量元素和稀土元素由于其特有的地球化学行为，常用于示踪沉积物所记录的人为污染和自然作用过程。然而，小型城市湖泊沉积物中微量元素和稀土元素对人为活动的响应过程及其影响因素仍不甚清晰，不利于湖泊沉积物环境信息的反演和广泛应用。

针对上述问题，贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室吴起鑫教授指导课题组硕士研究生王宏念、王赛男等，对我国西南喀斯特地区代表性城市湖泊阿哈湖开展了系统的沉积物主微量元素、稀土元素地球化学研究，揭示了小型城市湖泊沉积物的人为活动响应记录及其环境效应。取得的主要认识包括：（1）矿山活动影响的支流附近，沉积物柱的微量元素不仅清晰地记录了特定历史时间段内采矿活动的影响，表现出Cu、Zn、Ni、Co等元素的浓度峰值现象，还对湖泊的扩容过程也有一定响应；（2）城市支流附近的表层沉积物中，Pb、Zn、Cu等微量元素地球化学行为反应了人为活动输入的累积现象，进而基于受体模型量化了不同潜在来源的相对贡献；（3）识别了三种表层沉积物的稀土元素UCC归一化分布模式，不同位点的分别反映了医疗活动中使用并排放的Gd基造影剂等造成的Gd正异常，农业化肥施用带来的稀土元素输入和富集，煤矿酸性矿山废水控制下的轻稀土和重稀土元素分异；（4）基于(La/Yb)_UCC和(La/Sm)_UCC的特征分布，判定了城市活动输入和矿山活动输入的相对影响大小和历史变化过程。

综上，小型城市湖泊沉积物的微量元素和稀土元素敏感的记录了流域内的人为活动影响，在反演区域历史环境演变方面极具潜力，是湖泊生态系统重要的环境指标，可为相关的环境污染控制和管理提供有力的依据。

图1 阿哈湖沉积物微量元素的受体模型定量源解析结果

图2 基于沉积物剖面样品(La/Yb)_UCC和(La/Sm)_UCC的稀土元素人为活动响应识别

上述研究成果在环境科学与生态学领域TOP期刊Ecological Indicators上连续发文2篇，贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室吴起鑫教授为两篇论文的通讯作者，硕士研究生王宏念、王赛男分别为两篇论文的第一作者。上述研究工作得到了国家自然科学基金（41863004）、贵州省科技支撑计划项目（[2021]465）、贵州省科技计划项目（[2021]10，黔科合[2021]4006）、贵州省高层次创新型“百”层次人才项目（黔科合平台人才-GCC[2023]）的资助。

论文信息：

[1] Wang Hongnian, Wu Qixin *, Gao Shilin, Zhang Xingyong, Zeng Jie, 2024. Trace element of small lake sediments sensitively recorded environmental changes in the watershed: implications for mining history and urbanization. Ecological Indicators, 158: 111422.

[2] Wang Sainan, Wang Zhuhong *, Gao Shilin, Zhang Xingyong, Zeng Jie, Wu Qixin *, 2024. Rare earth elements in lake sediments record historic environmental influences from anthropogenic activities. Ecological Indicators, 159: 111680.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.111422.

                  https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2024.111680.