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在研究湖泊富营养化这一全球问题时，墨西哥国立自治大学研究人员对蒙特贝洛湖开展古湖沼学研究。结果发现该湖近百年历经三个不同营养状态阶段，受人类活动影响显著。此研究为理解湖泊生态变化提供依据。
在全球范围内，湖泊富营养化已成为严重威胁内陆水质的难题。热带地区由于人口增长迅速、气候条件变化，特别是气温升高，使得这一问题更为严峻。大量的森林砍伐、农业废水排放以及城市污水流入湖泊，带来了高浓度的氮（N）、磷（P）等营养物质，不仅促进了藻类的过度繁殖，还引发了湖水浊度增加、溶解氧减少等一系列问题，进而改变了湖泊的食物网结构，导致生物多样性丧失和生态系统功能受损。更为严重的是，富营养化还可能引发有毒藻类水华（如蓝藻），造成饮用水污染和鱼类死亡，给人类的生产生活带来巨大的经济损失。
然而，追踪湖泊生态系统中生物多样性损失、功能多样性变化以及食物网结构改变并非易事，这些变化往往需要数年时间才会显现。而且，气候变暖还会加剧富营养化对湖泊的影响，降低生态系统的恢复力。在新热带地区，由于缺乏长期的湖泊监测项目，人们对湖泊生态系统的历史变化知之甚少，这使得制定有效的湖泊管理策略变得极为困难。
为了解决这些问题，墨西哥国立自治大学的研究人员针对墨西哥南部的蒙特贝洛湖（Lake Montebello）展开了一项古湖沼学（paleolimnological）研究。蒙特贝洛湖地区拥有 139 个湖泊，营养状态从超贫营养到富营养化不等，是研究新热带岩溶地区湖泊富营养化过程的天然实验室。研究人员选择了其中的蒙特贝洛湖，这个清澈、低离子浓度、超贫营养的湖泊被视为受人类影响较小的参考站点。研究人员提出假设，认为这个 “原始” 湖泊的生物组合会随时间保持稳定，代表着持续的超贫营养状态。他们试图回答两个关键问题：一是蒙特贝洛湖的清水状态是否一直未变？二是这个清水系统中是否存在人类影响的早期预警指标？该研究成果发表在《CATENA》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法：通过重力采样器获取了蒙特贝洛湖 80cm 长的沉积物岩芯（MontGII - 19），利用210Pb 测年法确定其年代；运用能量色散 X 射线荧光光谱法（ED - XRF）分析沉积物的元素组成；使用元素分析仪测定碳、氮含量；借助高效液相色谱系统测量光合色素；对硅藻、有壳变形虫和枝角类进行分类计数分析；还参考了当地气象站的环境温度数据。
研究结果如下：
- 湖泊的基本特征：2019 年 11 月的监测显示，蒙特贝洛湖的水层呈分层结构，有明显的金属层和缺氧的下层滞水层。Secchi 盘深度为 6m，真光层深度为 16m，水柱中叶绿素 a（Chla）浓度平均为 1.2±0.9μg L-1 ，处于超贫营养和贫营养之间。
- 沉积物岩芯分析结果：根据210Pb 测年，沉积物岩芯记录了近 90 年的历史。通过 CONISS 分析，硅藻记录可分为三个区域，分别对应不同的时期。
- 时期 A（1932±15 - 1959±14）：该时期沉积物中 β - 胡萝卜素和其他藻类色素浓度低，硅藻数量极少，TOC:TN 比值高，表明当时湖泊处于超贫营养状态，且自源（藻类）有机物贡献较少。同时，Ti、Si 和 P 浓度增加，显示流域侵蚀和养分负荷上升。
- 时期 B（1959±14 - 2010±3）：沉积物中硅藻浓度和多种色素增加，表明湖泊初级生产力提高，可能从超贫营养向贫营养转变。硅藻群落以大型物种为主，同时有证据表明存在多样化的底栖植被覆盖。期间，有壳变形虫C. aculeata的菌株发生转变，进一步证明湖泊营养状态上升。1997 - 1998 年的 “厄尔尼诺” 事件引发火灾，导致侵蚀加剧，湖泊初级生产力达到高峰，水质恶化。2007 - 2010 年，土地利用变化使湖泊浊度增加，底栖植被覆盖减少。
- 时期 C（2010±3 - 2019）：景观趋于稳定，Ti、P、Si 和 β - 胡萝卜素减少，湖泊初级生产者数量降低，营养物质化学计量比发生变化，P 限制增加。硅藻群落从附生为主转变为浮游为主，且以小型物种为主，这可能与营养限制和全球变暖有关。同时，有壳变形虫、海绵骨针和枝角类数量减少，物种发生更替。
研究结论和讨论：研究结果表明，蒙特贝洛湖在过去约 90 年经历了三个不同的环境条件阶段，推翻了该湖生态稳定的假设。其当前状态是近期形成的，不能被视为 “原始” 状态。自 20 世纪 50 - 60 年代以来，流域侵蚀和养分负荷的变化深刻改变了蒙特贝洛湖及周边湖泊的生态系统。经济和人口增长导致的土地利用变化，先影响了受河流流入影响的高原湖泊，后波及到像蒙特贝洛湖这样的孤立山间湖泊。1960 年后，蒙特贝洛湖营养状态上升，1997 - 1998 年 “厄尔尼诺” 事件后水质迅速恶化，2007 - 2010 年达到临界状态，2010 年后湖泊恢复到贫营养状态。硅藻群落的变化与营养限制和气候变暖有关，全球变暖可能降低了生态系统的恢复力，促进了物种更替。
该研究通过对蒙特贝洛湖的古湖沼学研究，揭示了近百年来湖泊生态系统受人类活动影响的历史，为理解新热带岩溶地区湖泊生态变化提供了重要依据，也为湖泊的生态保护和管理提供了科学参考，有助于制定针对性的策略来应对湖泊富营养化和生态系统退化问题。
