引言
热带湖泊在热结构、混合模式、营养盐循环以及对环境压力的响应方面与温带湖泊存在差异。在深热带湖泊中，相对较小的垂直温差即可维持密度分层，限制垂直交换，并导致深层水体缺氧（Lewis, 1996; Catalan and Donato Rondón, 2016; Cunha et al., 2021; Pu et al., 2025）。这些条件可能影响营养盐循环、生物生产力、氧化还原过程以及沉积物与上覆水体之间的交换（Lewis, 1996; Pinto-Coelho et al., 2005）。然而，分层强度和持续时间在热带湖泊之间存在差异，取决于季节性热循环以及水体循环的频率和完整性（Lewis, 1983; Briddon et al., 2023; Santoso et al., 2026）。因此，单个热带湖泊的混合制度应根据充分解析其季节性循环的观测结果进行评估。
在某一气候条件下开发的营养状态指数应用于另一气候条件下的湖泊时应谨慎。基于透明度、叶绿素a和营养盐浓度的分类可能因所选指数和可用参数而有所不同（Carlson, 1977; Salas and Martino, 1991; Cunha et al., 2013, 2021）。其解释也应考虑湖泊的热结构、水文特征、生态特征及集水区环境（Nilssen, 1984; Lewis, 1996, 2000; Fadum and Hall, 2022; Pu et al., 2025）。水产养殖、农业、居民点和集水区改造可能进一步影响水质量和沉积物输送（Jamwal et al., 2023; Sharip et al., 2025）。
印度尼西亚拥有遍布群岛的500多个湖泊（Giesen, 1994; Lehmusluoto and Machbub, 1997）。其中包括构造湖、火山湖和洪泛区系统（Wadley et al., 2010; Russell et al., 2020; Vuillemin et al., 2023; Rifai and Harintaka, 2025; Rosid et al., 2025）。影响多个主要湖泊的环境压力促使印尼政府根据第60/2021号总统令将15个湖泊指定为国家优先恢复对象。该法规指出水质、集水区状况、侵蚀、沉积、生物多样性及湖泊资源利用等方面存在的问题（JDIH BPK Indonesia, 2021）。这一国家层面的关注也凸显了近期、针对特定湖泊的观测的重要性，特别是在当前测量仍然有限的情况下。
Ranu Grati（亦称Ranu Klindungan）是东爪哇的一个深水玛尔湖，其湖泊学特征和沉积记录已被先行研究。Scharf等（2001）描述了其形态计量学、水深地形、热结构和氧结构、水化学特征、浮游植物、沉积学、磁化率及放射性核素测年。Pirrung等（2004）随后考察了其水文特征、混合特性、沉积物地球化学、沉积过程和环境压力。这些研究记录了浅的表层混合层、深层水体缺氧、可能的地下水贡献、营养特征、陆源输入和浊流沉积。
几个热带湖泊在初始湖泊学调查数十年后被重新考察，使近期观测可以与早期记录进行比较（Crisman et al., 2001; Deirmendjian et al., 2021）。对火山口湖的研究也利用具有年代学标识的沉积岩芯重建了直接观测期以外的汞和其他重金属沉积、营养盐变化以及浮游植物群落演替记录（Zeng et al., 2017; Wu et al., 2022; Jiang et al., 2024; Yan et al., 2026）。重复湖泊学调查和沉积记录提供了不同种类的湖泊状况信息，但其解释必须考虑年代学、采样设计和分析方法方面的差异。
本文在Scharf等（2001）和Pirrung等（2004）的研究约二十年后，评估了Ranu Grati在调查期间观测到的湖泊学状况和沉积物特征。与早期研究相比，本研究增加了垂直稳定同位素剖面、从采样点采集的表层沉积物的矿物学和元素数据、表层沉积物中元素富集指数、沉积岩芯中的磁性和地球化学垂向剖面，以及两次加速器质谱（AMS）放射性碳测量。水化学和稳定同位素数据用于评估观测到的模式是否与湖泊中可能存在的地下水贡献一致，而非用于估算地下水流速或识别水力路径（Esquivel-Hernández et al., 2024）。通过将沉积物污染和富集指数与矿物学、磁性、空间和多变量证据相结合，我们评估了元素富集与沉积物来源及其他沉积过程之间的关系。两次AMS测量为采样岩芯提供了离散的年代信息，但未用于构建连续的年龄-深度模型。由于采样设计和分析方法与早期研究不同，直接比较未用于推断时间趋势。
基于早期观测结果，我们预期先前记录的分层和深层缺氧水体将伴随着营养盐和稳定同位素组成的系统性垂直差异，而沉积物组成将保留强烈的陆源特征，并受局部沉积和氧化还原过程的修改。因此，本研究考察了这些水体柱和沉积物模式在同一湖泊系统中的组织方式。具体而言，我们回答三个问题：(1)分层水体柱如何在物理化学性质、总氮（TN）、总磷（TP）和稳定同位素的垂直分布中体现，以及水化学和同位素模式是否与可能存在的地下水贡献一致；(2)参数特定的营养指标和营养盐垂直分布如何表征湖泊当前的营养状态和营养盐组织形式；(3)沉积物的空间和垂向变异如何与陆源输入、沉积和氧化还原过程以及局部元素富集相关联。
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