了解过去长时间尺度的湖泊水位波动变化，对于未来水资源管理和预测至关重要。其中，基于湖泊沉积岩芯代用指标的古水位重建是理解历史时期水位变化的重要手段。近年来，作为反映正构烷烃中水生植被比例的P_aq指标被验证具有重建湖泊水位变化的潜力，但是其存在两种完全相反的解译：一种观点认为较低的P_aq值指示高水位，但另一观点则认为其指示低水位，如此相反的解释极大地限制了该指标的应用。

    针对上述问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊沉积与全球变化研究团队提出湖泊水下地形调控正构烷烃P_aq指标与水位之间关系的假说。选择云南洱海作为验证上述假说的理想湖泊，主要因为其水下地形具有北部和南部湖盆较平缓、中部湖盆较陡峭的特点。通过系统调查洱海的陆生和水生植被、湖泊沉积物中正构烷烃的组成与空间分布特征，发现湖泊表层长链和中链正构烷烃分别来自河流搬运和水生植物原地埋藏，同时，全湖湖泊表层沉积物样品的P_aq指标与湖泊水位关系较差，表明水下地形在变化情况下，P_aq指标与水位的关系较复杂。进一步将数据拆分为北部和南部区域（缓坡型），和中部区域（陡坡型），P_aq指标与湖泊水位相关关系显著提升，但呈现两种相反的相关性结果（图1），上述结果证实了湖泊水下地形调控正构烷烃指标古水位解译的假说。

    正构烷烃指标与水位关系的地形敏感性主要在于不同水深区域湖泊内源与外源有机质的比例存在差异。在缓坡型湖盆区域，沿岸水生植被生长繁茂，原地埋藏的中链烷烃占比高，P_aq值高，之后随水位上升，中链烷烃减少，P_aq值变低，P_aq指标与湖泊水位呈显著负相关；在陡坡型湖盆区域，湖泊沿岸的陡坡限制了水生植物的生长，沿岸以地表侵蚀或河流搬运而来的陆源长链烷烃占主导，之后随水位上升，长链烷烃减少，P_aq值变高，P_aq指标与湖泊水位呈显著正相关。

    进一步利用洱海北部的沉积柱，基于缓坡型Paq指标和湖泊水位线性方程定量重建的湖泊水位在末次冰消期以来具有12.4m的波动范围（图2）。湖泊水位距平值显示洱海湖泊水位在博令-阿勒罗德事件和中全新世水位较高，在海因里希1事件、新仙女木事件和全新世早期水位较低，且发生了3次递减突变和2次递增突变。值得注意的是，2.0 cal ka BP以来的正构烷烃指标受到了人类活动的影响，湖泊水位是否持续上升还需其他独立证据进一步验证。本研究强调未来在利用正构烷烃指标重建湖泊水位时应加强水下地形和烷烃现代沉积过程调查，以减小指标使用的不确定性。本研究验证了正构烷烃指标重建湖泊水位的潜力，并首次尝试利用正构烷烃指标定量重建湖泊水位，为探究古湖泊水位变化提供了新思路。

    相关研究成果近期发表于国际地学知名期刊《第四纪科学评论》Quaternary Science Reviews上。

图1. 正构烷烃指标重建湖泊水位的机制模式图，及其相应数据的线性拟合结果。(A)和(B)表示缓坡型模式，(C)和(D)表示陡坡型模式

图2. (A)洱海末次冰消期以来湖泊水位定量重建结果的距平情况，(B)和(C)洱海湖泊水位的突变检验结果

文章信息：Lin, D., Zhang, E.*, Sun, W., Meng, X., Ni, Z., Wang, Y. (2026). Underwater topography regulates the relationship between water depth and sedimentary n-alkane distributions in lakes. Quaternary Science Reviews, 375, 109803