高山湖泊通常较少地受到人类活动的直接影响,这些湖泊的生态系统变化对气候和营养变化响应敏感,能提供高分辨率的环境变化记录,成为研究全球环境变化的理想载体。黄土高原位于我国北方,目前该地区还缺乏较为系统的湖泊生态变化的研究。为了研究黄土高原高山湖泊的生态变化,本文选取黄土高原的高山湖泊——公海作为研究对象,以枝角类为代用指标,通过钻孔分析建立了枝角类演化序列,并与硅藻、同位素和元素地球化学等指标对比分析,在结合区域气候代用资料以及区域氮沉降的数据基础上,探讨了过去2000年枝角类群落组合的演化过程,不同物种对气候变化的响应,以及全球变暖背景下和自然状态下的湖泊生态响应机制的异同。本论文的主要研究结果如下:公海的枝角类在900 AD前,以浮游种为主,主要是Bosmina longispina;在900 AD后,枝角类的浮游种含量降低,直至几乎消失,兼浮游的沿岸种Chydorus sphaericus成为枝角群落中的优势种;而到了近几十年,枝角类的浮游种Bosmina(主要是Bosmina longirostris,少量的Bosmina longispina)出现,相对丰度不断上升。在过去2000年流域内的植被变化通过对入湖有机质含量以及其它营养物质输入的影响的来调节枝角类的食物资源,成为了黄土高原地区高山湖泊钻孔中枝角类组合变化的主要影响因素。在900 AD前,流域内植被状况较好,进入湖泊中的有机质和其它营养物质较多,通过直接给枝角类提供食物以及间接的营养(促进藻类物质生长)为湖泊中枝角类的提供了丰富的食物资源;另外,湖泊敞水区有大量的食物资源有利于浮游枝角类的生长。在900 AD后,流域植被退化,导致入湖的营养物质减少,有限的食物资源导致浮游枝角类失去竞争优势,而兼浮游的沿岸种Chydorus sphaericus成为优势种。在更短时间尺度上,温度是过去200年枝角类群落组合变化的主要原因。气候变暖,导致湖泊的生长期延长、冰封期缩短、水温增加、食物资源增加,最终使得枝角类群落组合发生了显著的变化。特别是1967年之后,全球温度的快速上升,导致公海沉积物中中喜好较暖的浮游种Bosmina开始出现并快速增长。过去2000年里,枝角类组合变化对气候变化响应机制与硅藻不同。气候变化主要是通过影响流域植被发育状况来调节枝角类的食物资源从而影响到枝角类的群落组合。而对于硅藻组合变化,主要是通过入湖的营养物质(磷)的供应以及湖水的混合来影响硅藻群落组合变化。另外,在全球变暖的背景下,1960s枝角类和硅藻群落组合快速响应了全球变暖导致的升温变化。因此,全球变暖的背景下,湖泊生态变化的响应机制与自然状态下湖泊对气候变化的响应机制有差异。此外,由于高山湖泊沉积物中没有记录下大气氮沉降的信号,以及该地区大气氮沉降较低,说明大气氮沉降暂时还没有成为该地区湖泊生态变化的主要驱动因子。