近几十年来,云南部分湖泊经历了多重环境压力(如水体富营养化、人为调水、极端气候)的胁迫影响。近年来相关管理部门围绕污染湖泊的修复与治理实施了一系列工程修复措施,但由于缺乏对湖泊生态系统演化过程与响应模式的系统了解,湖泊治理效果不明显,云南典型湖泊的生态环境现状不容乐观。作为高原九大湖泊中的大型浅水湖泊之一,星云湖自上世纪五十年代以来经历毁林开荒、围湖造田、外来鱼类引入以及工业快速发展等影响,流域内植被遭到严重破坏,湖水面积大幅缩小,湖泊富营养化严重,湖泊生态系统遭受严重破坏。程海是九大湖泊中的一个大型深水、半封闭湖泊,上世纪90年代开始流域范围内螺旋藻大规模养殖,1993年截引仙人河水入海,近年来程海水体p H值、盐度等发生明显变化,出现了营养水平持续上升、初级生产力增加的特征。已有文献资料表明,两个大型湖泊均存在现代监测数据时间尺度较短、监测数据不连续等的特点。因此,本研究应用古湖沼学的技术方法,通过对湖泊沉积物开展色素、硅藻、粒度、同位素等多指标分析,结合现代气象、水环境监测等记录,对星云湖和程海近200来的生态环境变化过程进行重建,从而识别了湖泊环境变化的历史与生态系统长期响应的模式,并对比甄别了两个湖泊在生态环境变化模式上的时空异同特征。沉积物多指标记录表明,两个大型湖泊的营养水平和初级生产力过去几十年以来均有明显的增加,但开始的时间和变化的幅度存在差异。如星云湖的本底营养水平偏高,湖泊快速富营养化的过程主要开始于20世纪50年代后期,目前已经处于重富营养水平;程海湖的富营养化过程开始的时间较晚(20世纪末),但营养水平增长速度快,到2013年已经达到较高的程度。两个湖泊的沉积物粒度指标均捕捉到史料记载的湖泊水文改造与极端气候变化等,反映了气候变化等自然环境因子与水利建设等人为活动对湖泊水动力条件的驱动影响。湖泊沉积物的硅藻群落记录均出现了明显的变化,群落演替的主要特征是优势物种由贫营养种向富营养种的转变,同时湖泊水动力的变化对湖泊硅藻群落的构建产生了重要的调节作用。在星云湖营养水平较低时,硅藻群落中有多个优势种并存(Aulacoseira granulata、Aulacoseira subarctica、Cyclostephanos dubius、Fragilaria crotonensis等)并且结构相对稳定;20世纪初,抚仙湖水的倒灌导致了抚仙湖绝对优势种(Cyclotella rhomboideo-elliptica)短时间内被迅速带入星云湖,并成为星云湖硅藻群落的绝对优势种。随着星云湖营养物质的不断积累,贫营养种Cyclotella rhomboideo-elliptica逐渐消失,而富营养种(Aulacoseira granulata、Aulacoseira subarctica、Cyclostephanos dubius、Fragilaria crotonensis等)丰度逐渐提高并成为星云湖的优势硅藻种。进一步的多变量统计分析发现,除了营养水平外湖泊水动力、气候变暖等因素也明显驱动了硅藻群落的演替。与星云湖相比,程海硅藻群落发生转变的频次较少。如在湖泊营养水平较低时,Cyclotella rhomboideo-elliptica在硅藻群落中占有绝对的优势,但随着湖泊营养物质的积累,该物种相对丰度逐渐降低并总体消失,与星云湖呈现相似的物种响应特征。同时,指示湖泊富营养化的物种C.meneghiniana、C.dubius等的相对丰度逐渐上升最终成为程海硅藻群落的优势物种。与星云湖相似的是,湖泊水文条件的变化也影响到了程海硅藻群落的演替,如指示湖泊水动力变动的Aulacoseira spp.和常见于河流系统中的底栖附生种Nitzschia spp.相对丰度的突然增加,时间上与程海“引河入海”工程(从仙人河引水入程海)的运行时间一致。我们对硅藻群落数据进行了主成份分析(PCA)来识别硅藻群落结构变化的主要方向,并通过简约模型识别主要环境因子并定量甄别其驱动强度。星云湖的结果显示硅藻群落的变化反映了三个主要环境梯度,分别解释了硅藻变化的44.81%,24.39%和11.1%,可能反映了湖泊营养水平、水文改造和气候变暖的驱动影响。简约模型的结果表明,星云湖营养水平的变化是驱动硅藻群落结构变化的重要环境因子,C/N和枝角类生物量也是显著的驱动因子。程海的统计结果显示仅有一个PCA主轴显著,且解释了硅藻群落结构的主要变化(>80%)。进一步的简约模型结果显示,营养水平独立解释了程海硅藻群落变化的33.7%,而由C/N和粒度所指示的湖泊水位与水动力条件也是重要的环境因子。总之,硅藻群落在浅水的星云湖表现为比深水型的程海的响应模式更为复杂,反映出浅水湖泊对环境变化与人类扰动更为敏感的特点。总之,本研究结果表明了星云湖和程海都面临着长期富营养化的胁迫,同时水利建设与水文改造、气候变暖以及水生植被退化等都对湖泊生态系统健康产生了影响。同时硅藻群落在星云湖和程海的富营养化过程中呈现相似的演替特征,但在水体较浅、营养水平较高的星云湖中还对气候变暖、水文改造等环境压力表现为较为复杂的响应模式。因此在多重环境压力下,对云南深水湖泊的保护需要重点控制营养盐的输入,而浅水湖泊的管理中需要加大约束流域开发的强度和类型,降低对湖泊水文过程的人为控制及对水生植物的破坏,并在全球变暖持续的背景下积极采取减缓措施加以应对。因此,本文综合对比了两个大型湖泊生态环境变化的长期模式与驱动机制,部分研究结果可为开展针对性的生态修复提供重要的数据基础,并为对以高原九大湖泊为代表的云南湖泊进行有效的综合治理提供科学依据。