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放射性核素的年代学方法因为具有定量化和多种同位素方法互相印证的优势,在地表水环境的现代沉积速率研究中得到广泛应用,其中以210Pb和137Cs的应用最为普遍,239+240Pu的应用则相对偏少,尤其是三者之间的相互印证。同时因为元素化学性质和来源的不同,210Pb、137Cs和239+240Pu在不同水环境中的沉积后地球化学行为存在差异。因此,在不同水环境条件下对三种定年法进行对比,将增进对三种沉积物定年方法优劣的理解,也能在三种方法的优先选择上提供一定的指导。此前,关于三种定年法的研究主要集中在单一淡水或者海水条件下沉积柱样品的研究,对于210Pb、137Cs和239+240Pu三种方法在淡水湖泊、咸水湖泊和海洋环境的综合性对比研究比较缺乏。同时,先前关于137Cs和239+240Pu在沉积物中扩散的研究主要基于观察核素在天然沉积物中的剖面分布,缺乏室内模拟实验的验证,扩散过程是否会对210Pb定年法产生影响的研究也同样比较缺乏。总体上,为加深对三种定年法在淡水湖泊、咸水湖泊和高纬度峡湾三种不同水环境中应用的理解,在两个相邻的咸淡水湖泊-托素湖和克鲁克湖,以及北极王湾和克罗斯峡湾对三种定年法的差异与优劣进行了对比分析的基础上,结合野外观测数据和文献报道,本文设计了室内模拟实验探讨海水条件下210Pb和137Cs的迁移扩散情况,以及沉积物有机质含量（450℃烧失量）和水体溶氧对核素迁移的影响。本文的主要研究结果和结论如下:1)K4样品柱（青海克鲁克湖、淡水）210Pbex、137Cs和239+240Pu的剖面分布表明,三者的剖面分布不属于自然沉积的结果,尽管K4样品柱的210Pbex剖面存在由上到下的近指数衰减趋势,但210Pb年代学方法不适用于K4样品柱,由此也说明在现代沉积速率的测量中,单独使用210Pb方法有可能会带来误判。因此,在使用210Pb进行沉积物定年研究时,应通过其他独立的定年方法加以验证,如137Cs和239+240Pu定年法。对于其它样品柱,通过210Pb、137Cs和239+240Pu三种方法的对比分析,本文得到K2站位（青海省克鲁克湖,淡水）、TS2站位（青海省托素湖,咸水）、B3站位（北极王湾,海水）及B4和B5站位（北极克罗斯峡湾,海水）的沉积物质量累积速率分别为0.11±0.01 g cm-2 y-1,0.10～0.37 g cm-2 y-1,0.17±0.04～0.28±0.06 g cm-2 y-1,0.13±0.05～0.24±0.08 g cm-2 y-1和0.13±0.01 g cm-2 y-1。其中K2、B4和B5样品柱的210Pb、137Cs和239+240Pu定年法的年代学计算结果基本一致,说明测得的沉积速率是可信的。2)在北极王湾B5样品柱中,本文明显观察到137Cs的1963年蓄积峰因为高比活度的1986年137Cs蓄积峰的分子扩散而出现迁移的情况,说明海水条件下,高比活度137Cs蓄积峰的分子扩散会导致低比活度137Cs蓄积峰位置的移动。在有机质降解显著的TS2样品柱（托素湖）中的137Cs和239+240Pu也存在明显的迁移,两者的1952-1954时标明显不适用于沉积物年代的测定,在王湾和克罗斯峡湾的B4和B5样品柱中也存在相同的情况。但在克鲁克湖的K2样品柱中,137Cs和239+240Pu定年法与210Pb定年法的计算结果一致。K2、TS2、B4和B5样品柱的这种情况说明在淡水环境中137Cs和239+240Pu的1952-1954时标可以用于沉积物的年代测定,但在咸水（咸水湖泊和海水）环境且沉积物有机质降解显著的条件下137Cs和239+240Pu的1952-1954年时标在沉积物年代测定上不宜使用。另外,对于210Pb定年法,B5和B4样品柱的年代计算结果还表明在210Pbex来源复杂、海陆作用强烈的高纬度峡湾,210Pb年代学方法仍具有很好的适用性。3)从210Pb和137Cs的扩散实验来看,137Cs的扩散能力要显著强于颗粒活性强的210Pb,在沉积物有机质含量（烧失量）低的情况下,这种现象更加明显,这表明颗粒活性更高的核素,分子扩散能力差。另外从210Pb和137Cs的扩散剖面来看,核素的分子扩散基本不会影响核素峰值的位置。当然,因为分子扩散的存在,核素峰会出现扁平化的趋势,并且核素向峰值两边的分子扩散并不均匀,因此受分子扩散影响,核素峰值位置发生移动也是可能的,这也进一步说明210Pb、137Cs和239+240Pu三种方法相互印证的重要性。扩散模拟实验结果还表明在水体溶氧较高和沉积物有机质含量较低的条件下,核素分子扩散低,因此在该条件下210Pb的分子扩散对其剖面分布的影响很小。