洪泽湖水生植被

本文对洪泽湖水生植被的种群组成、植被类型、演变动态及生物量进行了调查研究。洪泽湖水生植被面积为550km~2,占全湖总面积34.44％,年生产量约211×10~4t(湿重),即相当于4.64×10~(15)J(能量)。另外,本文还对如何调整洪泽湖植被的组成,引进优良品种,合理开发利用水生植物资源,提出了初步意见。     

太湖研究热正在悄然兴起

太湖位于长江三角洲南侧,地处北亚热带常绿阔叶林带的北缘,面积为2425km~2,是我国五大淡水胡之一。平均水深2.12m,最大水深3.33m,容积为51.5×10~8m~3。太湖不仅是享誉国内外的旅游胜地,而且还是太湖地区的主要水源,兼有航运、灌溉和渔业等多种功能。太湖地区是我国经济最发达的地区。“上有天堂,下有苏杭”的盛名经久不衰也主要是受惠于太湖。可是,长期以来人们对太湖只知索取。不知     

青海湖人湖沙质物的计算与水下沙堤的形成

青海湖流域沙漠以环湖分布为特点,又以ENE为集中。这一状态使多方向的风沙流入湖,而实际上入湖沙量是以W、N、E三个方向的流沙为主。根据入湖风沙公式计算,入湖风沙量为887.08×10~4t/a。并推算出河流泥沙入湖为35.77×10~4t/a,空中降尘为30.36×10~4t/a。入湖后的沙质物在湖流、波浪的作用下,由西向东运移,堆积成水下沙堤,逐渐增高加宽露出水面,分隔成子湖。同时在干燥的气候作用下,导致湖面收缩,生态环境恶化。     

阿斯旺水库

1958年埃-苏两国签定了关于苏联帮助埃及建设阿斯旺高坝的协定,1965年动工,1971年建成.坝高111m,长4200m,拦水形成纳赛尔湖——阿斯旺水库.湖周长500km,平均深度35m,最大水深97m,一般水域面积5120km~2,最大水面6116km~2,一般容积1570×10~8m~3,最大库容1640×10~8m~3.高坝建成后,安装了12台17.5×10~4kW发电机组,水力发电量达210×10~4KW;其二,调节迳流,保证灌溉用水,实现了洪季不涝、枯季不旱,各个生长季节都能得到充分、均衡的     

鄱阳湖简介

鄱阳湖(115°49′E—116°46′E、28°24′N—29°46′N)纳赣江、抚河、信江、饶河、修河五河来水。经湖口注入长江,是一个过水性吞吐型湖泊。流域面积162225km~2,湖面积和容积高水时分别为3210km~2和252×10~8m~3,低水时分别是146km~2和4.5×10~8m~3,高水呈湖相,低水呈河相,有“洪水汪洋一大片,枯水漫长一条线”的自然地理景观。平均宽度16.9km,最宽处70km,最窄处仅3km,最大长度173km,平均水深8.4m。     

发刊词

湖泊作为地表储水域中滞水时间较长的一种自然综合体,对于周围环境和国民经济的发展具有特殊的作用,全球天然湖泊蓄水量大约有1.76×10~5km3,作为人工湖泊——水库的蓄水量有5.45×10~3km~3.我国1km~2以上天然湖泊总面积约占国土总面积的0.8％,总蓄水量约710km~3;水库总库容约为430km~3.这些湖泊(含水库)内调蓄的水资源对于解决日益尖锐的水量供需矛盾来说,无疑起着极为重要的作用.此外,湖泊还具有调节江     

1981~2000年中国陆地植被碳汇的估算

用森林和草场资源清查资料、农业统计、气候等地面观测资料, 以及卫星遥感数据, 并参考国外的研究结果, 对1981~2000年间中国森林、草地、灌草丛以及农作物等陆地植被的碳汇进行了估算, 并对土壤碳汇进行了讨论. 主要结论如下: (1) 中国森林面积(郁闭度为20%)由1980年初的116.5×10⁶ ha, 增加到2000年初的142.8×10⁶ ha; 森林总碳库由4.3 Pg C (1 Pg C = 10¹⁵ g C)增加到5.9 Pg C; 平均碳密度由36.9 Mg C/ha (1 Mg C = 10⁶ g C)增加到41.0 Mg C/ha; 年均碳汇为0.075 Pg C/a. 中国草地面积约为331×10⁶ ha, 总碳库1.15 Pg C, 总碳密度3.46 t C/ha, 年均碳汇0.007 Pg C/a. 中国灌草丛的面积为178×10⁶ ha; 年均碳汇为0.014~0.024 Pg C/a. 中国农作物的生物量按0.0125~0.0143 Pg C/a的速率增加. (2) 在1981~2000年间, 中国陆地植被年均总碳汇为0.096~0.10⁶ Pg C/a, 相当于同期中国工业CO2排放量的14.6%~16.1%. 利用国外结果对中国土壤碳汇进行了概算, 为0.04~0.07 Pg C/a. 因此, 中国陆地生态系统的总碳汇(植被和土壤)将相当于同期中国工业CO2排放量的20.8%~26.8%. (3) 文中的碳汇估算存在很大的不确定性, 尤其是对土壤碳汇的估算. 为此, 需要进行更为深入、细致的研究.     

动力扰动下太湖梅梁湾水-沉积物界面的营养盐释放通量

通过波浪水槽试验,研究了不同水动力扰动条件下太湖梅梁湾水-沉积物界面的营养盐通量.结果发现,水动力扰动对该通量的影响很大,在中等扰动强度下(水底波切应力为0.019N·m-2,相当于梅梁湾中部夏季盛行风-东南风风速5～7 m·s-1),TN,DTN和NH4+-N的通量分别为1.92×10-3,-1.81×10-4和5.28×10-4mg·m-2·s-1(向上为正,向下为负),而TP,TDP和SRP的通量分别为5.69×10-4,1.68×10-4和-1.29×10-4mg·m-2·s-1.根据对气象资料的统计,夏季5～7 m·s-1东南风风速的最大持续时间为15h,以上述通量和风速持续时间进行计算,太湖底泥区域按水面积的47.45％,将分别有111tTN,32tNH4+-N,34tTP和10tTDP进入水体,可分别导致整个太湖水体中相应的平均浓度升高约0.025,0.007,0.007和0.002 mg·1-1.当扰动增大时(水底波切应力为0.217 N·m-2,相当于梅梁湾中部东南风速10～11 m·s-1),营养盐通量显著增加,其中TN,DTN和NH4+-N分别达1.16×10-2,6.76×10-3和1.14×10-2 mg·m-2·s-1,而TP通量亦大幅度上升,达到2.14×10-3 mg·m-2·s-1,上述通量的增加幅度均达到一个量级以上.但是,TDP的通量有所减小,其值为9.54×10-5 mg·m-2·s-1,而SRP虽然存在增加趋势,但其通量值却很小(5.42×10-5 mg·m-2·s-1).统计结果显示,太湖地区该风速的持续时间不超过5h.若以5h计,在上述强扰动情况下,营养盐释放量分别为232t TN,134.9t TDN,228t NH4+-N,42.7 t TP,2.0t TDP和1.1tSRP,水体中相应的平均浓度的升高量为0.050,0.029,0.049,0.009,0.0004和0.0002 mg·1-1.由此可见,在浅水湖泊中,动力扰动能造成水体中营养盐浓度的急骤升高,虽然在微扰动情况下,有些指标的释放通量出现负值(如DTN和SRP),水底沉积物表现为上述营养盐成分的汇集场所,但沉积物中大多数营养盐成分会随着底泥悬浮和水体-沉积物界面环境条件的改变而进入水体,给水体生态系统带来严重影响,这也是浅水湖泊所具有的显著特征之一.     

丘陵草坡土壤10Be分布特征及土壤生成速率

以位于广东省境内的中国科学院鹤山丘陵综合试验站草坡集水区土壤剖面为对象, 对土壤样品进行了大气成因¹⁰Be测定, 对基岩以及风化岩石样品进行了就地(in-situ)宇宙成因¹⁰Be测定. 基于土壤层大气成因¹⁰Be测定, 参考土壤层底界¹⁴C表观年龄, 估算出草坡地区3800年以来大约有34%的成土物质被侵蚀掉; 基于风化岩石间隙土大气成因¹⁰Be测定, 估算得到基岩之上90 cm厚的风化岩石层至少经历了1.36 Ma, 平均侵蚀速率约为1.26×10^-4 cm/a. 表面风化岩石和基岩就地成因¹⁰Be浓度分别为10.7×10⁴ atoms/g和 8.31×10⁴ atoms/g, 据此估算得到: 土壤生成速率为8.8×10^-4 cm/a; 表层风化岩石以及基岩宇宙射线暴露时间分别约为7.2×10⁴和2.3×10⁵a. 土壤生成速率大于侵蚀速率, 自然地貌状况稳定.     

2017年太湖水华面积偏大的原因分析

太湖流域及湖区经过一系列综合治理之后,截至2015年,水华面积逐渐减少,治理效果初见成效.然而,2017年太湖出现了前所未有的大面积水华（1403 km²）,其原因成为各方面关注的热点问题.2011-2017年,在太湖贡湖湾和梅梁湾布置的6个采样点,每月2次分层采集水质和微囊藻密度数据、全太湖的营养盐和微囊藻密度数据、气象数据和水华面积数据,进行了水华面积偏大的原因分析.结果显示,2011-2017年期间,全太湖总氮（TN）的7年平均浓度为1.89 mg/L,总磷（TP）为0.076 mg/L,而2017年TN浓度为1.60 mg/L,TP浓度为0.083 mg/L,比7年平均TP浓度回升了9.0%.气温方面,2011-2017年7年平均气温为17.3℃,2017年比7年平均气温高出0.7℃.全太湖7年平均微囊藻密度为0.53×10⁸ cells/L,而2017年为1.18×10⁸ cells/L,比7年平均值高出1.21倍.在这样一个数据背景下,全太湖年均值和风速区间比例冗余分析表明TP的回升、气温的偏高与水华面积也表现出明显的正相关关系,且5-9月1~2 m/s弱风天数与水华面积呈显著正相关,而风速超过4 m/s则会显著造成水华的消失.综合以上数据及分析,2017年出现巨大面积水华是由于全湖TP浓度的上升和气温偏高使微囊藻密度增长,为微囊藻聚集形成水华提供了丰富的物质基础,而在微囊藻大量繁殖季节风力较弱,1~2 m/s左右风速易于使微囊藻聚集形成薄层大面积水华.     

太湖不同湖区底泥悬浮沉降规律研究及内源释放量估算

太湖是一个大型浅水湖泊,湖湾、沿岸及湖心等区域受地形影响,湖流结构及水土界面水力要素均有显著差异.针对目前对不同湖区底泥再悬浮规律差异性研究的缺失,本研究选取了3个具有代表性的点采集太湖底泥,采用矩形水槽开展底泥再悬浮模拟实验,并结合太湖二维水量水质模型及太湖全年实测数据,建立了不同湖区底泥再悬浮通量与风速之间的定量关系;通过室内静沉降实验,得到了静沉降通量与风速的相关关系;最后将底泥再悬浮实验结果参数化应用于太湖二维水量水质模型中,并对底泥悬浮沉降过程进行分解和概化,估算太湖全年内源释放量.结果表明:太湖每日的内源释放量受风速影响显著,和风速变化趋势较为接近,太湖全年进入水体的净底泥量有47.81×104t,夏季最大,冬季次之;就营养物质释放量而言,COD约为2.06×104t、总氮约为1149.05 t、总磷约为564.35 t,其中秋季营养物质释放量最小,夏季最大.     

1960年以来太湖水生植被演变

太湖的富营养化污染日益严重,针对太湖水生植被的研究工作非常重要,然而全面的太湖水生植被调查已经有将近二十年未见报道.基于2014年夏季全湖水生植被调查结果,结合历史资料,比较分析1960年以来太湖水生植被演变情况.结果表明,1960年以来,共有23种水生植物从太湖消失,其中1981、1997和2014年分别消失7、4和12种.从分布区面积来看,1960年以来太湖水生植被总体呈北部湖区水生植被消失,东北部、东部及南部湖区水生植被分布区面积持续扩张的态势,1981年全湖水生植被分布区面积占8%,到2014年已经有33.82%的水面有水生植被分布.从生物量组成来看,太湖水生植被先升后降,从1960年的10×10⁴ t,持续上升到1988年的44.72×10⁴ t,1997年下降到36×10⁴ t,2014年进一步下降到29.09×10⁴ t.但挺水植被以外的水生植被,尤其是浮叶植被的生物量一直保持上升态势.总生物量的下降与东太湖挺水植被大面积消失有关,到2014年全湖挺水植被生物量比重仅占5.15%,东太湖沼泽化问题已不复存在.从群落组成变化情况来看,苦草（Vallisneria natans）群落分布区面积锐减,马来眼子菜（Potamogeton malaianus）和荇菜（Nymphoides peltatum）分布区持续扩张.目前太湖水生植被管理面临的主要问题是北部湖区水生植被恢复和东部湖区水生植被过量生长.     

内蒙古察干淖尔盐湖29-8ka时段的湖面波动

以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗的察干淖尔盐湖为研究对象,利用OSL(Optically Stimulated Luminescence)测年技术和DEM(Digital Elevation Model)数字高程模型,重建湖面波动历史,探讨湖泊形成与环境变化过程.通过对察干淖尔盐湖周边大量的野外考察,发现湖泊周围存在海拔高程为1020、978和973 m的三级古湖岸阶地,其OSL测年结果分别为29.2±1.3、18.4±0.8及8.2 8.0 ka.通过湖岸阶地高程恢复的上述3个时期的古湖面积分别为3600、500和400 km~2.与现今的干旱盐湖景观迥然不同.     

特大洪水对浅水湖泊磷的影响:以2016年太湖为例

2016年太湖发生特大洪水,水位达到历史第二,入湖水量比平均年多60.8亿m³.而从2016年开始太湖磷指标改变了2010年以来平缓下降的趋势出现回升,也就是出现所谓“磷反弹”的问题.为了研究磷反弹和特大洪水之间的关系,本研究从2016年入湖水量、水质、磷通量、水中磷存量以及磷在太湖中的迁移过程出发,对大洪水前后太湖磷的变化进行分析.结果表明：洪水期间入湖河道带来大量的磷是引起磷反弹的主要原因.由于洪水的影响,2016年磷净入湖通量比往年平均水平多出579.2 t,约达到1683.0 t.其中,两次洪水贡献极大,约占全年水平的50%（6-7月和10月的洪水分别带入580.5和268.2 t磷）.磷反弹的另一个原因在于太湖存在较高的磷滞留率,磷在入湖后很难经由出湖河道排出.从入湖后磷的归趋上看,洪水过程中高磷浓度水块尽管存在由太湖西北部向东、南部迁移的过程,但途中水体磷浓度出现显著降低（即滞留现象）,导致高磷浓度水块未能到达出湖排泄区（太浦港、望虞河等）.全年净入湖磷通量中仅有小部分（205.3 t）直接引起水体磷浓度上升,而其余的大部分则滞留于底泥之中,明显高于往年水平.2016年滞留在太湖内的磷很可能破坏了往年底泥-上覆水的磷平衡,对后续水质的变化产生间接的影响.     

太湖沉积物-水界面生源要素迁移机制及定量化——1.铵态氮释放速率的空间差异及源-汇通量

采集柱状芯样,室内静态模拟不同温度下太湖沉积物铵态氮释放.结果表明,经面积加权,5℃、15℃和25℃下氮的交换速率分别为-16.0±17.6mg/穴m2·d雪、12.6±6.9mg/穴m2·d雪和34.1±20.8mg/穴m2·d雪,不同湖区其释放速率差异极大.受外源污染影响较大的水域,氮释放量随温度的升高而增加;受死亡残体沉降和分解影响明显的草藻型湖区,氮的年释放通量较大.全太湖沉积物-水界面NH4 -N的年净通量为9960.3±4960.0t,其中成汇的通量值约为-911±637.9t/a,大部分泥区在一年中至少经过了一次的源-汇转换过程.     

Sediment characteristics and wind-induced sediment dynamics in shallow Lake Markermeer, the Netherlands

In 2007/08, a study was undertaken on the sediment dynamics in shallow Lake Markermeer (the Netherlands). Firstly, sediment characteristics were determined at 49 sites in the lake. Parameters such as median grain size and loss on ignition showed a spatial as well as water depth related pattern, indicating wind-induced sediment transport. Highly significant correlations were found between all sediment parameters. Lake Markermeer sediment dynamics were investigated in a sediment trap field survey at two permanent stations in the lake. Sediment yields, virtually all coming from sediment resuspension, were significantly correlated with average wind speeds, though periods of extreme winds also played a role. Sediment resuspension rates for Lake Markermeer were high, viz. on average ca. 1,000 g m⁻² day⁻¹. The highly dynamic nature of Lake Markermeer sediments must be due to the overall shallowness of the lake, together with its large surface area (dynamic ratio = [√(area)]/[average depth] = 7.5); wind-induced waves and currents will impact most of the lake’s sediment bed. Indeed, near-bed currents can easily reach values >10 cm/s. Measurements of the thickness of the settled “mud” layer, as well as ¹³⁷Cs dating, showed that long-term deposition only takes place in the deeper SE area of the lake. Finally, lake sediment dynamics were investigated in preliminary laboratory experiments in a small “micro-flume”, applying increasing water currents onto five Lake Markermeer sediments. Sediment resuspension started off at 0.5–0.7 cm/s and showed a strongly exponential behaviour with respect to these currents.     

太湖不同生态型湖区枝角类组成和丰度长期变化的差异性

枝角类作为淡水湖泊生态系统中的初级消费者之一,对生存环境的改变极为敏感.本文分析了太湖西、中和东部等湖区的钻孔沉积物、表层沉积物以及春夏秋季活体枝角类的组成与丰度.结果表明:活体枝角类组成以象鼻溞(Bosmina spp.)为优势种,秋季枝角类属种数量最多.太湖不同生态型湖区表层沉积物枝角类组成均以象鼻溞为优势种,其中西部与中心湖区的枝角类组成与丰度较为相似,种类单一,枝角类绝对丰度高;东部湖区枝角类属种较为丰富,绝对丰度低,优势种由浮游种象鼻溞以及沿岸种圆形盘肠溞(Chydorus sphaericus sl)和西方笔纹溞(Graptoleberis testudinaria)等种属构成.百年以来,太湖枝角类组成与丰度随着营养水平增加而改变,富营养指示种(Bosmina longirostris)丰度的增加与贫营养指示种(Bosmina longispina)丰度的下降,响应了湖区生态环境的演变过程.1970s末期,太湖西部与中心湖区在进入富营养化阶段,枝角类组成单一,象鼻溞占有绝对优势,与东部湖区相比,沿岸种、底栖种稀少.东部湖区在1960s以后,枝角类属种数量增加,但丰度下降,响应了1960s以来该区域营养水平提高、沉水植被生物量增加以及沼泽化加剧的环境过程.     

鄱阳湖阻隔湖泊沉积物中溞属枝角类卵鞍密度的长期变化及其与营养盐的关系:以军山湖为例

本文研究了典型的鄱阳湖阻隔湖泊——军山湖沉积物(0~36 cm)中溞属枝角类卵鞍密度的长期变化.1~#和2~#采样点36 cm沉积层对应的年代分别为1839和1857年.1958年前,军山湖沉积物的沉积速率呈现较高的水平,而1959年建坝后的沉积速率明显减小.1958年前,军山湖沉积物中总氮和总磷含量相对稳定,但建坝后总氮含量呈现明显增加的趋势.在军山湖沉积物中,鉴定出中华拟同形溞(Daphnia similoides sinensis)、盔形溞(D.galeata)和蚤状溞(D.pulex)的卵鞍.1~#和2~#沉积柱中3种溞属种类总卵鞍和含休眠卵卵鞍的累积速率和密度呈现较一致的变化.1958年前,3种溞属种类总卵鞍和含休眠卵卵鞍的累积速率和密度均处于较低水平(1~#沉积柱:0~1.51×10~3ind./(m~2·a)和0~0.63 ind./(g·dw);2~#沉积柱:0~0.70×10~3ind./(m~2·a)和0~0.22 ind./(g·dw));1959年建坝后,10~1 cm的沉积层中3种溞属种类总卵鞍和含休眠卵卵鞍的累积速率和密度呈现逐步增加的趋势,尤其是在3~1 cm(2009-2015年)的沉积层.Pearson相关性显示,军山湖1~#沉积柱中的总氮含量与3种溞属种类的总卵鞍和含休眠卵卵鞍的累积速率之间均存在极显著相关性.2~#沉积柱中的总氮和总磷含量均与3种溞属种类总卵鞍的累积速率之间存在显著相关性.2~#沉积柱的总氮和总磷含量还与中华拟同形溞的含休眠卵卵鞍的累积速率之间均存在显著相关性.结果表明,沉积物中营养盐含量和溞属种类卵鞍(或休眠卵)的长期变化能够反映湖泊富营养化和溞属种群的历史演变过程.