不同时间尺度青海湖沉积物总有机碳对气候变化的敏感性

湖泊沉积物总有机碳（TOC）含量通常作为表征流域和湖泊生产力的指标,在亚洲季风区也常常被当作夏季风的代用指标,被广泛应用于气候与环境变化研究.本文梳理了过去千年、全新世以及冰期-间冰期时间尺度上青海湖沉积物TOC的变化特征,并探讨了其指示气候变化的敏感性与有效性.结果表明,过去千年青海湖沉积物TOC含量与区域暖季温度和降水表现出较为一致的周期性波动.通过对比全新世区域夏季温度、基于孢粉的降水定量重建结果,以及湖泊水位、风沙活动反映的湿度状况等,发现不能简单地将青海湖沉积物TOC含量或沉积通量作为夏季风强度或者季风降水强度的代用指标.青海湖沉积物TOC含量在冰期和间冰期表现出巨大的差异,指示了冰期-间冰期时间尺度上较大的温度与降水变幅.因此,不同地域条件及不同时间尺度下,湖泊沉积物TOC对气候变化的敏感性不同,将湖泊沉积物TOC含量作为亚洲夏季风的代用指标需要特别谨慎,特别是在高寒气候区.     

北方半干旱区土地利用/覆被变化对湖泊水质的影响:以岱海流域为例(2000—2018年)

土地利用/覆被变化对明晰气候变化和人类活动对湖泊水环境的影响有重要作用.以北方典型农牧交错的岱海流域为研究对象,基于遥感解译技术、马尔可夫转移矩阵、综合污染指数法等方法,对2000-2018年岱海流域土地利用/覆被和湖泊水质的变化进行分析,并结合冗余分析法和计量分析模型探究长时间序列尺度下土地利用/覆被变化对湖泊水质的影响.结果表明:近20年来,岱海流域的土地利用/覆被类型以耕地和草地为主,其变化特征主要是草地和林地转化为耕地,水域转化为季节性河流,岱海转化为内陆滩涂、沼泽草地和灌丛沼泽;岱海湖泊水质因子高锰酸盐指数、五日生化需氧量、总磷和总氮浓度存在不同程度的超标现象;岱海、湿地、林地对水质具有积极的改善作用,耕地、草地、建设用地是加剧水质污染的主要原因.该研究为岱海湖泊流域土地资源合理利用、湖泊水质改善和生态保护提供了一定的科学理论依据.     

青海湖水量平衡分析与水资源优化配置研究

在充分收集有关资料的基础上研究青海湖1959-2000年间降水径流蒸发湖泊水位地下水补给量的动态变化建立水量平衡分析方程.青海湖水位在波动中持续下降42年来年平均水位累计下降了 3.32 m平均每年下降了0.079 m近年来下降的幅度减小. 同时青海湖储水量不断减少而湖区降水呈增加的趋势河川径流量地下水的入湖补给量 蒸发量呈现下降的趋势. 根据青海湖水平衡分析计算结果预测2010年青海湖流域耗水量将达1.27108m3为维护生态平衡和社会经济持续发展需要跨流域调水量引大济湖4.1108m3.     

全球变化下青藏高原湖泊在地表水循环中的作用

青藏高原是地球上最重要的高海拔地区之一,对全球变化具有敏感响应.青藏高原作为"亚洲水塔",其地表水资源及其变化对高原本身及周边地区的经济社会发展具有重要的影响.然而,在气候变暖的情况下,构成高原地表水资源的各个组分,如冰川、湖泊、河流、降水等水体的相变及其转化却鲜为人知.湖泊是青藏高原地表水体相变和水循环的关键环节.湖泊面积、水位和水量对西风和印度季风的降水变化非常敏感,但湖泊面积和水量变化在不同区域和时段的响应也不尽相同.湖泊水温对气候变暖具有明显响应,湖泊水温和水下温跃层深度的变化能够对水—气的热量交换具有明显影响,从而影响了区域蒸发和降水等水循环过程.由于湖泊水量增加,高原中部色林错地区湖泊盐度自1970s以来普遍下降.根据60多个湖泊实地监测建立的遥感反演模型研究发现,2000—2019年湖泊透明度普遍升高.对不同补给类型的大湖水量平衡监测发现,影响湖泊变化的气象和水文要素具有较大差异.在目前的暖湿气候条件下,青藏高原的湖泊将会持续扩张.为了深入认识湖泊变化在青藏高原区域水循环和气候变化中的作用,需要全面了解湖泊水量赋存及连续的时间序列变化,需要深入了解湖泊理化参数变化及对湖泊大气之间热量交换的影响,需要更多来自大湖流域的综合连续观测数据.     

长江中下游典型湖泊营养盐历史变化模拟

湖泊营养盐变化在自然条件下受到气候水文因素控制,同时受到湖泊生态系统生物群落作用和反馈.作为动力机制探讨,本文试图基于水文和生态动力学方法,分别构建气候-流域水文作用于湖泊营养盐的外源模式和湖泊生物群落作用于湖泊营养盐的內源模式.针对长江中下游典型湖泊,经过控制实验和率定,发现营养盐模拟与观测数据在时间序列上达到90%百分位的正相关,因此用来模拟1640 1840 A.D.期间的营养盐演变历史.研究表明:(1)模拟的湖泊营养盐变化与沉积钻孔揭示的历史营养盐变化基本一致,沉积记录与模式模拟的7个湖泊的营养盐变化均显著相关;(2)气候因素是湖泊营养盐历史演变的主控因子,来自于湖泊生物群落的反馈作用贡献约占40%;(3)在温度和降水因子的驱动下,湖泊营养盐历史变化主要受降水控制,在极端干旱时期,60%的营养盐变化同步响应于降水变化.同时,面积在400 km2以下的湖泊营养盐对气候变化的响应比2000 km2以上的大湖更为敏感.研究结果对长江中下游湖泊营养状态的长期变化机理认识和趋势控制提供科学依据.     

呼伦湖水位、盐度变化(1961-2002年)

为重建水文资料缺乏的呼伦湖流域的水文、水质序列,本研究基于长期的气象观测记录,采用彭曼公式估计了湖泊的水面蒸发,并建立一个两参数月水量平衡模型模拟湖周的入流,通过水量平衡计算．建立了42年(1961-2002)的呼伦湖区水量变化序列,并模拟了湖泊月水量、水位、含盐度的变化．模拟的水位、含盐度变化趋势与实际比较接近,模拟精度较好,其误差在可以接受范围内.所重建的42年呼伦湖区水文、含盐度序列,可为该区域的水资源评价管理、开发利用提供科学依据.     

鄱阳湖流域径流模型

流域径流是鄱阳湖主要来水,建立鄱阳湖流域径流模型对揭示湖泊水量平衡及其受流域自然和人类活动的影响具有重要意义.针对鄱阳湖-流域系统的特点:流域面积大(16.22×104km2)、多条入湖河流、湖滨区坡面入湖径流等,研究了相应的模拟方法,建立了考虑流域土壤属性和土地利用空间变化的鄱阳湖流域分布式径流模型.采用6个水文站1991-2001年的实测河道径流对模型进行了率定和验证.结果显示,模型整体模拟精度较高.其中,赣江、信江和饶河均取得了较好的模拟结果,月效率系数为0.82-0.95;抚河和修水模拟精度略低,为0.65-0.78.模型揭示了研究时段内年平均入湖径流总量为1623×108m3,其中,赣江最多,占47%,其次为信江和抚河,分别占13%和12%,湖滨区坡面入湖径流约占4%,其余24%来自饶河、修水以及其它入湖支流.模型将用于评估流域下垫面或气候变化引起的入湖水量变化,为湖泊水量平衡计算提供依据.     

1850年以来呼伦湖沉积物无机碳埋藏时空变化

湖泊沉积物碳埋藏及其驱动机制是陆地生态系统碳循环及全球变化研究的热点问题之一,但以往湖泊碳循环的研究大多局限于有机碳,较少考虑无机碳的地位和作用.我国干旱-半干旱地区湖泊众多、无机碳储量丰富,在区域碳循环过程中的作用日益突出,因此探讨这些地区湖泊沉积物无机碳埋藏变化对深入理解区域碳循环具有重要意义.本研究通过对内蒙古高原呼伦湖15个沉积岩芯样品无机碳含量(TIC)的测定,结合沉积岩芯210Pb、137Cs年代标尺,分析了1850年以来呼伦湖无机碳埋藏速率时空变化,并揭示了影响呼伦湖无机碳埋藏的主要因素.结果表明,1980s之前,呼伦湖无机碳含量总体维持在相对稳定的低值,1980s之后开始快速增加,且近百年来呼伦湖平均无机碳含量在不同湖区差异不显著.1850年以来呼伦湖无机碳埋藏速率变化范围约为7.10～74.29 g/(m2·a),平均值约为36.15 g/(m2·a),且大体上可分为3个阶段,即1900s以前相对稳定的低值阶段、1900s-1950s期间的快速增加阶段以及1950s以来的波动增加阶段,各阶段无机碳埋藏速率平均值分别约为10.40、26.29和41.00 g/(m2·a).空间上,呼伦湖无机碳埋藏速率整体表现为中部高、南北两端低的分布格局,这可能与湖心水动力条件相对稳定,有利于碳酸盐沉积有关.此外,呼伦湖无机碳埋藏速率与湖区温度变化呈显著正相关,而与周边人类活动影响关系不明显,表明在未来全球变暖背景下,呼伦湖无机碳埋藏速率将进一步增加,湖泊在区域碳循环中的作用将更加显著.     

滇池、抚仙湖、阳宗海长期水位变化(1988-2015年)及驱动因子

水位变化影响湖泊水质、水量和生态系统功能,是研究湖泊演变的重要内容,但目前针对滇中高原湖群水位变化特征还少见系统报道.本文选择滇池、抚仙湖、阳宗海3个滇中高原湖泊作为研究对象,基于1988-2015年实测水位数据和Mann-Kendall趋势检验法评估了3个湖泊水位变化特征;运用RClimDex模型获得了流域极端降水指标,结合其他指标构建了基于极端气象因子的湖泊水位驱动力指标体系;采用主成分-多元回归模型,解析了极端降水、蒸发等气象因子对滇中高原湖泊水位变化的贡献.结果表明：①滇池、抚仙湖、阳宗海水位年际波动不突出.滇池的年平均水位总体略呈上升趋势,年均上升0.025 m.阳宗海和抚仙湖水位无明显变化.②滇中高原湖泊流域的极端降水指数年际变化趋势不明显.滇池的蒸发量呈明显减小趋势,年均减小21.05 mm.抚仙湖蒸发量呈明显增加趋势,平均每年增加5.52 mm.阳宗海蒸发量的变化不明显.③气象指标可解释滇池水位变化的49.7%,滇池水位变化受气候变化和人类活动的综合影响;阳宗海和抚仙湖水位变化主要受气象条件控制,蒸发量、综合降水指标和连续降水指标对阳宗海水位变化的解释率高达93.3%;综合降水指标和干旱状况指标可以解释抚仙湖水位变化的64.5%.极端降水指标对解释高原湖泊水位变化具有重要作用.     

基于水热平衡模型的青海湖水位变化趋势预测

近几十年来,随着气候干暖化,以青海湖为代表的我国内陆湖泊水位持续下降,生态环境问题日益突出,备受世人关注.运用改进的水热平衡模型预测了2050年以前青海湖逐年的湖面蒸发量,并运用多元线性回归的方法估算出流域未来径流量的变化,最终通过水量平衡的方式对2050年以前青海湖水位的变化趋势进行了定量预测.预测表明未来几十年内,青海湖水位会经历先相对稳定再继续下降的过程,2020年以前青海湖水位会相对稳定在3192.7m,之后会继续下降,到2050年约下降到3191.22m,总体上2010-2050年青海湖水位下降趋势将有所缓和.     

南四湖地区水环境问题探析

末次盛冰期（ＬＧＭ）是太阳辐射异常处于极低值,北半球第四纪冰流规模处于峰值,两万年来距人类环境最近但与现代气候有着巨大反差的特殊时期,７０年代以来由于新资料不断积累,气候模拟技术发展,海洋大陆冰流各圈层的相关和偶合,传统的气候指标和新的气候指标的认识和应用,以及区域性和全球性的国际合作,在ＬＧＭ古气候环境领域已经取得了巨大进展,本文根据数个国际ＬＧＭ合作计划研究成果,综述９０年代以来全球对ＬＧＭ研     

Lake Water Resources in the Asian Part of the Russian Federation

Water resources of lakes with natural and regulated hydrological regime are evaluated, and estimates are given to the water resources of artificial water bodies in three federal districts in the Asian part of RF (Ural, Siberian, and Far-Eastern) and the constituent entities of the Federation they contain. The estimates were made by a new procedure, incorporating up-to-date satellite data and functions of Google Earth project. In the Asian part of RF, ~3140000 natural water bodies were analyzed, including ~1170000 lakes >1 ha in area and ~6000 artificial water bodies. Lake water resources in the Asian part of RF amount to 24537 km³, of which ~96% are contained in Lake Baikal. Other 638 km³ are contained in artificial water bodies.     

绍兴鉴湖水域环境功能区区划

通过航片判读,湖泊成因和流域社会经济环境的分析,利用自然地域区块为基础,应用图件叠加法,Ｑ值评价法,环境发展－治理的评价法及质聚类评价法等综合分析,将鉴湖水域划分为四个环境功能区,所划分的功能区成功地应用于鉴湖环境容量和水质规划,并被绍兴环保局在管理上推广应用。     

绍兴鉴湖水域环境功能区区划

研究了２５Ｃ条件上太湖北部湖区水－沉积界面的物质交换．结果表明：五里湖沉积物中的氮,磷和ＣＯＤmn的释放程度明显高于梅梁湖,其ＮＨ４＋－Ｎ、ＤＴＰ和ＤＣＯＤ的平均溶出速率分别人１５８．２,２．０５和２７．８mg／（m2.d）;梅梁湖北部湖区形态氮处于“负释放”状态,ＤＴＰ和ＤＣＯＤ溶出速率分别为０．５８４mg／（m2.d）和８．９mg／（m2.d）,此外,形态氮,磷和ＤＣＯＤＲ的水－沉积物界面物质交换量与底泥中氮,总     

格尔木河中下游-达布逊湖段水化学变化特征研究

1998年8月对格尔木河－达布逊湖流域进行了系统考察,并对其地表水体取样分析后发现,河水水化学分布空间上从源头至湖中逐渐咸化,表现出明显的地貌分区性特征,且东河段水质异常咸化;时间上河水矿化度总体表现为逐年上升的趋势,湖水则相对稳定,作为流域农牧业发展的水源地和近几年格尔木市移民建设的重点地区,其地表水体水化学的时空异常变化应引起足够的重视。     

阳澄湖若干水质资料的分析与评价

根据１９９４年５月于阳澄湖湖区７个采样点水质分析结果,表明湖水中矿化度较高,硬度较大,主要离子以ＨＣＯ３＾－,Ｎａ＾＋为主,分别占阴阳离子摩尔总数的５７．６１％、６３．９％。湖水水型西湖、中湖为重碳酸盐钠组Ⅰ型,东湖为重碳酸盐钠组Ⅱ型水。湖水中Ｎ、Ｐ营养元素丰富,ＮＨ３－Ｎ、ＮＯ２－Ｎ指标与７０年代相比明显增高,表明水体已曹室不程度地轻污染。     

Tracing of Peroxidase Activity in Humic Lake Water

An enzyme assay was developed for studies on peroxidase activities in humic lake water. 3,4-Dimethoxybenzyl alcohol (veratryl alcohol, VeraOH) was used as tracer substrate, and peroxidase (EC 1.11.1.7) activity was measured by high-performance liquid chromatography. The chemical stability of VeraOH and its application as peroxidase substrate was tested under light and dark conditions, different hydrogen peroxide (H₂O₂) concentrations and humic matter contents. VeraOH was stable under low UV radiation at in situ conditions in lake water (<0.010...0.25 kJ m^–2 d^–1), laboratory conditions (<0.05...0.30 kJ m^–2 d^–1), and low (1...100 μM) H₂O₂ concentrations. However, peroxides oxidized VeraOH above 1...10 mM H₂O₂ concentration in sterile Millipore-Q and humic lake water. Dark incubations showed little VeraOH oxidation products. The developed peroxidase assay was tested in the growth medium of Phanerochaete chrysosporium and a bacteria isolate (P.M.D. 20.4.3.1) from mesohumic lake Pääjärvi. Peroxidase activities were also measured in natural microbial communities under standard laboratory and under in situ conditions in humic lake water. Incubation times of about 5 to 12 days were usually needed to record significant (P < 0.05) peroxidase activities, in lake waters. In situ peroxidase activities varied in pelagial surface water (0...0.5 m) on a seasonal scale between 74 nmol L^–1 h^–1 and 273 nmol L^–1 (mean: 176 nmol L^–1 h^–1) and within the water column between 110 nmol L^–1 h^–1 and 800 nmol L^–1 h^–1 (mean: 500 nmol L^–1 h^–1) in polyhumic lake Mekkojärvi.     

Water chemistry in Onega Lake and its tributaries

The results of studies of water chemistry carried out in the water body in 1965–2009 are presented. This period features a considerable industrial and agricultural rise in the lake drainage basin, followed by a decline since the 1990s, manifesting themselves in the dynamics of some hydrochemical characteristics of water bodies. The multipurpose use of Onega Lake is shown to cause its pollution and eutrophication. The results of studies are used to evaluate the major components of the external load onto the lake and trends in variations of chemical characteristics under the effect of natural and anthropogenic factors.     

太湖湖体水环境容量计算

针对太湖风生流的特点,提出考虑风向风速频率修正及污染带控制的水环境容量计算方法,建立了太湖水量水质数学模型,并结合水文水质资料对流场和浓度场进行模拟和验证.在控制单个污染带面积为1～3 km2,污染带总长度为湖岸线长度10%的基础上采用该方法进行计算,计算结果更可靠.太湖CODcr的水环境容量为132727 t/a,TN的水环境容量为7700 t/a.