地球系统科学时代的湖泊科学

湖泊科学是地球系统科学的一个分支,对应传统的湖沼学,其概念内涵已经发生了巨大变化,并且深深地刻上了"流域"与"生态系统"的印记。本文系统梳理了地球系统科学框架下湖泊科学的研究特点、学科体系、发展现状以及研究热点,并结合文献计量手段,对近50年来湖泊科学的总体情况、研究主题以及学科发展未来态势进行了定性与定量分析。研究表明,湖泊科学是一门古老而年轻的综合性学科,发展态势良好,其学科体系目前正处于不断的发展完善之中;建立从"湖泊水体"到"湖泊流域系统"再到"自然-社会综合系统"的湖泊科学研究发展新思路,实现从湖泊专门研究层面向复杂系统层面延伸。我国的湖泊科学研究发展迅速但仍处于起步阶段,在理论和方法上亟待原始创新,形成具有自身特色的、系统的、综合的研究体系和完善而实用的学科服务功能。     

松嫩平原湖泊水质演化研究

以松嫩平原湖泊为研究对象,2008年6～8月对27个湖泊水体总氮、总磷、高锰酸盐指数等指标进行了测试和分析。结果显示,松嫩平原湖泊水体高锰酸盐指数、总磷含量和总氮含量普遍较高。湖泊营养状态综合评价结果表明,27个湖泊中只有牛心套宝泡水体处于中营养状态,其营养状态指数为53.69,目前其他湖泊营养状态指数均高于54,都已呈富营养化状态。不同时期月亮泡、查干湖水质指标的对比显示,这两个湖泊水体的总磷含量和总氮含量都有所上升,富营养化程度加剧。     

大湖迷踪--丹阳湖的传说

说到中国五大淡水湖,几乎人人知晓,它们是长江、淮河流域从西向东分布的五个面积巨大的淡水湖泊,有的面积甚至达到数千平方千米,如鄱阳湖、洞庭湖。不过,在长江中下游地区,历史上曾经有一个面积达4000多平方千米的超级大湖,现在的五大湖跟它比可是小巫见大巫,它就是地处南京以南的丹阳湖。近千年间,这个古湖竟谜一般的消失了,其间究竟发生了什么?我们将从相关历史记载和地质资料中一探究竟。     

湖泊沉积物甲烷的产生和氧化研究的意义及应用

甲烷(CH4)对全球变暖的贡献仅次于二氧化碳(CO2),百年尺度上单分子CH4的增温潜势是CO2的28~34倍。湖泊被认为是重要的CH4释放源。沉积物中CH4的产生和氧化影响湖泊CH4的释放,是湖泊碳循环的重要组成部分。本文介绍了湖泊沉积物CH4产生和氧化的过程,分析了影响因素和机制;总结了湖泊富营养化和全球变暖对CH4产生和氧化的影响。最后提出,未来在研究方法上应注重室内模拟和野外观测相结合,在区域尺度上加强湖泊沉积物CH4产生和氧化的驱动机制研究。     

若尔盖RM孔揭示的青藏高原900kaBP以来的隆升与环境变化

通过对青藏高原迄今为止最深的全取芯井,即若尔盖盆地RM孔湖泊沉积物环境多代用指标的综合判识,重建了900kaBP以来盆地的古气候古环境演化序列.根据该孔的沉积特征、沉积旋回的结构,以及沉积速率的变化,结合环境冷暖、干湿的组合特点,分辨出900kaBP以来高原东部3次明显的隆升加速时期,也即800,360及160kaBP.同时对青藏高原3次构造加速抬升在全球变化背景下的环境效应作了初步探讨.     

中国不同区域30 000aB.P.以来湖泊水量变化特征

中国晚第四纪湖泊数据库1) 详细记录了我国不同区域湖泊水量变化信息。该数据库的湖泊古水量变化数据 ,是建立在对逐个湖泊钻孔、剖面沉积物性质、水生植物花粉及其他微体生物组合与丰度的变化、湖泊和盆地内地貌证据、考古及历史文献记载等的系统分析上。该数据库尽可能综合多项证据 ,对湖泊过去水量状况做出统一的解释。同时为了与全球其他古湖泊数据库一致 ,尽可能系统地排除那些受非气候因素 (如洪水、火山活动、构造运动、流域侵蚀、人类活动等 )、非直接气候因素 (如冰川融水、海面升降、跨流域地下水 )影响的湖泊水量记录。因此该数…     

长江中下游不同类型湖泊沉积物营养盐 蓄积变化过程及其原因分析*

在长江中下游的洪湖、太湖、巢湖采集了沉积柱样,测定了总有机碳、总氮、磷,并采用²¹⁰ Pb和¹³⁷ Cs定年。洪湖1950年以来沉积物中营养元素急剧增加,巢湖在20世纪70年代以来营养元素开始增加,而在太湖中则为80年代。结果表明草型湖中有机质增加比藻型湖迅速,洪湖湖泊沉积物有机质迅速增加与围垦活动开始时间一致。沉积物中总磷的变化不如总有机碳、总氮的变化规律性明显。洪湖两钻孔总磷背景值为0.7~0.8g/kg,太湖钻孔其总磷本底为0.6g/kg,梅梁湾大量钻孔表明总磷本底在0.5g/kg;巢湖的则更低。对比湖泊类型来看,目前为藻型湖的沉积本底磷偏低,而目前为草型湖的沉积本底磷偏高,这可能与不同生态类型湖泊营养元素的生物地球化学循环与积累的方式有关。     

中国不同区域30000aB.P.以来湖泊水量变化特征

天然气水合物是白色似冰状晶体物质 ,由水分子构成晶体格架将气体 (通常为甲烷—ＣＨ4 )分子捕获其中的笼型化合物。其形成需要特定的低温、高压条件和充足的ＣＨ4 (天然气 )供给。地球上满足以上条件的地区有永久冻土带和水深大于 3 0 0～ 5 0 0ｍ的水体 (包括海洋和深湖 )。天然气水合物是一种处于亚稳状态下的物质 ,当温度升高或压力降低时会造成其分解释放ＣＨ4 气体 ,标准条件下 1ｍ3 水合物可释放出 1 6 4ｍ3 ＣＨ4 气体。ＣＨ4 是大气中含量仅次于二氧化碳 (ＣＯ2 )的温室气体 ,其温室效应潜力是同等重量ＣＯ2 的 2 0倍 ;天然气水合物中所含ＣＨ4 是大气中所含ＣＨ4     

黄土地层精确时间标尺的建立——以三门峡黄土地层研究为例

厚度153m的曹村剖面出露了厚145m的完整黄土地层,为L₁-L₃₃的连续风尘沉积,为黄土高原东南部三门峡地区黄土地层的代表。建立曹村黄土地层的精确时间标尺,不仅能在千年时间尺度下探讨黄土高原古季风变迁,而且着眼于全球古气候变化开展海陆对比研究。本文对现有的4种时间标尺模式进行了介绍,应用磁化率模式和粒度模式开展了三门峡黄土时间标尺研究,并进行了校验,说明了几种模式建立曹村黄土时间标尺的可行性。      

中国古湖泊水位记录及末次间冰阶以来大气环流变化

单个湖泊的水位波动是流域范围内水量平衡的综合体现,而区域一致的湖泊水位波动可以指示区域降水和有效降水的变化,并进而反映水汽输送与大气环流的空间格局,综合大范围湖泊水位波动数据,建立相应的古湖泊水位数据库,来定性恢复区域乃至全球的古气候状况,这已成为第四纪科学研究领域最有成效的途径之一。