全球变化与陆地系统综合集成模拟——新一代陆地生态系统动态模型(DLEM)

人类社会从陆地生态系统获取生产和生活资料的同时也作为一种干扰形式改变着地气之间的动态平衡。这三个既独立又相互耦合的子系统共同组成了一个复杂的陆地系统。如何深入理解这一系统的过程和机制是人类应对气候变化挑战的前提条件。陆地生态系统模型作为一种集成工具,已广泛应用于全球变化研究的各个领域,但从输入数据到模型结构和过程等诸多方面仍存在很大的不确定性。近年来,随着大气和地面生态观测网络的不断完善以及遥感等空间技术的不断强大,使陆地生态系统模型进一步发展和突破成为可能。新一代多因子驱动的陆地生态系统动态模型(DynamicL and Ecosystem Model,DLEM)正是在这一背景下应运而生的。本文旨在介绍DLEM的主体框架、输入输出变量、关键过程、主要功能和特点。     

积极推进“四位一体”建设 促进梁园区生态农业可持续发展

改革开放以来,梁园区农业获得了巨大的发展。同时,也面临着严峻的挑战。首先,生产过程中大量运用农业机械,大量施用化肥、农药,在农业劳动生产率大幅度提高,农产品产量大幅度增长的同时,农产品化肥、农药残留量的增多使农产晶食用安全性受到严重影响。其次,养殖业的快速发展,在增加农民收入的同时,由于大量畜禽粪便得不到及     

中国耕地变化驱动力分区研究

耕地变化机制是土地利用/土地覆盖(LUCC)研究的重要问题之一. 文中依据1980年代末和2000年两期土地利用遥感调查数据, 应用地理信息系统(GIS)和遥感技术对全国近期耕地变化与自然、社会经济状况进行综合分区研究. 研究发现, 各地区耕地减少和增加是在地理背景制约下,气候系统和社会经济系统变化共同驱动下发生的. 但引起耕地变化的驱动机制具有显著的区域差异, 在中西部地区自然条件的制约和推动起主导作用, 而在东部较发达地区, 社会经济、政策的驱动起主要作用. 耕地面积减少状况在全国范围内普遍存在, 其主导因素包括：招商引资和对外开放政策背景下的开发区建设、城市化导致的产业结构变化和城镇扩张、人民生活水平提高导致的就业观念的改变、气候变化导致的耕种收益的下降、交通条件的改善等等, 这些因素相互作用、相互依赖, 共同导致了中国近年来耕地大量减少的局面. 耕地增加则主要由于农民集体或个人为增加收入, 并在气候条件允许下, 开垦林地、草地或未利用地. 对LUCC驱动机制的研究建立在耕地变化综合分区的基础上, 不仅考虑区域内部的自然与人文因素, 而且还充分考虑了区域外部自然与人文因素的影响作用, 并以定量化的指标反应了各种不同因素对耕地变化的影响作用水平, 本研究可以为综合地理分区与土地利用变化驱动机制研究领域提供一种新的研究方法和思路.     

不同类型地热水硼的地球化学特征及对地热系统成因机制的指示

硼是地热流体中较为保守的元素,经常伴随地热系统出现,研究其来源对揭示不同类型地热系统成因机制有重要作用。分别选取了我国高温与中低温地热系统中较为典型且具有异常高硼浓度的西藏搭格架和宁夏银川盆地地热系统,研究了不同类型地热系统地热水中硼的来源及其相关的地球化学过程。结果表明搭格架中性和弱碱性地热水中硼主要来源于围岩的溶滤与岩浆流体的贡献,搭格架酸性地热水中的硼则主要来源于地下浅层冷水的输入;而银川地热水中硼则主要来源于深层古沉积水的补给。在此基础上,结合区域地质背景及地热水的水化学特征,讨论了不同类型地热系统的成因机制。研究结果表明,地热水中硼的地球化学特征具有识别不同类型地热系统成因机制的潜力。     

新安江水库(千岛湖)热力学状况及热力分层研究

利用2012年1-12月在新安江水库(千岛湖)6个点位的每月一次的水温及其他环境因子的周年观测资料,分析了水库水温逐月变化、季节变化、垂直分布及温跃层的形成与变化,探讨了温跃层特征量(温跃层深度、厚度、强度)与表层水温、水体透明度的关系.新安江水库表层和中层水温与气温存在显著的线性相关,又以表层水温线性关系最好,而下层水温与气温没有显著相关性,说明下层水温受气温的影响很小,全年处于相对恒温状态.水库表层和中层水温逐月变化明显,呈现夏季最高、春秋季次之、冬季最低的变化趋势,其中中层水温最高值出现的季节较表层水温明显后延,下层水温没有明显的逐月变化和季节变化.水温垂直分布显示,4个季节均存在不同程度的温跃层和温度分层现象,其中水深最深的大坝前水温分层最明显.小金山、三潭岛和大坝前3个典型点位从春季的4月份到冬季的2月份温跃层深度由1.61±0.47 m逐渐增加至39.37±5.35 m,而温跃层厚度和强度则在夏季最高、冬季最低,温跃层随着季节的变化呈现增强稳定减弱消失的周期变化.温跃层深度与水体透明度存在显著正相关,与表层水温存在显著负相关,并基于透明度和表层水温建立温跃层深度的多元线性回归模型.     

太湖真光层深度的计算及遥感反演

真光层是浮游植物进行光合作用的水层,真光层反演有利于初级生产力的进一步估算.利用2007-01-07和2006-084-01两期陆地卫星TM数据与同步水质参数数据,建立太湖水体非色素颗粒物浓度和叶绿素a浓度的反演模型,反演出太湖冬、夏两季的非色素颗粒物、叶绿素a浓度.然后根据在太湖建立的真光层深度与非色素颗粒物、叶绿素a浓度之间的关系模型,计算得到太湖冬、夏两季真光层深度空间分布.结果表明,就整个湖区而言,冬季真光层深度变化范围为0.27-2.28m,均值为0056±0.22m,夏季真光层深度变化范围为0.21-2.03m,均值为0.98±0.24m.从空间上看,冬季时真光层深度的变化规律为:南太湖<西部沿岸<湖心区<胥口湾<贡湖湾<梅梁湾<东太湖<竺山湾;夏季时的变化规律为:西部沿岸<梅梁湾<东太湖<湖心区<贡湖湾<竺山湾<南太湖<胥口湾.从季节上看,夏季真光层深度显著大于冬季,但不同湖区真光层深度季节变化也存在一定差异,其中梅梁湾、贡湖湾、西部沿岸、湖心区、胥口湾、南太湖夏季真光层深度大于冬季,而竺山湾和东太湖夏冬变化则不是很明显.     

暴雨事件对千岛湖CDOM及颗粒物吸收光谱特征的影响

为了研究暴雨事件对千岛湖有色可溶性有机物(CDOM)和颗粒物吸收光谱的影响,利用2016年暴雨前(3月1-6日)和暴雨后(4月6-11日)采集的水样,对暴雨前、后千岛湖水体CDOM、浮游藻类和非藻类颗粒物的吸收光谱特征进行分析,探讨暴雨事件对其造成的影响.结果表明:千岛湖作为典型的深水型内陆湖泊,其CDOM、浮游藻类颗粒物和非藻类颗粒物的吸收强度较太湖等浅水型湖泊弱.暴雨前,CDOM光谱吸收系数aCDOM(λ)值在0~0.6 m-1范围内变化,其光谱拟合系数SCDOM的均值为0.0158±0.00145 nm-1.暴雨前浮游藻类光谱吸收在总颗粒物中占主导,aph(λ)在0~0.35m-1范围内变化,非藻类颗粒物光谱吸收系数aNAP(λ)在0~0.15 m-1范围内变化,其光谱拟合系数SNAP均值为5.62±0.57μm-1;暴雨后CDOM光谱吸收系数aCDOM(λ)值在0~1.6 m-1范围内变化,其光谱拟合系数SCDOM的均值为0.0157±0.00101 nm-1.暴雨后浮游藻类光谱吸收系数aph(λ)在0~2.5 m-1范围内变化,非藻类颗粒物光谱吸收在部分区域已占据主导地位,aNAP(λ)在0~0.8 m-1范围内变化,其光谱拟合系数SNAP均值为5.72±0.68μm-1.由CDOM吸收特征值相对分子质量M值得出,暴雨前、后千岛湖不同区域CDOM组成都以富里酸为主,且暴雨前M值分布较均匀,暴雨后M值呈现从新安江向缓冲区、东南区递增的趋势,这说明西北区随暴雨输入的腐殖酸增加了CDOM的相对分子质量.暴雨对SNAP值影响较大的区域为西北区、西南区、东北区,对西南区影响最小.本研究为使用光学手段深入探讨暴雨事件对千岛湖水环境的影响提供重要依据.