湖北太白湖孢粉记录揭示的近1500年以来长江中下游地区的气候变化与人类活动

太白湖TN1孔总长153cm岩芯的孢粉组合与炭屑指标,揭示了近1500年以来太白湖流域的植被经历了7个阶段的变化,对引起植被发生这种变化的主导冈素探讨认为,520-1310AD期间,植被变化主要受气候变化的控制,人类活动的影响相对较弱;1310-1710AD期间,人类活动对植被的影响强度增加,为以自然控制为主向人类活动驱动为主转化的过渡期:1710AD以来,植被变化以人类活动驱动为主,反映的气候信号相对较弱.在孢粉组合所反映的气候变化中,具有520-720AD、1050-1310AD和自1950AD以来的三个暖期和720-1050AD、1310-1710AD期间的两个冷期.     

陕西红碱淖近百年来的孢粉记录及环境变化

通过孢粉分析,对陕西红碱淖地区近百年来的环境演化进行了探讨,对比钻孔岩性特征、历史记载和器测资料,验证了孢粉记录在短尺度的高分辨率环境变化研究中的有效性.研究表明,1927年以前,红碱淖地区气候非常干旱,不具备成湖条件,植被类型为典型荒漠;1927-1938年,干旱程度有所缓和,湖盆洼地开始积水成湖,植被类型为小灌木荒漠草原植被;1938-1960年,气候相对好转,环境开始变湿,红碱淖在此相对较好的气候条件下,积蓄了一定的水量,形成比第二阶段更深些的湖泊,植被类型为灌丛草原;1960年前后环境有较大的变化,孢粉图谱很好地反映了1960年前后人类活动与降水增加叠加后对环境及湖泊的影响.在1960-2000年期间,气候比前几阶段有明显改善,环境湿润,湖泊面积在1960年前后迅速扩大后维持较高湖面.植被为典型草原植被;近几年来,湖区环境又开始相对转干,植被发育为以藜科为主的草原植被.     

青藏高原错鄂湖2.8 Ma来的孢粉记录

青藏高原错鄂湖近2.8 Ma来的孢粉组合揭示出7次大的植被类型的演变过程, 反映了至少5次大的构造抬升过程, 分别发生在2.58, 1.87, 1.17, 0.83和0.3 MaBP前后. 在0.8 MaBP以前, 该区的海拔高度一直处在4000 m以下, 之后高原大幅度隆起, 进入了冰冻圈, 奠定了现代高原面的基本格局. 大的植被类型的演替主要是受青藏高原阶段性隆升所控制的.     

固城湖晚全新世以来的孢粉组合及环境变迁

本文依据固城湖GD钻孔系统的孢粉分析资料,将井深6.3m岩心所做的孢粉图式,结合~(14)C测年,从下面上分为8个孢粉组合带,进而论述了4000年来该区的植被发展和气候的4次冷暖交替的变化。4次冷期约为3.0—2.5KaB.P.2.0—1.5KaB.P.、1.0—0.8KaB.P.和0.4Ka以来。此外,还根据沉积物中的硅藻分析、有机质δ~(13)C值、有机碳含量及历史记载等资料,侧重讨论了气候及人类活动对湖泊环境演变的影响。     

青藏高原北部始新世孢粉记录与古环境变化

青藏高原隆起前始新世我国西北内陆的植被生态景观和气候状况对理解青藏高原的隆升和亚洲季风与现代西北干旱气候环境的起源和演化可提供重要的背景信息。通过对位于青藏高原北部边缘酒泉盆地西端火烧沟剖面孢粉记录的研究,揭示出始新世中晚期（40.2-33.4Ma）我国西北内陆总体为显著的行星风系下北亚热带副高控制下的干旱-半干旱荒漠植被生态景观,具体可以划分为4个组合带：白刺粉属-藜粉属-松科花粉组合带（40.2-37.9Ma）;藜粉属-白刺粉属组合带（37.9-34.6Ma）;单、双束松粉属-藜粉属组合带（34.6-33.9Ma）;藜粉属-白刺粉属组合带（33.9-33.4Ma）。各个组合带中喜热分子与耐旱分子含量之间呈现反相关性,即在温度降低时干旱加强,反之则减弱,推测温度降低时全球大气水汽减少,或者南极间歇性冰盖形成所导致的不均一性降温迫使行星风系带向北移动,副高中心靠近研究区,可能是造成干旱增强的原因,反之则干旱减弱。     

沔阳地区一万多年来孢粉记录的环境演变

依据Ｍ１孔孢粉组合特征及＾１４Ｃ年龄数据,结合孢粉数理统计分析,重建了江汉平原沔阳地区一万多年来的古季风气候变迁序列。研究结果表明,该区气候经历了六个阶段的变化。６．７－４．４ｋａＢＰ间。为水热配置最佳时期。夏季降水显著增多;３．９－１２．７ｋａＢＰ,气温有所下降,但有效湿度很高,为古云楚泽扩张时期,其湿度的增加既受锋面降水带的影响,同时恙长江南移,河床迅速抬高有关。约６ｋａＢＰ后,人类活动在本区     

鹤庆深钻孢粉记录揭示的2.78 Ma以来的植被演替与气候变迁

对云南鹤庆盆地737.72 m长的湖泊沉积岩芯进行高分辨率的孢粉研究表明, 2.780 Ma以来鹤庆盆地周围山地的古植被与古气候经历了6次大的变化, 即2.780~2.729 Ma BP, 研究区周围山地主要被松林所占据, 垂直植被带结构简单, 反映气候相对温暖干旱; 2.729~2.608 Ma BP, 寒温针叶林和铁杉林面积增加较多, 已存在结构清楚的垂直带谱, 但根据孢粉组合中生长在低海拔的热带、亚热带成分含量也普遍增加可以推测此期寒温针叶林和铁杉林面积增加主要是由于山体强烈抬升为它们的母体植物提供了向上扩张的空间和生长条件的结果, 相对应的盆地周围较低海拔区气候相对温暖湿润; 2.608~1.553 Ma BP, 研究区周围山地大部分被松林所占据, 寒温针叶林林带上升, 反映气候整体偏暖干; 1.553~0.876 Ma BP, 研究区周围山地的垂直植被带增多, 并且植被带上下迁移的幅度变大, 反映气候变化幅度增加、气候组合特征更加复杂且大部分时期偏冷; 0.876~0.252 Ma BP, 研究区周围山地已存在现今所具有的所有植被带, 各植被带的组成成分较前期更丰富且复杂, 它们在不同时期此消彼长, 互相更替, 而且其上下迁移的幅度是整个剖面中最大的, 反映气候变化的幅度更大但频率降低、气候的组合特征更加复杂; 0.252 Ma BP至今, 研究区周围山地的大部分时期是松林和半湿润常绿阔叶林的扩张期, 其他植被带扩张的时期很短, 反映气候冷暖波动的幅度减小. 在此6次大的古植被与古气候变化背景下, 还存在多次次一级的植被演替与气候波动. 在此基础上, 进一步探讨了鹤庆盆地植被演替与气候变化的驱动机制, 初步认为其主要影响因素是轨道参数等外部因素, 但在2次山地垂直植被带明显增加和3次大的气候转型时, 青藏高原隆升对鹤庆地区的环境变化起了非常重要的作用.     

人类活动对射阳湖的影响

本文通过对众多历史文献和地方志资料的分析来研究人类活动对射阳湖演变的影响,结果表明,秦汉至南宋时期,范公堤,运河对射阳湖由古泄湖向淡水湖的演变影响很大,其中以范公堤尤甚,由于运河决堤次数少,河流堆积于湖区的泥沙量有限,对射阳湖的淤积作用不大;围湖造田对射阳湖的影响也不大,因此古射阳湖的面积还很大,黄河大规模夺淮的700多年间,尤其是明嘉隆以后射阳湖接受了大量黄河所携泥沙的沉积,不断缩小,运堤与湖堤的修建,使射阳湖洪患不绝,填淤加速,开挖河道宣泄内水,以及围湖造田等地使射阳湖日益萎缩,走向分化,解体,至清末射阳湖已成了一个长条状的河道型湖泊,大部分地区已被淤为荡滩沼泽或者被开垦为农田。     

近百年来湖北太白湖沉积通量变化与流域降水量和人类活动的关系

湖泊沉积通量蕴含了流域降水量及人类活动的丰富信息.依据太白湖沉积岩芯210Pb定结果及CRS模式,建立了近百年来的沉积年代序列,对比分析了不同时期沉积通量变化与流域降水量及人类活动的关系.1900-1920、1928、1937-1942、1953-1954年沉积通量较高的四个时段,分别对应于夏季降水较多的1900-1920、1931、1938-1939、1954年,沉积通量增加主要与夏季降水量偏多,被带入湖泊的泥沙量增加有关.1958-1963年,太白湖流域上游兴建三座水库,对洪水及入湖泥沙起到了调蓄作用,自此之后,太白湖的平均沉积通量减小,降水量已不再是影响沉积通量的主导因素;1958-1970年沉积通量较高,主要是太白湖围垦导致的入湖泥沙量的增加及湖泊面积减小所致;1983-1993年沉积通量的增加则反映了农业生产方式由集体转为个体生产模式后,耕作业的快速发展所导致的水土流失的加重.研究结果证明,采用210Pb强度及CRS模式所建立的太白湖近百年来的沉积年代标尺精度较高(误差小于4年),太白湖沉积环境稳定,可采用其沉积指标进行流域及湖泊环境演化重建.     

土地利用和水环境因子对大型底栖动物次级生产力的影响:以东北地区连环湖为例

土地利用和水环境因子是影响湖泊生态系统的关键因素,探究大型底栖动物次级生产力受环境因子的作用机制,可揭示底栖动物栖息地的生态系统与外源环境的关系。为了解土地利用和水环境因子对大型底栖动物次级生产力的影响,2020年对连环湖13个主要湖泊的土地利用类型及6、8和10月的大型底栖动物、水环境因子进行调查,共采集到大型底栖动物75种,隶属于3门32科56属,其中优势种属及重要种属以摇蚊幼虫和腹足纲为主,前突摇蚊(Procladius sp.)为第一优势种。主成分分析表明,土地利用及水环境因子具备明显的时空梯度,而大型底栖动物次级生产力也存在明显的时空变化。春季、夏季、秋季次级生产力和P/B值分别为5.65、6.06、4.31 g/(m²·a)和2.74、2.55、2.40 a^-1,其中春季次级生产力集中于东北部湖区,龙虎泡集中于湖心区;夏季次级生产力逐渐向各湖区扩散,龙虎泡整体偏低;秋季次级生产力集中于西北部及东南部湖区,龙虎泡集中于东北部湖区。P/B值随季节的推移呈现由东部湖区向西部湖区逐渐递增的趋势,而龙虎泡始终集中于南部湖区。次级生产力和P/B值的结构分析表明,春季次级生产力主要由腹足纲构成,进入夏、秋季后以双壳纲对次级生产力的贡献最高。其中腹足纲、双壳纲、摇蚊幼虫和寡毛纲次级生产力主要集中于北部湖区、东南部湖区、中部湖区和龙虎泡,而甲壳纲仅出现于阿木塔泡。寡毛纲和双壳纲P/B 值随季节的推移逐渐降低,摇蚊幼虫和腹足纲P/B 值呈先升后降的趋势。通径分析表明,pH、人造地表和叶绿素a是影响年均大型底栖动物次级生产力的关键环境因子。典范对应分析表明,总磷和电导率是影响不同季节大型底栖动物次级生产力的重要环境变量。耕地、人造地表与总磷、电导率和悬浮物呈显著正相关,农业生产和城镇建设的增加是连环湖呈富营养化状态的重要原因,且此现象已对大型底栖动物次级生产力形成威胁。未来应通过控制农业面源污染、秸秆腐熟还田、鼓励粪便施肥、科学规划用地等措施改善连环湖流域的生态环境,以促进大型底栖动物资源合理的开发利用。     

枝角类亚化石揭示的湖北太白湖过去百余年环境演变

近百年来长江中下游地区的浅水湖泊经历了气候变化及日益增强的人类扰动,造成了普遍的湖泊富营养化、水动力条件和水生生态系统的状态转变,水体的生态服务功能明显退化.枝角类作为一种重要的水生生物,敏感地响应于湖泊及其流域的环境变化,但目前对亚热带湖泊中的枝角类亚化石的环境指示意义,与其它古生态指标如硅藻、摇蚊等对环境变化的响应差异尚未明确.因此,本文以浅水湖泊太白湖为研究对象,结合流域历史资料和监测数据,基于沉积岩芯中枝角类群落过去百年来的期演化序列,重建了近百年来太白湖的历史环境演变过程及机制.对比硅藻及摇蚊的群落演化特征,探讨了多门类古生态指标对环境变化的响应差异.本文重点讨论了枝角类对湖泊鱼类产量指示意义及利用枝角类亚化石来重建历史环境的应用前景及不足.     

1960年以来气候变化与人类活动对鄱阳湖流域生态径流改变的影响

基于鄱阳湖流域五河水文站1960-2013年逐日径流量和14个国家级气象站的日气象数据,本文利用长短记忆模型框架构建神经网络模型来开展鄱阳湖流域的径流过程模拟,结合生态赤字与生态盈余等生态径流指标,定量分析了鄱阳湖流域的水文变异特征.同时,利用差异化的情景模拟方式,定量区分了人类活动和气候变化对鄱阳湖流域生态径流变化的...     

湖北梁子湖近百年来环境演变历史及驱动因素分析

湖泊生态系统的修复必须建立在历史生态环境演化过程与驱动机制认识的基础之上.针对草型湖泊演化历史研究相对不足的现状,以长江中游典型草型湖泊梁子湖为研究对象,结合210Pb和137Cs年代测试,通过对沉积柱高分辨率的多指标分析(硅藻、元素地球化学和粒度)以及流域历史资料重建近百年来梁子湖生态环境的演化过程,并在此基础上利用冗余分析定量区分影响该湖泊生态环境演化的关键驱动因子.结果显示,沉积物总磷和重金属元素Cu是影响该湖泊生态环境演化的2个显著变量,它们分别单独解释硅藻组合的12.7%和8.5%变率.这表明近百年来人类活动引起的营养输入对梁子湖生态环境演化起关键性作用,而重金属污染也是影响梁子湖环境演变的重要因子.本研究结果可以为梁子湖及长江中下游其他类似湖泊的环境治理提供科学依据.     

近30年来鄱阳湖生态系统服务变化

鄱阳湖是我国最大淡水湖,在维持区域生态安全和生态平衡中发挥重要作用.为了解近30年鄱阳湖生态系统服务变化情况,本文对已有文献与监测数据进行收集整理,直接获取鄱阳湖水资源供给、渔业资源供给、水环境净化服务数据,通过输沙量法、Berger-Parker优势度指数计算泥沙淤积调控和生物多样性维持服务,利用RMSD方法分析19922014年鄱阳湖生态系统服务关系.结果表明:(1)渔业资源供给和水环境净化服务不断下降,水资源供给和泥沙淤积调控服务在2010s有所恢复;(2)冬候鸟种类和数量增加,鱼类种群结构逐渐恢复,但Berger-Parker指数总体上升;(3)浮游植物、底栖动物多样性上升,浮游动物多样性下降;(4)不同时间尺度各服务间均为高权衡关系,水环境净化服务相对收益始终高于其他服务.     

近50年来内蒙古查干淖尔湖水量变化及其成因分析

内蒙古查干淖尔湖是位于季风边缘区干旱与半干旱过渡带的封闭湖泊,对气候变化响应极为敏感.利用1958-2010年的查干淖尔湖21期遥感影像以及湖泊流域1955-2010年的3个气象站点和1个水文站点的气温、降水、蒸发和径流等数据,分析查干淖尔湖近50余年的湖泊水量、面积/水位波动及其原因.结果表明,近50年来在区域气候暖干化的背景下,查干淖尔湖不断萎缩,流域生态环境退化.1958-2010年湖泊容积以2×106m3/a的速度锐减66.9%(从124.1×106m3降到41.1×106m3),湖泊面积缩小73.3%(从105.3 km2降到28.1 km2),平均缩减速度为1.8 km2/a;流域年均气温上升了2.5℃,年降水量下降了36.6 mm.湖泊水量与流域气温和蒸发量显著负相关.查干淖尔湖分为东西两部分,中间由天然堤坝相连,东湖在水闸的人为控制下水位波动范围不超过1 m.西湖水位波动则相对剧烈,湖面下降7.6 m,于2002年彻底干涸,湖盆裸露,已成为盐尘暴、沙尘暴源地.     

近200年来湖北涨渡湖对江湖联通变化的环境响应

江湖联通状况对湖泊生态系统有着重要影响,但是由于缺乏长期的生态水文监测数据,湖泊系统对其响应的过程与机理仍缺乏认识.本研究选择长江中下游地区典型湖泊——涨渡湖,结合该湖一沉积短柱的²¹⁰Pb、¹³⁷Cs年代测试,通过高分辨率的多指标分析(硅藻、元素地球化学和粒度),揭示近200年来湖泊生态系统对该湖与长江之间联通关系改变的响应过程.与历史文献记载一致,古湖沼学记录揭示出该湖与长江的联通状况经历了3个阶段.1)江湖联通期(1954年以前):该湖与长江自然相通,江湖水体交换频繁,丰富的贫营养浮游种Cyclotella bodanica表明该湖长期处于低营养及湖泊水位相对较高的状态.2)江湖隔绝期(1954 2005年):随着湖坝的兴建,江湖联通关系被隔绝,湖泊换水周期变长,透明度降低,喜好扰动环境的Aulacoseria granulata大量生长.相应地,富营养硅藻的增加、高TOC含量以及较高的沉积物TP、TN浓度表明,该湖营养水平逐渐升高.特别是近20年来,较高含量的富营养硅藻种——C.meneghinena、A.alpigena、Nitzschia palea、Surirella minuta和地球化学记录,包括TOC含量和沉积物TP、TN浓度,表明该湖富营养化程度加剧.3)江湖季节性联通期(2005年后):硅藻以附生种、底栖种为主,但仍有一定含量的富营养化属种,且TOC含量以及沉积物TP、TN浓度仍然保持较高水平,表明富营养程度有所缓解.古湖沼学和历史记录都揭示了自该湖与长江无连通后其生态状况的快速退化、重新联通后生态状况有所好转.因此,在长江中下游洪泛平原区,江湖关系的重新联通将是减轻湖泊生态压力的有效手段.