近30年来太湖流域湖泊岸线形态动态变化

湖泊的岸线特征是表征湖泊形态特征的一项重要内容．本文应用分形理论中的计盒维数,基于岸线长度与面积 关系的分形维数及岸线发育系数,对太湖流域主要湖泊的湖泊岸线变化进行了研究．结果表明,分形维数可以更好的对 湖泊岸线进行量化描述,太湖流域主要湖泊的岸线具有自相似性;近30年来,太湖流域湖泊的岸线曲折度降低,岸线长度 减少,岸线结构趋于单调．     

巴丹吉林沙漠湖泊季节变化的遥感监测

利用2001年12月28日、2002年3月18日、7月24日、9月26日、12月15日五期ETM+遥感影像,提取了巴丹吉林沙漠湖泊年内季节变化信息,并分析了湖泊季节变化的统计特征与空间分布特征.结果显示,巴丹吉林沙漠湖泊总面积和数量随季节更替呈现出明显的统计特征与空间分布特征.湖泊总面积和数量在当年春、夏、秋、冬季均依...     

我国湖泊水文学研究进展与展望

湖泊是地球表层水体的重要组成部分,在区域社会经济发展和生物多样性保护等方面发挥着不可替代的作用.气候变化和高强度的水资源开发利用等,导致湖泊物理、化学特性在时空格局上发生显著的变化,引起一系列的社会、环境、气候等响应.湖泊水文学研究湖泊水文要素及其时空变化特征、平衡关系与变化规律,在水文过程演变与归因解析、湖泊洪旱发生机理与调控、湖泊资源评估与可持续利用等方面,解决了众多理论和实践问题,为区域发展提供了强大支撑.本文评述了近50年来我国湖泊水文学的发展与研究进展,重点阐述湖泊水量平衡与水量变化、湖泊水动力与水文过程调蓄、湖泊极端水文事件成因、湖泊水文遥感反演等方面的研究进展,展望了湖泊水文学的未来发展趋势.     

城市湖泊时空演变的遥感分析——以武汉市为例

在GIS技术支持下,以多时相Landsat TM/ETM 遥感影像为数据源,利用NDWI指数提取武汉市1991年、1995年、2000年、2002年的湖泊水域面积信息,引入湖泊萎缩强度等测度指标,从时空两方面对主城区湖泊水域变化和26个主要湖泊的发展演化特征进行了系统地分析.结果表明,从1991年到2002年,武汉市主城区湖泊水域面积急剧减少,达38.67km2;主要湖泊水域的面积变化具有时空分异特征,湖泊萎缩变化与湖泊所处地区的城市建设水平、道路交通规划、政策导向等因素密切相关.分析认为,城市湖泊转变为公园后,萎缩现象得到明显遏制,通过立法加强湖泊保护力度并尽早制定城市湖泊的规划管理措施,是保护武汉幸存湖泊的有力手段.     

中国湖泊生态系统突变时空差异

人类活动的加强导致湖泊生态系统发生"突变",造成生物多样性下降、藻类暴发、水质恶化等等环境和生态问题.中国许多湖泊已经发生"突变"或面临着突变风险.获悉湖泊生态系统发生突变的时空差异对于区域湖泊的保护,预防湖泊突变的发生以及制定合适的修复策略至关重要.本研究收集了中国55个不同区域湖泊的古湖沼学数据,探讨了湖泊突变的区域特点.研究确定了湖泊生态系统发生突变时间和区域差异,并揭示了空间差异的原因.结果表明,中国湖泊生态系统突变时间的区域分异特征为:长江中下游湖泊最早出现突变;东部和东北湖区湖泊突变时间明显早于西南、内蒙古和新疆湖泊;各湖区内,城郊湖泊突变时间早于乡村湖泊.人类活动强度是造成湖泊突变时空差异的主要驱动力.研究认为,区域人类活动强度影响了湖泊生态系统的演化进程,造成了中国湖泊生态系统突变的区域差异.本研究从生态系统突变的角度,利用古湖沼学综述了中国湖泊生态系统在人类活动下的演化进程,更深刻地认识了中国湖泊现状,为湖泊保护提供了有力的科学依据.     

动态聚类分析与太湖水质分区

以总硬度、pH、溶氧、化学耗氧、总氮、总磷、浮游植物、透明度8项指标为依据,参照现行湖泊营养类型划分标准,应用fuzzy聚类分析方法对我国42个主要湖泊聚类并划分其营养类型,同时对各类型的指标特征进行了分析。结果表明:在相似水平λ=0.69下,42个湖泊共聚为13类。其中,中、富营养型有较强的相似性,其差异显著的指标为总氮、总磷和化学耗氧量;贫营养型湖泊相似性差,其共同特征是指标中一项或数项显著异于一般营养范围。聚类结果与传统分类基本吻合。     

遥感技术在古丹阳湖演变研究中的应用

运用适合于湖泊演变研究的遥感图像处理方法,从遥感图像的色调、结构、纹理入手,探讨了不同湖泊演变类型的遥感影像特征和差异性并结合多种历史图件与资料,阐述了古丹阳湖演变的规律,其结果对研究我国东部平原地区湖泊的形成及演变规律有积极意义。     

湖泊数据库数据结构详析

湖泊数据库为湖泊科学定量化研究、宏观决策分析提供了丰富的基础数据。对于如何提取数据库信息，为应用目的服务，必须了解湖泊数据库数据结构。本文概略地描述了湖泊数据信息种类，分析了湖泊空间信息和非空间信息的数据结构，尤其对关系数据库数据文件作了详细剖析，给出了调用数据文件的Ｃ语言源程序。     

大兴安岭四方山天池全新世以来沉积物正构烷烃分布、单体碳同位素特征及古环境意义

对位于大兴安岭中北段四方山天池全新世以来湖泊沉积物中正构烷烃的分布特征及其单体碳同位素组成进行了讨论分析.结果表明,正构烷烃碳数分布范围为nC_(17)~nC_(33),绝大多数样品具有单峰型的分布特征,少数样品呈现双峰型分布特征,单峰型以nC_(27)为主峰,双峰型分布中前峰群以nC_(21)为主峰、后峰群以nC_(27)为主峰;短链正构烷烃(nC_(21))奇偶优势不明显,中链(n C23~n C25)和长链正构烷烃(nC_(27))具有明显的奇碳优势;正构烷烃的分布特征揭示四方山天池湖泊沉积物中的有机质来源于陆生植物和水生植物的共同输入,并以陆生植物贡献为主.全新世以来,四方山天池湖泊沉积物中长链正构烷烃单体碳同位素值(δ~(13)C_(27~31))逐渐偏负,与太阳辐射的变化表现出明显的一致性,表明在轨道尺度上该区域的有效湿度的逐渐增加主要受太阳辐射的控制,湖泊水位的变化则既受到西太平洋副热带高压和鄂霍次克海高压相对位置的影响,又受到东南季风和东北季风势力强弱的制约.根据多种气候代用指标的变化,全新世以来四方山天池湖泊环境及其区域气候演化可以划分为5个阶段:(1)11.2-8.0 ka BP:区域有效湿度较低,陆生C_3植物中木本植物比例略有增加,湖泊水位频繁波动,湖泊初级生产力下降,湖泊营养状态发生贫化;(2)8.0-6.4 ka BP:区域有效湿度增加,陆生C_3植物中草本植物比例略有增大,湖泊水面收缩、水位下降,湖泊初级生产力变化不大,湖泊营养状态较为稳定;(3)6.4-3.4 ka BP:区域有效湿度比上一阶段更高,陆生C_3植物中木本植物扩张,草本植物比例相对收缩,湖泊水位上升、水面扩大,湖泊初级生产力增加,湖泊营养状态发生好转;(4)3.4-2.4 ka BP:区域有效降水量继续增加,陆生C_3植物中草本植物比例升高,湖泊水位下降、水面收缩,湖泊初级生产力下降,湖泊营养状态发生贫化;(5)2.4-0.9 ka BP:区域有效湿度较高,陆生C_3植物中木本植物逐渐增加,湖泊水位上升、水面扩张,湖泊初级生产力增加,湖泊营养状态有所好转.四方山天池湖泊沉积物所记录的全新世以来区域气候环境演化历史,既与中国东北地区其他高分辨率气候记录有较好的一致性,也存在着差异性,表现出独有的区域气候特征.     

全球晚第四纪湖泊数据库的研究

湖泊水位升降反映了流域降水与蒸发的水量平衡变化,古湖泊变化能够提供晚第四经以来降水和湿度变化的气候信息,区域性湖泊水位的同步变化可以过滤掉个别湖泊受局部地域影响的水面变动,从而反应出较大范围的气候变化,建立区域性乃至全球性的古湖泊数据库反映这样的客观要求,目前,湖泊数据库大陆尺度上恢复晚第四纪以来大气环流类型和在对比全球古大气环流模型中发挥着积极作用,本文通过作者近年来对对欧洲古湖泊数据库的研究,     

地震活动性的层次模型及推导的地震活动经验公式和分维性质

文章从一个简单的地震活动层次模型出发，推导地震活动性中几个经验公式以及地震活动的时、空和震源大小分维性质。研究结果表明：（１）震级和频度关系式即Ｇｕｔｅｎｂｅｒｇ－Ｒｉｃｈｔｅｒ公式中的比例系数ｂ值等于震级和平均震中距关系式中的比例系数ｂ１的２倍，并且ｂ值也等于震级和平均时间间隔关系式中的比例系数ｂ２。（２）平均震中距分维值为２，平均时间间隔分维值为１，震源大小分布的分维值的２ｂ。     

世界咸水湖的物理与化学特性

本文根据近年来有关咸水湖的研究文献,介绍了咸水湖的概念、地理分布和湖盆的成因。进而从咸水湖的光学特性和热学特性两个方面阐述了湖泊的物理特性;从湖水盐度、蒸发和盐度、盐分来源,湖水的化学成分和类型以及盐湖的演化等方面说明咸水湖的化学特点;最后,从盐类沉积和古气候古环境关系的角度出发,指出咸水湖的古湖沼学研究在过去全球变化历史的重建中具有巨大的潜力,是全球研究体系中不可缺少的部分。     

A modeling approach for assessing the effect of multiple alpine lakes in sequence on nutrient transport

The effects of a single lake on downstream water chemistry may be compounded by the presence of additional lakes within the watershed, augmenting or negating the effects of the first lake. Multiple, linked lakes are a common feature of many watersheds and these resemble reactors in series often studied in engineering. The effects of multiple lakes in series on nutrient transport are largely unexplored. We populated and calibrated a simple lake model to investigate the role of a sub-alpine lake (Bull Trout Lake (BTL), Rocky Mountains, USA) on the transport of the macronutrients during the summer of 2008. Further, we developed a sequential model in which four identical lakes (copies of the BTL model) were connected in series. All lakes in the sequence retarded the flux of nutrients, thus slowing their transport downstream. The first lake in the sequence dramatically altered stream water chemistry and served as a sink for C and P and a source of N, while additional lakes downstream became sources of C, N and P. Although additional downstream lakes resulted in important changes to water chemistry and nutrient transport, the nature of the changes were similar from Lakes 2 to 4 and the magnitude of the changes diminished with distance downstream. Our lake model served as an effective tool for assessing the nutrient budget of the lake and the hypothetical effect of multiple lakes in sequence in a landscape limnology framework.     

The Hierarchy Model of Seismicity:Its Empirical Relationships and Fractal Natures

Starting from a simple hierarchy model of seismicity,some empirical relationships of seismicity and the fractal natures of its time and space and of the source size of earthquakes have been derived in this paper.From the results,some conclusions can be drawn as follows.First,the coefficient b in the Gutenberg-Richter relationship is equal to 2bt where bt is the coefficient in the empirical relationship between the magnitude and average epicentral distance,and b is also equal to the coefficient bi in the empirical relationship between the magnitude and average time interval.Second,the fractal dimension values of the average epicentral distance,the average time interval,and the source size are 2,1,and 26,respectively.     

Effects of Watershed Land Use and Lake Morphometry on the Trophic State of Chinese Lakes: Implications for Eutrophication Control

Water quality in lakes is influenced by a large number of watershed and lake characteristics. In this study, we examined the relative effects of watershed land use and lake morphology on the trophic state of 19 lakes in the Yunnan plateau and lower Yangtze floodplain, the two most eutrophic regions in China. Trophic state parameters consisted of total nitrogen, total phosphorus, chemical oxygen demand, chlorophyll‐a, Secchi depth, and trophic state index, while lake morphometric variables included area, maximum depth, mean depth, water residence time (WRT), volume, and length to width ratio. Percentages of forest, grassland, cropland, unused land, built‐up land, and water body in each lake's watershed were extracted from a land use map interpreted from Landsat TM images. A t‐test indicated that lower Yangtze floodplain lakes were shallower and had higher percentages of cropland and built‐up land in watersheds than Yunnan plateau lakes. Pearson's correlation analysis indicated that both watershed land use and lake morphometric variables were significantly related to most of the trophic state parameters. However, stepwise regression analyses demonstrated that the trophic state of the lower Yangtze floodplain lakes was mainly controlled by the percentages of cropland and built‐up land in watersheds, while that of Yunnan plateau lakes was mostly determined by the lake depth and WRT. These results suggest that the relative effects of watershed land use and lake morphology on lake trophic state are dependent on the lake's location. This study can provide some useful information in watershed land use management for controlling eutrophication in Chinese lakes.     

Clustering of mining-induced seismic events in equivalent dimension spaces

High energy release during seismic events induced by mining operation is one of the major dangers perturbing production in underground mines. In this work, temporal changes of seismic event parameters for one of the Rudna Mine (Poland) panels are investigated. The study aim was to find whether the temporal clustering of smaller events in different parameters can be observed before and after the high energy events (M_l?≥?3) in the mining panel. The method chosen for analysis was the study of temporal variation of fractal dimension of the seismic events parameter sets composed from: the interevent epicentral distance (dr), logarithm of seismic energy (lE), and interevent energy coefficient (dlE), which is the absolute difference between logarithms of energy of two consecutive events. Temporal variations study was performed in equivalent dimension (ED) space. The transformation of the seismic source parameters into ED space allowed to estimate and compare the temporal changes of the fractal dimension of different parameter spaces using the same method—correlation fractal dimension, and then easily compare the obtained temporal changes of fractal dimension of different parameter sets. The effect of grouping is expressed by decrease of fractal dimension, which is connected with the similarity of events parameter values. The temporal changes of the fractal dimension of seismicity before the strong induced events would indicate some initiation phase of the process leading to the high energy release. In the case of the studied Rudna Mine panel, the temporal behavior of the fractal dimension values in different parameter spaces before seismic events showed significant changes before three out of four events with CLVD dominant source mechanisms.     

湖泊生态修复基准环境的制定:古生态学面临的机遇

全球范围内的湖泊生态环境均出现了不同程度的退化,对其进行生态修复的最终目的,就是要将受损的生态系统尽量恢复到人类干扰前或接近人类干扰前的生态状况,即基准环境.湖泊生态系统是长期演化的产物,其形成及演化机制必须从历史的视角加以考察,因此基于湖泊沉积物的古生态学技术在制定基准环境方面有着独特的优势.本文从基准环境的定义、建立的常用方法、基本特征和典型应用几个方面介绍了古生态学手段在湖泊生态修复中的应用,提出中国今后利用古生态学手段在水环境治理工作的应用前景.     

对地震序列时间分布广义分维的初步探讨

以1990年4月26日共和7.0级地震为例,讨论了地震序列时间分布特征,发现用“标度变换法”求时间容量维时,很难找到严格意义上的无标度区,因而用“广义无标度区”的概念计算出一组“广义分维”。讨论了震级下限对“广义无标度区”及“广义分维”值的影响、实际地震分布与Poisson分布、随机Cantor集合的偏离等问题。对时间序列的“广义分维值”进行扫描发现,在强余震前个别标度区有降维现象。