博斯腾湖最低生态水位计算

随着城市化和工业化进程加快,无锡等太湖周边城市的土地利用方式发生了巨大变化,特别是建设用地蔓延,侵占了湖滨带生态保护区,使湖泊生态系统的功能和健康受到威胁,太湖水体污染严重.以生态-经济为导向的土地开发适宜性分区,就是通过对不同地区的土地开发方式和强度的管制,使土地利用的空间结构与健康太湖的保护目标相适应.这样的分区强调因地制宜地将评价区域划分为不同开发强度类型的地区,鼓励资源环境容量大的地区承担高强度的社会经济活动,同时限制生态敏感区域的开发强度.论文在借鉴已有区划方法的基础上,讨论了评价单元的划分、评价指标选择与处理等技术方法,并以无锡市为例,将其划分为优先开发区域、适度开发区域、控制开发区域、适度保护区域以及绝对保护区域等五大类型区,提出各类型分区管制的相应政策保障.     

基于生态适宜性分析的湖泊保护与利用——以湖北斧头湖为例

为了湖泊生态系统健康及湖泊资源的可持续利用,需要根据湖泊的具体情况加强对湖泊生态系统的管理.建立在生态适宜性分析基础上的湖泊生态功能分区,可为科学合理地开发湖泊资源、协调湖泊生态系统结构与功能提供依据.以湖北省斧头湖为对象,在对斧头湖生态环境调查基础上,选取具有代表性的水质、生物及人为干扰因子;根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)确定水质评价等级,采用专家论证法确定生物及人为干扰因子评价等级,建立起湖泊生态养殖适宜性评价等级体系;采用主成分分析法确定评价因子权重,并在GIS技术的支持下,采用因子叠加法,对斧头湖生态养殖适宜性进行综合评价.根据各区域生态养殖适宜性综合评价结果,同时考虑到湖泊生态环境和综合资源保护要求、斧头湖自然生态系统功能和生态渔业的可持续发展,可将斧头湖划分为极适宜区、高度适宜区、中度适宜区、轻度适宜区和较不适宜区;各适宜区面积分别占斧头湖总面积的12.04%、24.81%、49.65%、9.58%和3.92%.从湖泊生态系统保护及渔业的可持续利用角度看,极适宜区、高度适宜区适合开展生态养殖;中度适宜区和轻度适宜区要以生态恢复为主,可进行一定规模的放养养殖;较不适宜区应进行生态修复,不适宜进行各种开发活动.     

湖泊生态水位计算新方法与应用

水位是湖泊水文情势的主要特征指标,对湖泊的水量、水质和生物的栖息地等有直接或间接的影响,被认为是湖泊生态系统健康的关键影响因素.如何确定合理的湖泊水位以保证生态系统健康成为湖泊科学研究的重要科学问题.根据湖泊天然水位情势,从天然水文变化中识别多项反映完整水位过程的指标,构建了湖泊生态水位的计算方法.从湖泊天然水位情势中提取出高、低水位的历时、发生时间和变化率等水位指数来表征其生态水位.该方法弥补了传统湖泊生态水位计算方法仅给出最小生态水位的不足,体现了湖泊生态系统健康对水位过程的要求.基于提出的生态水位计算方法和鄱阳湖都昌水位站1952-2000年共49年的日均监测数据,计算了鄱阳湖的生态水位目标值区间,以期为鄱阳湖水利工程生态调度提供决策依据.     

中国生态系统研究网络(CERN)台站数据文档文件编码——以湖泊生态系统研究站为例

实现数据文档系统的有效管理必须对数据文档文件进行编码。本文结合湖泊生态系统研究站探讨了数据文档文件编码的若干原则:面向研究对象和目标、唯一性、简单适用性、合理性、可扩充性和规范性,并给出湖泊生态站的分类体系和编码方案。     

古湖沼学研究揭示湖泊生态系统服务变化的过程

当今在气候变化和人类活动等多重压力影响下,作为地表过程重要组成部分的湖泊生态系统正遭受着巨大威胁,其服务功能急剧退化.如何客观地评价湖泊生态系统服务的现状,并科学地预测其发展趋势,是当前亟待解决的问题.开展长期生态系统服务变化过程与机理的分析,有助于未来生态系统服务变化趋势的预测.然而,现有的观测数据往往时间较短(通常小于50年).连续的湖泊沉积记录为研究生态系统服务变化的长期过程提供了可能.本文结合前人研究成果,列举了可反映湖泊生态系统服务变化的一些古湖沼学指标,依据这些指标相对明确的生态和环境指示意义,将其与各项服务关联起来.最后,结合巢湖实例分析来说明这些指标在评估湖泊生态系统服务方面的具体应用,研究表明当今巢湖生态系统服务供应能力的持续增加是以调节服务的丧失为代价的.尽管目前的研究尚处于起步阶段,但古湖沼学手段无疑为今后湖泊生态系统服务历史状况的评估提供了途径,为古湖沼学的应用提供了一种新的思路,并为今后生态系统的保护和可持续利用提供重要的决策依据.     

基于Copula函数的连河通江湖泊防洪安全设计:以洪泽湖为例

湖泊作为一种蓄水单元,尤其是大型过水性湖泊,是一种典型的平原型水库,在功能上与山谷型水库具有许多相似之处,但由于其特殊的地理地形构造,使得入湖洪水过程与入库洪水过程存在着较大的差异.在防洪安全设计研究中,山谷型水库关注的多是坝址洪水,即总的入库洪水过程,而对于湖泊来说,还需要关注各个分区的入湖洪水过程对湖区洪水演进的影...     

长江中下游地区湖泊沉积物杀生剂污染特征及生态风险

杀生剂作为抑菌活性成分,广泛应用于药物、个人护理品、食品、农业及其他多种领域中。大量杀生剂会直接或者随污水处理厂出水进入地表水环境中,威胁人体健康和生态安全。本研究通过对长江中下游地区61个湖泊进行调查,共检出11种杀生剂,包括5种杀菌剂、1种防污剂、3种尼泊金酯类防腐剂和2种消毒剂,总浓度达103 ng/g。其中,多菌灵和尼泊金甲酯的检出率大于50%,分别为100%和96.2%。多菌灵和尼泊金甲酯的平均浓度分别为（1.79±2.76）和（11.4±8.19） ng/g,其他杀生剂的平均浓度均低于1.0 ng/g。与国外许多河流湖泊相比,长江中下游地区湖泊沉积物中杀生剂污染处于中等偏低水平,总杀生剂浓度的平均值为（16.7±14.5） ng/g。氟康唑、咪康唑、三氯生和三氯卡班可能主要来自生活污水,多菌灵和涕必灵主要来自面源污染。尼泊金酯类防腐剂在沉积物中的分布特征与沉积物总有机碳含量密切相关。采用风险商值法对湖泊沉积物中杀生剂的生态风险进行了评价,发现多菌灵、尼泊金甲酯和三氯卡班在部分采样点具有高风险。有必要重点关注高风险污染物和高风险区域,并采取适当的措施来减少杀生剂对湖泊生态环境...     

湖泊缓冲带范围划定的初步研究——以太湖为例

本文以我国大型浅水湖泊——太湖为例,通过资料调研、地形勘测、现场调查、研究与分析等手段,开展太湖缓冲带范围划定研究.在文献调研国内外河湖缓冲带研究的基础上,确定太湖缓冲带宽度为2 km不等,其中环湖大堤及湖岸线为缓冲带的下边界,以下边界线向陆地扩展2 km不等为基准,考虑标识物(村落、山体、公路)及区域差异等原则,确定...     

地下水补给型湖泊表层沉积物矿物组成及其形成机制——以巴丹吉林沙漠湖泊群为例

盐湖中的矿物沉积记录着丰富的环境气候变化信息,是古环境研究的重要对象.在无地表径流补给的盐湖中,其矿物组成及沉积特征与有地表径流补给的湖泊相比是否有一定的特殊性,是值得探讨的问题.采集巴丹吉林沙漠33个不同矿化度地下水补给型湖泊的表层沉积物和10个地表风积砂样品,通过X衍射的方法,分析样品的矿物组成.结果显示:湖泊表层沉积物主要为石英、长石、辉石、云母等碎屑矿物,部分湖泊含有少量的碳酸盐和氯化物盐类矿物.湖泊沉积物的矿物组成与湖水矿化度的关系较为密切,淡水湖仅分布碎屑矿物,微咸水湖含有碎屑矿物和碳酸盐类矿物,盐湖含有碎屑矿物、碳酸盐类矿物和氯化物.风积砂样品中主要为碎屑矿物,占总矿物含量的90%,对湖泊沉积物的矿物组成影响较大,但对湖泊沉积物中的盐类矿物没有贡献,表明湖泊表层沉积物中盐类矿物主要是自生作用形成的.虽然本地区湖泊边缘的沉积物中盐类矿物种类相对较少并且含量较低,但其盐类矿物组成与分布能够响应湖水矿化度的变化,其环境指示意义与有径流补给的盐湖相同,可以指示其湖水的盐度.因此,可以从巴丹吉林沙漠地下水补给型湖泊沉积的盐类矿物中提取相应的古环境信息,用于恢复古气候和古环境的研究.     

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.     

新疆博斯腾湖流域水环境保护与治理

博斯腾湖是中国最大的内陆淡水湖,对地处干旱内陆的新疆来讲,是极为重要的自然资源和经济资源.近50年的流域和湖区大规模开发,博斯腾湖在发挥巨大生态、环境、经济和社会效益的同时,环境问题也日趋严重.通过实施保护工程,加强宏观调控,保护其生态环境,保护生物多样性.     

Spatiotemporal Characteristics of Evapotranspiration and Driving Factors in the Bosten Lake Watershed,China

The Bosten Lake watershed investigated in this study has seen significant land cover and climate change. The spatiotemporal relationship between evapotranspiration (ET) and environmental factors remain unclear. In this study, trend analysis and correlation methods are applied to analyze the spatiotemporal characteristics of ET and the relationship between ET and its driving factors using remotely sensed ET data and measured climate data between 2001 and 2018. During the study period, high values of ET primarily occurr in the wetlands of the plain area and the mid‐elevation mountain areas. The ET values show a significantly increasing trend in the different vegetation types due to climate change and other factors. The ET change trend in the study area is in the range of ?13.4 to ≈35.9 mm per year; the desert area exhibits a significant decrease and most of the mountain areas show a significantly increasing trend. ET is significantly correlated with land surface temperature, normalized difference vegetation index (NDVI), and solar radiation. The dominant factor affecting ET is NDVI, accounting for 15.2% of the study area. The results of this study highlight the need for appropriate land‐use strategies for managing water resources in arid land ecosystems.     

新疆博斯腾湖浮游细菌丰度对富营养化及咸化的响应

本文以地处干旱地区我国最大的内陆淡水湖——博斯腾湖为研究对象,于2010年6月,在博斯腾湖大小湖区共选取23个采样点,采用表面荧光显微镜直接计数法( FDC)研究了水体中浮游细菌丰度的空间分布规律及其与环境因子的关系.结果表明:博斯腾湖水体中总氮(TN)浓度在0.26-1.45 mg/L之间变动(均值0.91 mg/L...     

Physically-based model for studying the salinization of Bosten Lake in China

Abstract

Salinization of lakes in arid areas is a common phenomenon with harmful consequences and must be controlled for the better use of lake freshwater and for the conservation of the environment around lakes. Bosten Lake, located in Xinjiang (western China) and the largest inland freshwater lake in China, now experiences salinization. The salinization of Bosten Lake is studied herein by using a physically-based model. After qualitative analysis of lake salinization, the quantitative model is presented that describes the systems of water quantity—water quality—ecology (WQQE) in an integrated way and that simulates the changing processes of lake salinization in the past. On the basis of the WQQE model, an optimal model was also developed to investigate the best strategy for controlling salinization of the lake in the future. The results demonstrated that the developed models can be used to depict the physical process of salinization of Bosten Lake and to provide meaningful information on how to control this salinization.     

Humid Little Ice Age in arid central Asia documented by Bosten Lake, Xinjiang, China

Short sediment cores retrieved from Bosten Lake, the largest inland freshwater lake in China, were used to explore humidity and precipitation variations in arid central Asia during the past millennium. The chronology of the cores was established using 137Cs, 210Pb and AMS 14C dating re- sults. Multi-proxy high-resolution analysis, including pollen ratios of Artemisia and Chenopodiaceae (A/C), carbonate content and grain size, indicates that the climate during the past millennium can be divided into three stages: a dry climate between 1000―1500 AD, a humid climate during the Little Ice Age (LIA) (c. 1500―1900 AD), and a warm dry period after 1900 AD. On centennial timescales, the climate change in northwestern China during the past 1000 years is characterized by oscillations between warm-dry and cold-humid climate conditions. All the proxies changed significantly and indi- cate increased precipitation during the LIA, including increased pollen A/C ratios and pollen concen- trations, decreased carbonate content and increased grain size. The humid period during the LIA re- corded by the Bosten Lake sediments is representative of arid central Asia and is supported by nu- merous records from other sites. During the LIA, the water runoff into the Keriya River and Tarim River in the Tarim Basin increased, while the ice accumulation in the Guliya ice core increased. Additionally, the lake levels of the Aral and Caspian Sea also rose, while tree-ring analysis indicates that precipita- tion increased. We hypothesize that both the lower temperature within China and the negative anomalies of North Atlantic Oscillation (NAO) during this period may have contributed to the humid climate within this area during LIA.     

新疆博斯腾湖沉积物粒度的古环境意义初探

湖泊沉积物的粒度分析是一种研究古环境变化常用的手段,但是其环境意义具有多解性,尤其是沙（荒）漠干旱区的湖泊沉积物粒度变化,代表的是沙尘天气的多寡强弱还是其它环境因素的变化值得细致研究。在对我国最大的内陆淡水湖—新疆博斯腾湖的沉积物短岩芯进行了^210Pbex,^137Cs定年的基础上,对近50多年沉积物的粒度进行分析,结果表明平均粒径与粗颗粒含量与区域最大河流—开都河大山口站的最大一天洪量、洪峰流量、天山巴音布鲁克站年降水量、湖泊水位变化以及湖泊附近焉耆站3-6月风力强度变化记录等环境因素对比发现,湖泊中部沉积物中粗颗粒含量变化主要反映的是入湖河流径流量、区域洪水强度及频率、山地降水,而并不反映大风天气或者湖泊水位的变化。对其近千年沉积岩芯的多指标分析结果表明,即使在数百年时间尺度上,博斯腾湖沉积物粒度的环境意义依然与十年时间尺度上一致。     

湖泊湿地的水质净化效应——以太湖三山湿地为例

为了解湖泊湿地的水质净化效果,以太湖三山湿地为研究对象,综合利用遥感、GIS技术、现场水质监测、实验室分析和模型模拟等方法,分析三山湿地对污染物的拦截净化效果,进而探讨湖泊湿地对水体氮、磷污染物的削减渠道及其贡献率.结果表明三山湿地对太湖水体和三山岛生活污水均有明显净化效果.2014年三山湿地的总氮(TN)、总磷(TP)输入通量分别为549.45和19.4 t,通过水草打捞/收割分别去除20.99和4.52 t,湿地水体内TN、TP变化量分别为528.46和14.88 t,这部分营养盐输出途径包括沉积到底泥、降解转化、水体交换等.湿地的TN、TP拦截能力分别为2723.56和102.48 kg/(hm2·a).水生植物收割打捞与底泥疏浚是提高湿地水质净化能力的有效措施.水动力模拟结果显示,三山湿地建成后使附近水域水体流向发生变化,流速减小,对湿地内水质产生多方面的作用.     

中国新疆博斯腾湖现代碳库效应研究

碳库效应存在影响了¹⁴C测年的准确性,制约了沉积物在湖泊研究中的应用。本文研究位于典型西风环流带的新疆博斯腾湖现代碳库效应,结合同位素地球化学、水化学等方法,探讨了博斯腾湖碳库效应的影响机制。研究结果表明,博斯腾湖最大现代碳库年龄为3535年,最小为现代碳,集中在670~945年。而过去碳库效应集中在1033~2200年。深水区表现为碳库年龄较小且稳定;在入湖口碳库效应最大,富水生植物浅水区碳库效应最小。与过去碳库年龄相比较,现代碳库效应整体表现更为年轻。研究发现,博斯腾湖口受流域外源“死”碳影响,深水区受湖水与大气CO₂交换率差异影响,富水生植物浅水区可能受水生植物光合作用影响。此外,核爆效应也对博斯腾湖现代碳库效应产生了影响,可能导致最高约1000年的年代误差。利用深水区放射性碳比活度(pMC)平均值与大气碳比活度差值(~18%),得出深水区沉积物存在约846年现代碳库效应,再经核爆效应校正后得出博斯腾湖存在最高约1800年碳库效应。     

古湖岸堤沉积物石英光释光测年研究:以中国东北兴凯湖为例

古湖岸堤是湖面波动的地貌证据,可以用来重建古湖泊演化.古湖岸堤沉积物的准确测年是应用此地貌学证据重建湖泊演化的关键.以我国兴凯湖最低一级湖岸堤——大湖岗为研究对象,采用石英小片技术,应用单片再生剂量法(SAR)对大湖岗2个不同位置的剖面风成砂质沉积物(共13个样品)进行了光释光(OSL)测年.样品石英组分的光释光衰减曲线特征表明,样品的释光信号以快组分为主,预热坪和实验室剂量恢复实验结果表明,SAR法可以用来测量兴凯湖古湖岸堤样品的等效剂量.通过分析样品等效剂量分布情况和比较3种年龄模型(平均值模型、中值模型和最小值模型),认为大湖岗湖滨砂质沉积物在沉积埋藏前石英光释光信号晒退完全,获得的OSL年龄是可信的.年代结果表明,大湖岗采自不同位置的2个剖面的年代范围一致,且各个剖面中所有年代均随地层顺序变化;另外,2个样品的OSL年龄与同层位的炭屑样品的14C年代结果在误差范围内一致,进一步表明OSL测年技术可以获得可靠的兴凯湖岸堤沉积物的年龄.尽管与前人使用热释光(TL)测年方法研究大湖岗形成年代有较大差别,本文认为兴凯湖最低一级古湖岸堤——大湖岗形成于距今约1.24-0.50 ka.