太湖浮游生物群体分尺度呼吸率初步研究

浮游生物群体分尺度估测方法在水生生态系统研究中应用越来越普遍,但大型浅水湖泊中不同尺度浮游生物群体研究鲜见报道.本文以太湖2002年10月至2003年9月的野外实测资料为基础,系统研究了不同尺度浮游生物群落的(R为浮游生物群体的平均直径,R≥41μm,2μm≤R<41μm,R<2μm)呼吸率.结果表明,在太湖梅梁湾,R≥41μm的浮游生物群体(主要是微囊藻群体)占优势,呼吸率占总呼吸率的70%以上,R<2μm的浮游生物(主要是浮游细菌)呼吸率占总呼吸率的18%左右;在太湖北部敞水区,R≥41μm的浮游生物的呼吸率占总呼吸率的10%左右,R<2μm的浮游生物占优势,其呼吸率能占总呼吸率的65%以上.总体来看,梅梁湾中R≥41μm的浮游生物群体特别是微囊藻群体呼吸率占优势,敞水区微型浮游生物特别是浮游细菌对总呼吸率的贡献很大.     

青藏高原东北缘ALOS AW3D30高程模型和EIGEN-6C4自由空气重力异常模型精度分析

利用EGM96全球重力场模型对ALOS AW3D30全球数字高程模型的高程系统进行转换,结合实测GNSS数据,分析ALOS AW3D30模型在青藏高原东北缘地区的精度。利用实测重力数据计算青藏高原东北缘地区的自由空气异常,并与EGIEN-6C4自由空气异常模型进行对比,分析其精度。结果表明：青藏高原东北缘地区ALOS AW3D30模型与264个GNSS测点的差异标准差为3.4 m,该地区ALOS AW3D30精度优于4 m;青藏高原东北缘地区自由空气重力异常整体呈负值,局部为正值,变化范围为-177×10^-5～166×10^-5 m·s^-2,实测重力异常与模型结果空间分布基本一致,存在局部差异;EIGEN-6C4自由空气重力异常变化范围为-163×10^-5～142×10^-5 m·s^-2,实测结果与模型结果差异为-119×10^-5～63×10^-5 m·s^-2,平均值为-20×10^-5<...     

基于长期水文变化的苏北高邮湖生态水位及保障程度

湖泊生态水位是维持湖泊生态系统结构和功能完整性、维持生物多样性的最低水位,研究湖泊生态水位过程对湖区动、植物栖息地保护和湖泊水资源管理具有重要意义.利用高邮湖1953-2013年日水位资料进行生态水位计算分析,采用M-K法和滑动T法对1953-2013年年均水位进行突变检验,分析高邮湖1953-1992年来水文变化规律,结合年保证率法和年内展布法得到高邮湖逐月最低生态水位过程,并计算出高、低水位发生时间及历时,在此基础上对其1993-2013年生态水位保障程度进行研究.主要结论有:(1)高邮湖年均水位过程突变发生在1997年;(2)高邮湖高水位时期(7-10月)的最低生态水位为5.8 m,水位高于5.9 m的天数要达到111 d左右;低水位时期(12-次年3月)的最低生态水位为5.1 m,水位低于5.3 m的天数要达到96 d左右;其余月份最低生态水位为5.2 m;(3)高邮湖生态水位年内保障程度最低发生在7月,为60.83%,年际保障程度1994年和2001年最低,分别为49.59%和50.41%,低水位天数得不到保障.     

气象条件对长白山阔叶红松林CO_2通量的影响

利用涡动相关技术观测资料和同步的气象要素监测资料,探讨了温度、光合有效辐射和空气饱和差对长白山阔叶红松林生态系统CO2通量的影响,结果表明,白天CO2通量主要受光合有效辐射的制约,二者符合Michaelis-Menten方程,同时空气饱和差也有一定的影响,空气越干燥,光合吸收能力下降越明显,这种敏感性在6月较显著.该生态系统的暗呼吸强度主要受土壤温度的影响,二者符合指数关系,另外,土壤温度对暗呼吸的影响还与季节有关,在相同土壤温度下,4~7月的呼吸强度比8~11月的高.日净碳交换与日平均气温符合指数关系.通过CO2通量和温度,光合有效辐射的年度变化规律发现,森林生态系统碳交换的季节变化是温度和光照综合作用的结果,其中6月份碳汇强度最大,7,8月次之,全年的净碳吸收量为?184gC·m?2.     

“森林疗养”前景广阔

正当人们徜徉森林中,呼吸着新鲜的空气,会不由自主地感到放松,良好的森林生态环境更是能起到疗养的作用。森林是人们休闲、疗养、恢复体能和享受自然的好去处,科学界已经证明森林对人的身心健康具有疗愈作用。森林养生主要是指利用森林优质环境和绿色林产品等优势,以改善身体素质及预防、缓解和治疗疾病为目的的所有活动的总称。森林疗养最早起源于上世纪40年代的德国,是以丰     

海口ZK26井多层位水温对比观测

在系统清理海口ZK26井3个不同层位(-153 m、-336 m、-510 m)近10年观测资料对比的基础上,对比单井多层位水温动态多年趋势、年、月、日动态类型,并对其不同动态类型的成因及影响因素进行分析.对比观测结果表明,海口ZK26井不同层位的水温表现出不同的正常动态特征,与观测层位的水文条件、水力性质有着密切的联...     

空气能——节能减排新一代

近日,自新一轮节能补贴政策颁布,空气能(热泵)热水器被纳入国家节能补贴范围,并获得最高的600元补贴额度。阶梯电价于7月1日正式出台后,对于每个家庭来说都希望将电价维持在一档不让电价上涨(政策规定一档电量最低用电量为150度),一个家庭要将用电量维持在这个范围内还是比较困难。从家电产品上做出调整是达到省电的最佳方案。空气能热水器和传统热水器相比加热同样多的水,只需传统热水器25%的耗电量,节能效果很明显。空气能热泵顾名思义就是利用空     

中国亚热带和温带典型森林生态系统呼吸的季节模式及环境响应特征

作为中国陆地生态系统通量观测网络(ChinaFLUX)的组成部分,利用涡度相关技术对千烟洲亚热带人工针叶林和长白山温带阔叶红松混交林生态系统CO2通量进行了长期观测.利用以温度和水分为驱动变量的连乘形式以及Q10形式的生态系统呼吸模型,分析了2003年中国亚热带和温带森林生态系统呼吸的季节变化及其环境响应特征.研究结果表明:(i)温度是控制生态系统呼吸特征的主导因素,温度和水分的协同作用共同控制着生态系统呼吸,利用这两个变量基本上可以描述生态系统呼吸的季节变异特征;对受到干旱胁迫的生态系统而言,水分条件也可能转化成为生态系统呼吸的主导因素.(ii)模型对比分析表明,在干燥的气候条件下,Q10模型对水分的响应能力比连乘模型更敏感,基于Q10模型可以准确描述生态系统呼吸的季节模式.(iii)基于Q10模型估算的千烟洲亚热带人工针叶林和长白山温带阔叶红松混交林生态系统呼吸年总量分别为1197和1268gC·m?2,而基于连乘模型估算的生态系统呼吸年总量分别为1209和1303gC·m?2.     

供暖污染,影响几何?

正世卫组织称,空气污染是强致癌因素近日,世界卫生组织(WHO)下设的国际癌症研究机构宣布,室外空气污染是癌症的主要环境原因之一,其重要组成部分可吸入颗粒物被认定为一类致癌物。可吸入颗粒物是指空气中粒径小于10微米的颗粒物,即PM10。环境健康专家公认的是,占据PM10中大多数的PM2.5对人的健康危害最大。PM2.5指空气中粒径小于2.5微米的颗粒物,其不仅是可吸入颗粒物,还是可入肺颗粒物。国际癌症研究机构刚刚完成一项"室外空气污染的致癌物"研究,上述结论基于该研究作出。     

长白山高山冻原生态系统碳循环及与北极对比研究

探讨了长白山高山冻原生态系统的碳同化固定量、凋落物迁移量、冻原土壤生态系统的呼吸释放速率、有机碳库贮存量,并与北极进行了对比研究.结果证明:（1）长白山高山冻原植被生态系统目前年净储存有机碳2092t/a,总储存有机碳33457t;土壤库目前年均净储存有机碳1054t/a,总储存有机碳316203t,年均土壤呼吸速率为92.72/m2·a-1,是北极的 1.52倍;（2）白山高山冻原植被-土壤生态系统现已成为456081t的碳的储存库,其中,有机碳占76.7％,无机碳占23.3％.它是调节长白山小气候、维持长白山高山冻原植被类型、保护长白山冻原土壤、防治水土流失的巨大的屏障,同时对固定大气CO2起着巨大的汇作用.     

低溶氧生物膜反应器对城郊低浓度混合污水进入湿地前的预处理

采用低溶氧生物膜反应器对滇池北岸村镇混合污水进行预处理,旨在去除难以自然沉淀的固体污染物,便于后续湿地深度净化.以小试规模在现场自然条件下进行了12个月的连续动态模拟实验,结果表明,水力负荷3-12m31/(m2d)、气水比为1:1-2:1、DO浓度基本维持在O.1-2.Omg/L时,生物膜反应器对污水中有机物能够有效去除,进水COD负荷低于0.58kg/(m3d的情况下.去除率可稳定在60%以上.低溶氧条件下生物膜脱落缓慢,膜厚度达到 800pm,增强了对进水SS的拦截、吸附作用.SS平均去除率达到了90.7%.实验发现低溶氧条件下系统对氮、磷仍具有一定的去除效果.降低曝气量后运行能耗明显减小,以4000t/d的处理规模计算,运行费用在0.05-0.1元/t尽管混合污水中COD、SS浓度波动范围大,但反应器出水及生物膜的生长都能保持相对稳定,为后续湿地系统的稳定运行提供了保障,试验为滇池流域城郊水污染控制提供了新的技术途径与应用参考.     

基于长时间序列(1975—2020年)生态耗水的岱海动态生态需水分析

生态需水是湖泊生态系统的重要指标,维持着湖泊生态系统的良性循环.以内蒙古中部半干旱湖泊岱海为研究对象,对湖泊动态生态需水进行分析.本研究在遥感和气象数据的基础上,获得1975-2020年长时间序列高精度水文要素数据,分析岱海水文要素时空演变规律;通过天然生态水深分析法、水深经验频率分析法和湖泊形态分析法分析岱海的水深随面积变化的关键水深;构建基于生态耗水规律的湖泊生态需水模型,计算自然状态下岱海生态需水动态变化范围.研究结果如下:岱海地区6-9月为丰水期,10月至次年5月为枯水期;45 a以来岱海水面面积呈显著下降趋势,近年来下降速率减缓;枯水期岱海适宜生态水深为8.72~9.92 m,丰水期为9.40~10.69 m,适宜生态需水量为5.62亿~7.71亿m³,适宜湖面面积为70.92~84.77 km².本文构建了长时间序列气候水文数据库,确定岱海动态生态需水范围可以实现对湖泊生态健康的实时监测,为相关规划与管理提供科学依据及可操作性指导,从而为岱海湖泊治理提供理论参考.     

洞庭湖生态水位及其保障研究

湖泊生态水位是维持湖泊生态系统健康的重要因素.基于洞庭湖城陵矶、杨柳潭、南咀3个水文站1959-2016年日平均水位序列进行分析,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法综合确定洞庭湖水位变异时间节点,结合生态水位年内展布法以及IHA-RVA法,计算分析湖泊最小和适宜生态水位,并且采用Tennant法进行合理验证,在此基础上对水文变异前、后湖泊生态水位保障度进行研究.研究结果表明:(1)洞庭湖城陵矶和杨柳潭水文站年均水位呈上升趋势,而且城陵矶站水位上升趋势显著,南咀站年均水位呈显著下降趋势.(2)洞庭湖3个典型水文站水位年际变化突变年份为2003年,突变年份基本上与三峡工程蓄水时间相符.(3)城陵矶、南咀和杨柳潭年均最小生态水位分别为21.41、28.95和27.84 m,分别占多年平均水位的86.3%、95.9%和95.7%,城陵矶、南咀和杨柳潭年均适宜生态水位分别为23.29、29.51和28.36 m,分别占多年平均水位的93.9%、97.8%和97.5%,生态水位计算结果考虑了天然湖泊水位年内丰枯变化,满足了湖泊生态目标需求.(4)洞庭湖最低生态水位保障程度较高,基本能达到80%以上,但适宜生态水位保障程度相对较低,其中2003年以后洞庭湖10月和11月生态水位保障程度显著下降,与上游水利工程蓄水有关,建议在此期间采取调度措施适当增加洞庭湖水量,以保障湖泊生态系统的健康与生物多样性.     

2008年汶川M_S8.0地震多断裂破裂的近地表同震滑移及滑移分解

为深入理解汶川地震破裂的构造运动机制,我们选取典型的观测点,利用多种地质地貌标志测绘分析得到了汶川MS8.0地震发震断裂的近地表三维同震滑移矢量。结果显示,北川-映秀断裂上的白水河-高川破裂段北西盘沿88°方位角水平滑移2.58m、垂直滑移3.70m;安县-灌县断裂上的白鹿-汉旺破裂北西盘沿134°方位角水平滑移1.63m,垂直滑移2.00m;小鱼洞破裂带南西盘沿76°~79°方位角水平滑移2.15~2.71m,垂直滑移1.36~1.51m。平行的白水河-高川破裂段和白鹿-汉旺破裂段合计形成1.72m右旋走滑和3.49m垂直断裂带的NW向水平缩短,总滑移方向(106°)与断裂带整体走向(42°)呈64°夹角,整个龙门山推覆构造带处于斜向挤压的构造环境。结合震源过程反演成果的分析显示,斜滑的白水河-高川破裂段和逆冲型白鹿-汉旺破裂段可能是在汶川地震最大的一次子事件过程中以滑移分解的形式同时破裂形成的,滑移分解作用使两条断裂以斜滑与逆冲组合的力学性质产生破裂而非相同性质的斜滑破裂。小鱼洞破裂以低角度斜滑为主,可能是安县-灌县断裂与北川-映秀断裂以滑移分解形式同时破裂的纽带。小鱼洞断裂是龙门山断裂带长期处于斜向挤压的构造环境的产物,不只是逆冲断裂系中的简单捩断层。     

镜像法求浅海中静态电偶极子在空气中的电磁场

为对水中目标电磁特性进行数学建模及深度换算,以及对水中目标实施空中探测、定位,将镜像法应用于存在两个分界面的含导电媒质的分层媒质中,在唯一性原理的基础上,推导了空气-海水-海床三层模型下,位于海水中的任意静态电偶极子在源所在媒质区域以外的空间中-空气中的电场、磁场分布的解析表达式,并以单位偶极矩的水平电偶极子为例进行了仿真计算和特征分析.所得解析表达式为后续相关研究提供理论基础,仿真结果和文献对比,表明浅海环境下海水中的静态电偶极子在空气中也可以产生明显的电场、磁场,而且具有明显分布特征,是值得关注的目标信号.     

亚热带针叶林水碳通量的模拟及其与观测的对比研究

CEVSA模型是一个基于生理生态过程模拟植物-土壤-大气系统能量交换和水碳氮耦合循环及其对环境变化响应和适应的机理模型,在区域和全球尺度上得到广泛应用.尽管该模型在大尺度上已经应用大量的植被生产力,碳储量和叶面积测定以及遥感反演数据进行了验证,但还缺乏在冠层和景观尺度上对模型的机理过程(如对光合,呼吸和蒸散过程及其导致的水碳通量变化)模拟的检验.以近年来生态系统机理过程研究的最新进展为基础,对模型进行改进,应用一个亚热带针叶林水碳通量连续观测数据对模型模拟结果进行检验,并分析机理模拟与涡度相关观测得到的水碳通量与环境条件关系的差异.模型模拟的主要水碳通量季节变化特征均与观测值一致.对蒸散和土壤水分的模拟结果与观测值相近,分别解释了观测值90%和86%的变异性,但是模拟值系统偏低.模拟的年总光合碳固定(GPP)和生态系统呼吸(Re)接近于观测值,并且能够分别解释其观测值79%和88%的变异性.尽管净生态系统生产力(NEP)的模拟值(394 gC/m2)也与观测值(387.15 gC/m2)接近,但是它仅能解释观测值31%的变异性.与观测值相比,模拟的NEP在冬季偏低而在夏季偏高.通过与温度、水汽压差的相关分析表明,在严重的高温和缺水胁迫条件下,模型没有准确模拟生态系统光合和呼吸过程.结果证明CEVSA模型对水碳循环的模拟与植被冠层尺度水碳通量测定结果一致,但仍然需要对极端温度和水分胁迫效应的模拟作进一步的ChinaFLUX.     

2008年汶川Ms8．0地震多断裂破裂的近地表同震滑移及滑移分解

为深入理解汶川地震破裂的构造运动机制,本文选取典型的观测点,利用多种地质地貌标志测绘分析得到了汶川Ms8.0地震发震断裂的近地表三维同震滑移矢量.结果显示,北川-映秀断裂上的白水河-高川破裂段北西盘沿88°方位角水平滑移2.58 m、垂直滑移3.70 m;安县-灌县断裂上的白鹿-汉旺破裂北西盘沿134°方位角水平滑移1.63 m,垂直滑移2.00 m;小鱼洞破裂带南西盘沿76°～79°方位角水平滑移2.15～2.71 m,垂直滑移1.36～1.51 m.平行的白水河-高川破裂段和白鹿-汉旺破裂段合计形成1.72 m右旋走滑和3.49 m垂直断裂带的NW向水平缩短,总滑移方向(106°)与断裂带整体走向(42°)呈64°夹角,整个龙门山推覆构造带处于斜向挤压的构造环境.结合震源过程反演成果的分析显示,斜滑的白水河-高川破裂段和逆冲型白鹿-汉旺破裂段可能是在汶川地震中最大的一次子事件过程以滑移分解的形式而同时破裂形成的,滑移分解作用使两条断裂以斜滑与逆冲组合的力学性质产生破裂而非相同件质的斜滑破裂.小鱼洞破裂以低角度斜滑为主,可能是安县-灌县断裂与北川-映秀断裂以滑移分解形式同时破裂的纽带.小鱼洞断裂是龙门山断裂带长期处于斜向挤压的构造环境的产物,不只是逆冲断裂系中的捩断层.     

复杂风场下车头形状对高铁机车气动力的影响

为研究高铁车体在复杂风场条件下的侧风效应问题,以计算流体动力学(CFD)的数值计算为研究手段,研究车体气动力特性及参数敏感性,系统考察车体气动力随风攻角变化的规律,据此分析列车行驶时的力学性能。通过对比不同高宽比和长宽比车头形状的空气动力学特性,得到合理的车头形状为铁路机车安全运行提供理论和技术支持。根据模拟分析结果表明:车头形状设计为高2.6 m、顶部长0.46 m、底部长3.0 m时,空气动力学特性(气动升力系数、侧向升力系数、倾覆力矩系数)同时取得较为理想的结果,更容易满足列车安全性能要求。     

湖北万山井水温动态特征

以湖北万山井水温观测资料为研究对象,探究井内深度215 m和241.58 m处的水温动态特征及其主要干扰因素和映震能力。通过水温梯度分析和水温正常动态对比研究,认为：在井深215 m处,水温动态为稳定型;在井深241.58 m处,水温长期动态为升温漂移型,月动态为上升-阶变型,日动态为随机起伏型,升温漂移是仪器自身的零漂现象,随机起伏反映了仪器自身噪音或者对应井水温的随机变化。对水温主要干扰因素的分析表明,井深241.58 m处的水温异常主要来自人为干扰引起的井水震荡和探头线扰动,异常形态均表现为单个台阶或突跳。在2018年9月8日湖北襄阳襄城M_L 3.2地震前后,该深度处水温均呈高频V型阶变异常,此为地震发生前后区域应力积累与释放对井水温的作用所致。     

半干旱区关键地表参数的估算及其对地气通量模拟的改进

陆面过程模式中有关土壤水热传输、植被冠层和空气动力学等过程的关键参数的不确定性严重制约着地表-大气相互作用模拟能力的提高.本文利用架设在我国吉林通榆和甘肃榆中典型半干旱区陆-气相互作用野外试验站的观测资料,结合大气边界层理论,利用多种方法系统估算了上述试验站地表空气动力学粗糙度(z0m)以及热传输附加阻尼(?B?1)的量值.结果表明,z0m在半干旱区具有明显的季节变化和年际变化特征,且在植被低矮的下垫面与现行通用的陆面模式中的默认值相差较大;而?B?1的日变化和季节变化特征明显.将修正后的z0m和?B?1参数化方案引入陆面过程模式,发现能够明显改善模式对于半干旱区地表感热通量的模拟能力.这些结果说明有必要进一步结合半干旱区的野外观测试验对陆面模式在该地区的缺省参数设置进行更广泛的评估,而基于外场观测试验和大气边界层理论估算的关键地表参数对于改进陆气相互作用的模拟体现出较大的应用潜力.