东居延海易溶盐沉积与古气候环境变化

通过对黑河尾闾东居延海湖相沉积物易溶盐类K^ 、Na^ 、Ca^2 、Mg^2 、SO4^2 、CO3^2-、HCO3^-、Cl^-八大离子含量和其他相关指标的分析，依据它们在地层中的变化特征，结合地层^14C年代测定结果，把东居延海湖泊变化划分为：隋唐湖泊面积较大时期、宋辽湖泊缩小时期、中世纪暖期湖泊扩张时期、小冰期湖泊缩小时期及20世纪湖泊干涸期等几个阶段。考虑近1500a来该流域气候变化和人类活动对湖泊的影响，得出了以下几个结论：近1500a来，东居延海湖区气候以干旱为主，湖泊逐渐萎缩；在干旱背景下存在气候波动，并与全球变化具有一致性；湖泊的盛衰演变受到气候变化和人类活动的双重影响，前期以自然变化为主，明清以来特别是清代以后，人类活动的影响加剧，成为主控因子。     

沉积物记录的亚高山湖泊环境变化——以鄂东南云中湖为例

根据云中湖27 cm长沉积岩芯进行元素、粒度和硅藻多指标分析以及²¹⁰Pb测年,结合流域气候和人类活动等历史资料,反演1958年以来云中湖在气候变化和人类活动影响下的环境变化。冗余分析结果显示云中湖沉积硅藻组合变化与Al、Fe、Pb和温度四个变量显著相关。硅藻属种聚类分析的结果表明云中湖环境变化经历了两个阶段：1958-1993年间喜碱性水体的Achnanthes minutissima和Fragilaria nanana属种大量出现与较高CIA指数响应于气候调控下的流域侵蚀过程;1993年以来气候变暖与旅游发展引起入湖营养盐增加是Cyclotella pseudostelligera和Aulacoseira alpigena等中—富营养硅藻种增殖的主要诱因。重建亚高山湖泊在气候变化以及人类活动影响下湖泊生态系统的演化,为保护亚高山湖泊生态环境和改善流域水质提供参考。     

亚热带季风区湖沼流域表生地球化学元素研究——以江西定南大湖为例

湖沼沉积物地球化学元素对地球气候环境变化敏感性强。本文以江西定南大湖湖沼沉积物地球化学元素为研究对象,使用主成分分析法,并结合总有机碳(TOC)、有机碳同位素(δ13Corg)、中值粒径(Md)、化学蚀变指数(CIA)等相关气候代用指标,以元素组对的形式阐释不同地化元素响应不同气候环境下的地球化学行为和迁移规律。研究结果显示:第一主成分(PC1)包括Al2O3、Ti O2、Si O2、Nb、Rb、Ga、Ba、S等元素,曲线变化与CIA相似,指示湖泊流域的化学风化强度,气候暧湿,PC1含量高;第二主成分(PC2)包括Co、Zr、Hf元素,曲线变化与中值粒径较为一致,指示湖泊流域的水动力条件,气候冷干,PC2含量高;第三主成分(PC3)包括Sc、Cu、U、V元素,曲线变化与TOC、δ13Corg含量变化一致。大湖沉积物的物质来源为:在气候暧湿、流域化学风化作用强的条件下,地表径流冲刷流域周边花岗岩风化壳物质并搬运至湖盆沉积,但不排除在冷干时期,风力携带粉尘物质堆积的影响,粉尘物质可能主要源于周边的风化碎屑物。     

腾格里沙漠昂格尔图湖记录的988 AD以来的古气候变化

通过对腾格里沙漠东南部昂格尔图湖岩芯AGE15A的粒度、碳酸盐的百分含量和主要化学元素等多项沉积学气候代用指标及精确定年的综合分析,重建了该区域988 AD以来的古气候变化序列。结果表明：988 AD以来的研究区的气候环境的演化过程与我国西北西风区古气候变化基本一致,呈现"冷湿-暖干"交替变化的特征,但在时间上存在一定的延迟。具体表现为：988~1383 AD,昂格尔图湖由洼地发育成小型湖泊,化学风化作用弱,湖区气候环境整体偏冷湿,期间出现几次暖波动;1383~1560 AD,研究区处在中世纪暖期,为温暖、干旱的气候特征,此时湖泊扩张,湖中水生植物生长茂盛,呼吸作用增强,造成大量的碳酸盐沉淀,最高值达到8.16%;1560~1700 AD,致使气候在昂格尔图湖形成之后出现最寒冷的时期,降水增加,气候湿冷,此时段与小冰期最盛期相对应;1700 AD之后,温度开始上升,气候回暖,在1900 AD左右达到最甚,此时沉积物中碳酸盐的百分含量也达到最大值,为10.15%,此期间湖泊继续扩张,出现几次气候冷波动。基于我国古代文献重建的历史时期气候变化基本不包括沙漠地区,所以本文利用湖相沉积记录来反演腾格里沙漠昂格尔图湖历史时期的气候环境演变,对中国沙漠研究有着重要参考价值,同时也为中国西北历史时期的气候重建提供科学依据。     

亚热带季风区湖沼流域表生地球化学元素研究——以江西定南大湖为例

湖沼沉积物地球化学元素对地球气候环境变化敏感性强。本文以江西定南大湖湖沼沉积物地球化学元素为研究对象,使用主成分分析法,并结合总有机碳(TOC)、有机碳同位素(δ¹³Corg)、中值粒径(Md)、化学蚀变指数(CIA)等相关气候代用指标,以元素组对的形式阐释不同地化元素响应不同气候环境下的地球化学行为和迁移规律。研究结果显示：第一主成分(PC1)包括Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、Nb、Rb、Ga、Ba、S等元素,曲线变化与CIA相似,指示湖泊流域的化学风化强度,气候暧湿,PC1含量高;第二主成分(PC2)包括Co、Zr、Hf元素,曲线变化与中值粒径较为一致,指示湖泊流域的水动力条件,气候冷干,PC2含量高;第三主成分(PC3)包括Sc、Cu、U、V元素,曲线变化与TOC、δ¹³Corg含量变化一致。大湖沉积物的物质来源为：在气候暧湿、流域化学风化作用强的条件下,地表径流冲刷流域周边花岗岩风化壳物质并搬运至湖盆沉积,但不排除在冷干时期,风力携带粉尘物质堆积的影响,粉尘物质可能主要源于周边的风化碎屑物。     

龙感湖小流域元素时空分布及湿地拦截功能探讨

众所周知,湖滨湿地是湖泊环境的屏障,它对流域入湖物质具有吸收与拦截作用。通过长江中游龙感湖湖滨湿地和湖泊沉积物中元素含量在时间序列上的对比研究,发现湖滨湿地对入湖主要重金属元素确有明显拦截作用;但对于化学性质活跃,易以溶液态迁移的元素如Fe、Mn等不具备明显的拦截功能。人类活动对湿地的破坏,减弱了湿地对流域入湖物质的拦截功能,加速了湖泊生态环境的恶化。     

基于流量监测的西藏东南部然乌湖水量平衡季节变化及其补给过程分析

青藏高原分布着亚洲大陆最大的湖泊群,其湖泊变化对气候变化响应敏感。基于遥感数据的湖泊面积变化不足以反映外流湖对气候变化的响应,需借助湖泊水量平衡过程分析来进一步研究各补给要素的变化。本文利用2015年4月-11月然乌湖水文气象监测数据,通过建立流量—水位关系,依据连续的水位数据重建了观测期内然乌湖主要径流的水文过程线,并结合SRM模型分析了然乌湖的水量平衡过程及季节变化。结果表明,观测期内然乌湖入湖水量约为18.49×10⁸ m³,其中冰川融水约为10.06×10⁸ m³,冰川融水占然乌湖补给的54%以上,湖面降水、湖面蒸发对湖泊水量平衡过程影响微弱。流域降水对湖泊的补给具有明显的季节特征。春季受西风南支扰动影响,然乌湖地区降水量大,降水是春季然乌湖的主要补给源。夏季和早秋由于气温升高,冰川消融量大,冰川融水是湖泊补给的主控因素。在未来气候变暖的条件下,冰川融水将会在湖泊补给中占据更大比例,并可能使得流域内的冰湖水量增加,产生潜在灾害风险。     

珠江口SX97孔7 000 a B.P.的气候环境变化及流域响应

综合考虑矿物，元素地球化学和孢粉等多方面的资料，对珠江口北岸SX97孔揭示的7000a B.P.以来的气候环境演化提出了一种5阶段划分方案。这种阶段性在SX97孔的各项指标上均有很好的对应，也与华南地区基于海岸沙丘，海滩岩和海相沉积地层等的早期研究成果能较好地对应。在此基础上，初步探讨了气候环境变化中的流域响应，发现SX97孔揭示出气候环境变化中很有很好的流域响应。如当气候环境偏湿偏热时，流域风化作用更加强烈，有很更多的铁元素流失，同时流域植被更发育，对降水有更好的缓冲作用，导致河口沉积物中含有更的铁元素（包括二价铁和三价铁），更少石英矿物和更多粘土矿物，当气候环境偏干偏凉时则相反。     

湖沼学

湖　　泊　　学P339 2 0 0 5 0 2 10 14近百年来西居延海湖泊水位变化的湖岸林树轮记录 =Wa terlevelchangeofthewestJuyanLakeinthepast 10 0yearsrecordedinthetreeringoftheshrubsinthelakebanks/肖生春 ,肖洪浪…∥冰川冻土 .— 2 0 0 4 ,2 6 (5 ) .— 5 5 7～ 5 6 2研究结果表明 :标准年表和西河下游 5～ 8月平均地下水位变化呈显著正相关 ,而且这一相关具有明确的生物学意义 .利用标准化年表和地下水位的相关关系 ,重建了西居延海近 10 0a以来 5～ 8月的水位变化 ,检验表明重建结果是可靠的 .结合西居延海在 196 0 - 196 2年干涸的…     

不同情景下干旱区尾闾湖泊生态水位与需水研究——以黑河下游东居延海为例

水位作为湖泊重要的水文要素之一,在反映湖泊水量变化,指示湖泊湿地生态环境状况等方面都有重要的生态意义。选取黑河下游尾闾湖东居延海为研究区域,采用湖泊形态学法对湖泊最小生态水面和最低生态水位进行了研究。依据水量平衡原理,结合已有研究对不同情景下的生态需水量进行了估算。最后结合黑河输水河道耗水规律,提出不同情景（水文频率）下各水文断面需下泄水量。研究结果对于干旱区流域湖泊湿地的保护和水资源的合理利用都有重要意义,同时也为黑河流域生态输水工程的实施提供现实的科学依据。     

基于SCS和USLE的程海总磷总氮参照状态推断

将流域入湖的氮磷负荷分为点源和非点源两部分,基于SCS模型和USLE模型,分别计算流域入湖的溶解态和颗粒态非点源负荷,根据工业、城镇生活及规模养殖废水排放,计算了流域入湖的点源负荷。通过计算的入湖负荷和现有的湖泊氮磷浓度数据,建立了湖泊氮磷质量守恒模型。根据计算的逐年入湖氮磷负荷和建立的湖泊氮磷质量守恒模型,逆推逐年的湖泊氮磷浓度,确定湖泊氮磷参照状态。应用建立的模型推断程海的TP、TN参照状态分别为0.014 mg/L和0.247 mg/L。构建的湖泊氮磷参照状态推断模型,所需资料少,概念清晰,在资料缺乏的其他湖泊流域具有推广应用价值。     

格尔木河流域水环境地球化学研究

该论文为硕士学位论文 ,于 2 0 0 0年 6月在中国科学院青海盐湖研究所完成。格尔木河流域的划分是从西南部发源地昆仑山冰山雪峰起 ,北入察尔汗达布逊湖消失为止的整个流程区 ,东西各自延伸到中高山前 ,整个流域面积约2 2 0 0 7km2 。流域内河流密集 ,均为内陆水系。流域内常年性湖泊主要有达布逊湖、涩聂湖、达西湖、小别勒湖以及大别勒湖、团结湖等季节性湖泊 ,以达布逊湖为最大且最具工业价值。格尔木河作为柴达木盆地第一大内陆河 ,是达布逊湖主要地表水的补给源 ,不论是对达布逊湖的水量还是盐类资源的补充都有着十分重要的影响 ,是格…     

湖泊集水域地表—地下径流联合模拟

研制了流域尺度的地表- 地下径流联合模拟的分布式水文模型。模型考虑了地表径流、土 壤水、地下水之间的相互作用和水量交换, 更真实地模拟径流系统。特别是, 考虑了湖泊- 流域系 统的特点, 例如, 多条入湖河流、直接入湖的坡面水流和地下入湖径流等, 使模型比现有水文模型 更适合于湖泊集水域径流系统的模拟。模型在云南抚仙湖集水域作了初步应用研究, 模拟结果与 河道径流、土壤含水量和地下水位等观测数据的比较显示, 模型模拟效果理想。此外, 模拟结果与 SCS 模型结果的对比分析, 进一步验证了模型的有效性。该模型可用于研究湖泊与流域的相互作 用、模拟流域水文过程对自然条件改变或人类活动的响应、探究地表径流- 地下水- 湖泊之间的相 互作用。模型也可用作湖泊- 流域系统水量平衡分析和水资源管理的有效计算工具。     

岱海湖泊沉积物频率磁化率对历史时期环境变化的反映*

在探讨封闭湖泊沉积物频率磁化率的环境意义的基础上,根据岱海DH₃₂孔湖泊沉积物磁化率的测量结果,结合粒度、孢粉、历史资料和硅藻分析结果,对岱海历史时期的环境变化进行了探讨。研究认为:历史时期内陆封闭湖泊沉积物频率磁化率高值段指示气候偏湿阶段;低值段指示气候干旱阶段;DH₃₂孔湖泊沉积物频率磁化率反映的近300年来岱海气候变化可划分七个阶段,并与粒度、孢粉、硅藻和历史资料的分析结果基本一致。湖泊沉积物频率磁化率是恢复历史时期环境变化的重要环境指标之一。     

哈拉湖岩芯XRF扫描元素统计分析及其环境意义

青藏高原东北缘高山湖泊哈拉湖是位于季风与西风影响的交汇带的封闭深水湖泊,是区域环境和气候变化的良好记录载体。目前对该湖的研究还较少,缺乏对沉积物中元素环境意义的系统认识。通过高分辨率XRF岩芯扫描,用相关、聚类和因子分析的方法对哈拉湖沉积岩芯地球化学元素进行分析。结果显示Ti、K、Si、Al、Fe、Mn等元素变化一致,相关性高,归为同一类,即径流输入的陆源碎屑组分,反映了流域水文状况如径流量的变化。Sr、Zr元素相关性高,为赋存在粗颗粒沉积物中的元素,根据哈拉湖实际,应为冬季湖泊冰面风力搬运,反映了湖区冬季风力强度的变化。Ca元素既与径流输入元素总体变化一致,也与Sr、Zr元素显著相关,且在第一和第二主成分(径流和风力)上的载荷相当,表明哈拉湖沉积物中的碳酸盐既有粗颗粒的外源碎屑,也有湖泊自生的组分,这在利用碳酸盐进行地球化学研究时应重视,注意去除外源碎屑碳酸盐的影响。可溶元素S和Cl可能反映了入湖水量与蒸发对比情况,与湖泊盐度有关。     

青藏高原全新世环境变化的兹格塘错元素地球化学沉积记录

兹格塘错是位于藏北高原腹地的一个封闭型湖泊,流域内没有现代冰川和永久积雪存在,其湖泊的水量平衡主要是大气降水和蒸发之间的平衡,因此其湖泊的变化过程可直接反映区域的气候变化。为了探讨该区域全新世的气候与环境变化过程,在其湖泊中心水深30m处钻取了一支深727cm的沉积岩芯,对沉积岩芯进行了元素地球化学分析,利用主成分分析得出影响沉积物化学组成的三个主要因子,主要受控于流域侵蚀因子和径流因子,区域背景作用因子所占比重很小。结合Mg/Ca的变化,其结果反映了全新世期间湖泊水体退缩与扩张,水质的浓缩与淡化的过程,揭示了兹格塘错流域气候的干湿变化,呈现暖干／冷湿气候组合模式;元素地球化学所反映出的湖面波动与环境变化得到了其他资料较好的支持,同时又显示了区域的差异性。     

近8 ka来云南洱海湖泊沉积记录的气候变化与夏季印度季风强弱变化的关系

根据洱海湖泊沉积物有机碳稳定同位素、元素、磁化率记录,近8ka来西南季风区洱海古气候演化可以分为9个阶段,气候变化以暖干-冷湿交替为主,暖干气候阶段西太平洋副热带高压控制西南地区的频率增加,夏季印度季风路径偏向西亚、中亚和青藏高原西部,包括洱海在内在云南高原气候暖干明显;冷湿气候阶段,副热带高压偏弱向东撤退,印度季风路径移向中国西南地区,降水增加,造成气候冷湿．湖泊沉积物记录的洱海流域人类耕作农业历史最早出现在5ka BP左右．     

近8ka来云南洱海湖泊沉积记录的气候变化与夏季印度季风强弱变化的关系

根据洱海湖泊沉积物有机碳稳定同位素、元素、磁化率记录,近8ka来西南季风区洱海古气候演化可以分为9个阶段,气候变化以暖干-冷湿交替为主,暖干气候阶段西太平洋副热带高压控制西南地区的频率增加,夏季印度季风路径偏向西亚、中亚和青藏高原西部,包括洱海在内在云南高原气候暖干明显;冷湿气候阶段,副热带高压偏弱向东撤退,印度季风路径移向中国西南地区,降水增加,造成气候冷湿．湖泊沉积物记录的洱海流域人类耕作农业历史最早出现在5ka BP左右．     

基于“水—能源—食物—生态”纽带因果关系和贝叶斯网络的锡尔河流域用水分析

跨界流域水资源利用系统因受气候变化、人口增长、政治博弈、生态反馈等许多因素的互馈影响,包含复杂的“水—能源—食物—生态”纽带因果关系,形成具有高度不确定性的复杂非线性系统。传统水资源规划方法中缺少对这种复杂纽带关系的约束,而目前研究这类纽带关系多基于耦合多个模型、集成建模的方法,数据需求大、对复杂因果关系的不确定性模拟能力不足。而贝叶斯网络能以概率分布代替参数确定值来模拟系统中因果关系的不确定性、同时减少数据需求。本文利用贝叶斯概率网络,选取锡尔河流域为研究对象,量化这一因不合理用水而导致咸海生态危机的跨界内陆河流域“水—能源—食物—生态”纽带中的因果关系。结果表明贝叶斯网络能有效地模拟纽带中因果关系的强弱与不确定性,分析1970—2015年间不同时期影响咸海入湖水量的主要因素。为用水预测与流域水资源利用管理提供了系统性认知的基础,并展现出在较低模型复杂度和成本下建模的潜力。苏联时期,咸海入湖水量对农业开发增长的灌溉用水、上游水库建设的蓄水过程和径流量等较敏感;苏联解体后,咸海入湖水量对下游国家不合理使用的灌溉用水及上游水库蓄水量等节点高度敏感。短期内,需提高洗盐与灌溉用水效率,改良种植结构、增加粮食作物占比,并预防干旱危害;长期而言,通过普及先进滴灌技术,能大幅节约农业用水,在50%和80%的滴灌普及率下,新增咸海入湖水量将达到6.4 km ³和9.6 km ³以上,有望逐步缓解咸海生态危机。     

哈萨克斯坦巴尔喀什湖沉积物粒度特征及其对区域环境变化的响应

湖泊沉积物中的粒度参数记载了丰富的流域环境变化信息,可为无器测资料地区重建古环境变化序列提供可靠的途径。通过对巴尔喀什湖岩芯沉积物中粒度、磁化率等环境代用指标的分析,结合放射性137Cs定年以及流域气候、湖泊水位等器测记录数据,研究了巴尔喀什湖沉积物中粒度变化特征及其环境指示意义。结果表明:巴尔喀什湖沉积物中黏土质(4μm)组分平均含量为20.32%,细粉砂质(4～16μm)为40.13%,中粉砂质(16～32μm)为22.86%,粗粉砂质(32～64μm)为10.55%,砂质(64μm)为6.13%。通过粒径标准-偏差法提取了沉积物中环境细颗粒敏感组分(F1,6.61～10.00μm)和粗颗粒敏感组分(F2,45.71～69.18μm)。研究表明在人类活动影响不断加强的背景下,粒度敏感组分的含量变化不能敏感的反映湖泊水位、入湖径流乃至区域气候的变化,而与沉积物中磁化率所反映的人类活动强度变化存在较为显著的相关关系(r=0.870,P0.01),这可能与人类活动增强导致的流域内富含磁性物质的细颗粒碎屑物质被搬运入湖有关,湖泊沉积物中磁化率升高的同时,湖泊沉积物中细颗粒物质增加。研究结果可为长时间尺度下古环境重建研究提供重要参考依据,同时也对揭示流域人类活动对湖泊环境的影响具有一定的科学意义。