南极普里兹湾及其邻近海域表层水镭同位素的分布及应用

中国第27次南极科学考察期间(2010年12月30日至2011年1月16日),对普里兹湾及其邻近海域表层海水进行了226Ra和228Ra的分析,结果表明:226Ra和228Ra比活度的变化范围分别为1.47—2.43Bq/m3和0.17—0.45Bq/m3,平均值分别为2.13Bq/m3和0.29Bq/m3,228Ra/226Ra)A.R.(228Ra与226Ra的活度比)的变化范围为0.08—0.20,平均值为0.14。根据盐度和226Ra的质量平衡方程,计算出研究海域表层水中冰融水、南极夏季表层水和普里兹湾中深层水的份额。研究海域表层水中温度、盐度、226Ra、228Ra、228Ra/226Ra)A.R.和冰融水份额的空间分布显示,在埃默里冰架前沿海域,西侧海域较东侧海域具有低温、高盐、高226Ra、低228Ra、低228Ra/226Ra)A.R.、低冰融水份额的特征,证实埃默里冰架下水体东进西出的运动规律。根据埃默里冰架前沿东、西侧水体228Ra/226Ra)A.R.的差异,估算出埃默里冰架下表层水体东进西出所经历的时间为1.85a。此外,在普里兹湾湾口中部海域(66.5—67.5°S,72°—74°E),观察到次表层水的上升通风作用,该区域较高的228Ra含量和228Ra/226Ra)A.R.证明这些表层水体并非来自湾外绕极深层水的上涌,而可能来自湾内埃默里冰架输出水体。     

The watermass variability and southward shift of the Southern Hemispheremid-depth supergyre

The Southern Hemisphere subtropical supergyre at intermediate depths connects all three ocean basins and plays a significant role in responding and conveying the climate-change-related variations in the glob- al ocean. On the basis of the Simple Ocean Data Assimilation/SODA） ocean reanalysis, the thermohaline variability and southward shift of the mid-depth supergyre are demonstrated. The steric height of the sub- surface relative to 1 500 m （400-1 500 m） from the SODA depicts exactly the flow patterns and variability of the oceanic supergyre. During 1958-2007 the water masses in the gyre interiors become cooler/fresher, with the significant exceptions of the Agulhas Current system and Agulhas leakage. The results also exhibit a pronounced strengthening of the inter-basin connection of the supergyre, and the strongest southward shift, by about 2.5° over the whole period, occurs in the central-south Pacific, which is associated with the changes in the basin-scale wind forcing.     

扩散法——EA-IRMS测定天然水体铵态氮同位素实验条件研究

稳定氮同位素是研究氮循环和氮污染源示踪的一个有效手段。然而目前国内对水体中铵态氮同位素测定方法研究较少,限制了水体氮循环和污染机理的深入探讨。本文采用改进的扩散法(EA-IRMS)测定水中铵态氮同位素,探讨了样品制备过程中扩散溶液的体积、浓度和扩散时间对回收率及氮同位素测定值的影响。实验得出最佳扩散条件为:1.50 mg/L氯化铵溶液400 mL扩散14天,回收率大于95%,且不会产生氮同位素分馏。本研究为高精度测定天然水体中铵态氮同位素提供了更可靠的实验条件。     

基于ALOS光学影像的2008年汶川地震震害信息提取

本文基于ALOS光学影像对2008年5月12日发生的四川汶川大地震灾区进行了震害信息提取。由于本次地震造成了大范围的山体滑坡,我们尝试利用震前和震后获取的ALOS/AVNIR-2影像进行滑坡区域信息提取。首先利用分级方法提取植被和水体信息,对植被和水体进行掩膜之后通过基于像元的分类将裸地信息从震前和震后的影像中提取出来,两幅影像中裸地信息的差异则被认为是滑坡。同时在被滑坡阻塞的河流地区,水平面的上升情况也被提取出来。除此以外本文利用由SRTM获得的DEM数据对坡度和滑坡发生之间的关系进行了研究。     

基于GEE的干旱区流域湿地水体时空动态变化特征分析——以宁夏平原为例

黄河流域生态保护和高质量发展已成为国家重大战略,宁夏平原为黄河流域具有代表性的典型湿地区域。本文基于谷歌地球引擎平台(GEE)对宁夏平原1984—2020年湿地水体的历史覆盖、面积变化、类型转变及季节性演变等动态信息进行分析与评价。结果表明：(1) 1984—2020年宁夏平原湿地水体历史覆盖面积为1 373.86 km²,占研究区面积的8.1%,全时段覆盖水体面积为116.46 km²;(2) 1984—1999年至2000—2020年宁夏平原地表水体面积共计增加482.99 km²,总体面积变化率为45.6%;(3)研究区新增永久性水体明显,过去37年新增永久性水体218.89 km²,同时季节性水体面积变化幅度较大;(4) 2020年,全年覆盖水体占比为39.45%,而1—6月覆盖时间的水体面积占比超过50%。本文成果可为环境保护和黄河流域高质量发展提供数据支撑。     

鄱阳湖丰水期水体中叶绿素a含量空间分布及其与环境因子的关系

在2011年8月和2012年7月丰水期,在鄱阳湖湖区布设77个采样点,大规模采集水样,研究浮游植物生物量(以水体中叶绿素a含量表示)在湖区的空间分布,并探讨叶绿素a与相关环境因子之间的关系。结果表明,鄱阳湖丰水期水体中叶绿素a质量浓度较低,平均值为10.58μg/L;叶绿素a含量的空间分布特征为:东南湖区最高,中部湖区居中,北部通江区较低。Spearman秩相关分析结果表明,水体中叶绿素a含量与水体透明度显著正相关,与总悬浮颗粒物含量、总氮含量、亚硝态氮含量、硝态氮含量和溶解性总氮含量显著负相关,与其他营养盐含量不相关。水下光照条件是限制鄱阳湖浮游植物丰水期生长的主要因素;鄱阳湖水体交换时间较短,也在一定程度上抑制了浮游植物的生长;丰水期,高水位稀释了水体中的营养盐浓度,从而掩盖了其对浮游植物的作用,导致营养盐的作用不明显。     

1972～2011年期间艾比湖面积变化研究

以8期Landset TM/ETM+遥感影像为数据源,利用归一化水指数,用地理信息系统相关软件,提取新疆艾比湖水域面积;利用湖泊面积动态模型和质心偏移模型,研究艾比湖的动态变化。结果表明,8个时期艾比湖面积在不断萎缩,湖泊总面积从1972年的583.14 km2减少到2011年的468.11 km2,缩小了19.73%;湖泊质心向东南方向偏移了1.23 km,表明艾比湖在退化。     

漂浮通量箱法和扩散模型法测定内陆水体CH_4和N_2O排放通量的初步比较研究

采用漂浮通量箱法和扩散模型法同步地观测了模拟内陆水体在不同条件下的CH4和N2O的水-气交换通量,旨在比较两类方法取得结果的异同。结果显示:这两类方法所测得的绝大多数CH4排放通量都与水中溶解氧呈显著线性负相关(显著性系数P0.001)。同时N2O排放通量与表层水温及水中铵态氮、硝态氮、溶解碳和溶解氧的关系可用包含所有上述水环境因素的Arrhenius动力学方程来表达,这些因素可以共同解释86%~90%的N2O通量变化(P0.0001),且不同方法测定的N2O通量的表观活化能和对表层水温的敏感系数分别介于47~59 kJ mol-1和1.92~2.27之间;扩散模型法所获得的CH4和N2O通量分别是箱法测定值的13%~175%和15%~240%,差异程度因模型而异;不同模型取得通量间相差20%~1200%,平均相差2.3倍。上述结果表明:仅用一种模型方法来取得CH4或N2O排放通量易形成较大偏差;不同扩散模型法和箱法测定的通量在反映CH4和N2O排放的内在规律方面具有一致性,但它们对真实气体通量的测量是否都存在不同程度的系统误差,尚需进一步研究。     

Assessing seawater quality with a variable fuzzy recognition model

With the rapid development of the marine economy industry, human exploitation of marine resources is increasing, which is contributing to the growing trend of eutrophication and frequent occurrence of red tide. Accordingly, investigations of seawater quality have attracted a great deal of attention. This study was conducted to construct a seawater environmental quality assessment model based on the variable fuzzy recognition model. The uncertainty and ambiguity of the seawater quality assessment were then considered, combining the monitoring values of evaluation indicators with the standard values of seawater quality. Laizhou Bay was subsequently selected for a case study. In this study, the correct variable model for different parameters was obtained according to the linear and nonlinear features of evaluation objects. Application of the variable fuzzy recognition model for Laizhou Bay, water quality evaluation and comparison with performance obtained using other approaches revealed that the generated model is more reliable than traditional methods, can more reasonably determine the water quality of various samples, and is more suitable for evaluation of a multi-index, multi-level, nonlinear marine environment system; accordingly, the generated model will be an effective tool for seawater quality evaluation.     

2010—2011年东海藻华高发区水体层化对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)藻华的影响

本文通过2010年和2011年不同时空角度对东海原甲藻藻华进行调查,研究水体层化对藻华发生和发展的影响。结果显示,起初东海原甲藻在50m等深线附近的外海繁殖与聚集,然后随着台湾暖流与长江冲淡水的相互作用,东海区域水体层化现象加剧,其细胞丰度越来越大,直至藻华发生并持续推进到近岸。大部分东海原甲藻细胞位于层化水体上方,而且当水体层化现象明显时,藻华的发展最为迅速且呈大规模爆发状态。结果还显示当出现叶绿素高值层时,总是伴随出现温盐突变现象。本项研究不仅第一次从时间角度记录了东海原甲藻藻华的发展动态,而且还发现了东海水体层化现象为东海原甲藻藻华的发生和发展提供了多种环境因子条件,这为该藻华的监控和预测提供了重要的科学依据。