沉积物再悬浮对浮游动物群落结构影响的模拟实验

沉积物再悬浮是浅水湖泊的重要特征之一.通过模拟实验,比较不同再悬浮程度下浮游动物群落结构的变化,以探讨沉积物再悬浮对浮游动物的影响.结果显示,不同处理下总悬浮物与叶绿素a浓度差异显著.再悬浮组中枝角类简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)、角突网纹溞(Ceriodaphnia cornuta)和轮虫占优势,而对照组中大型枝角类溞属(Daphniasp.)占优势,再悬浮使浮游动物群落组成趋于小型化.不同再悬浮条件下隆线溞(Daphnia carinata)、简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)和轮虫的丰度差异显著,角突网纹溞(Ceriodaphnia cornuta)和桡足类丰度差异不显著.总悬浮物浓度与轮虫和简弧象鼻溞丰度显著正相关,与隆线溞丰度显著负相关,与其它浮游动物种群丰度无显著相关性.本研究显示,沉积物再悬浮是决定浮游动物群落结构变化的重要过程之一.     

富营养化浅水湖泊沉水水生植被的衰退与恢复

对国外近年来有关富营养化浅水湖泊的退化与恢复方面的研究进展以及生物操纵作用作了述评,对有关富营养化湖泊沉水植被衰退的有代表性的３种假说也作了介绍。根据“八五”期间武汉东湖水生植被重建的研究工作和多年积累的湖泊水生植被调查资料,提出了长江中下游浅湖富营养化过程中沉水植被演替的模式。     

海啸波近岸共振响应的数值模拟及分析

应用有限差分方法求解非线性浅水长波方程,建立了海啸波产生和传播的二维数值模型;对太平洋地震引起的夏威夷群岛海啸波进行模拟,并将模拟结果和测站实测值进行比较,验证了模型的正确性。利用快速傅里叶变换对数值模拟结果进行谱分析,得到整个计算区域的能量谱分布,并给出了发生能量聚集的位置及相应的谱峰周期。讨论了海啸波传播到近岸时可能产生的共振响应现象,发现海啸波和近岸的共振响应不仅与近岸复杂地形有关,还与海啸波传播到近岸时的波浪入射方向有关。     

利用PETSc和FEPG编制海啸数值模拟程序的研究

海啸的数值模拟是海啸研究的一个重要领域, 它对于帮助理解海啸的基本物理特性和预防减灾具有重要意义。 海啸数值模拟程序的编制是一项繁杂的工作, 该文介绍了利用两种功能强大的通用软件(PETSc和FEPG)来进行海啸数值模拟程序编写的研究。 PETSc和FEPG采用有限差分、 有限元、 有限体积等多种离散方法, 可以对数值问题给出稳定的求解。 该文采用了直角坐标系下的非线性浅水波方程作为海啸波传播的控制方程进行离散求解, 并将其结果与TUNAMI N1模型进行了比较, 表明这两种方法方便而且有效。     

港湾中海啸流的模拟及其时空演变特征对输入条件不确定性的响应分析

一直以来,海啸波特征作为表征海啸潜在破坏性的参数指标得到了广泛应用,特别是针对近场极端海啸事件造成的灾害来说,这种表征具有较好的适用性.然而总结分析历史海啸事件造成的损失发现：在远场近岸及港湾系统中,海啸诱导的强流却是造成损失的主要原因.陆架或港湾振荡导致海啸波幅快速升降诱发强流,可能促使港工设施受到威胁及损害,进而对海啸预警服务及海事应急管理提出了新的挑战.因此,全面理解与评估海啸在港湾中诱发的灾害特征,探索港湾中海啸流的数值模拟方法,发展针对港湾尺度的海啸预警服务指导产品尤为迫切.受限于海啸流验证数据的缺乏及准确模拟海啸流技术方法的诸多不确定性,大部分海啸数值模拟研究工作主要是针对水位特征的研究及验证,可能导致对港湾中海啸灾害危险性认识的曲解与低估.本研究基于非线性浅水方程,针对夏威夷群岛三个典型港湾建立了精细化海啸数值模型（空间分辨率达到10 m）,并联合有限断层破裂模型计算分析了日本东北地震海啸在三个港湾及其邻近区域的海啸特征,波、流计算结果与实测结果吻合较好,精细化的海啸港湾模型模拟结果可信.模拟发现港湾中较小的波幅,同样可以产生强流.综合分析日本东北地震海啸波、流特征对输入条件不确定性的响应结果发现：港湾中海啸波-流能量的空间分布特征差异较大,这与港湾系统中海啸波的驻波特性相关;相比海啸波幅空间特征,海啸流特征具有更强的空间敏感性;海啸流时空分布特征对输入条件的不确定性响应比海啸波幅对这些不确定性的响应更强,海啸流的模拟与预报更有挑战性;不确定性对海啸流计算精度的影响会进一步传导放大港湾海啸流危险性的评估及对港工设施产生的应力作用的误差,合理的输入条件对海啸流的精确模拟至关重要.最后,希望通过本文的研究可以从海啸波-流特征角度更加全面认识近岸海啸灾害特征,拓展海啸预警服务的广度与深度,从而为灾害应急管理部门提供更加科学合理的辅助决策产品.

     

太湖水体理化指标在夏季短时间尺度上的分层及其控制因素

通过连续9d(2010年7月24日至2010年8月1日)对太湖水体理化指标垂向分层的高频率观测,揭示太湖多指标垂向分层规律.观测表明:(1)太湖中各水质指标频繁出现分层现象,但不稳定;(2)分层的主要控制因素包含气温的日变化、蓝藻水华堆积与风浪扰动等;(3)气温和太阳辐射日变化影响水温分层,水温垂向变幅可达3.94℃,...     

湖北长湖水生植物多样性及群落演替

在2011年的调查基础上,结合已有资料,研究长湖水生植物多样性、群落特征、水生植被分布现状及水生植物多样性的动态变化和群落演替规律,探讨驱动水生植物群落演替的主导因素.结果显示长湖现有水生植物95种,水生植物优势群落12个.与1985年相比,长湖水生植物无论是在优势种还是优势群落上均发生了巨大变化,从原来以沉水植物为主的优势群落逐步演替为以挺水植物+漂浮浮叶植物为优势的水生植物群落.同时水生植被分布面积急剧缩小,生物量显著下降,2011年全湖水生植被覆盖率仅为4.2%,单位面积平均生物量只有2001年的10%,全湖生物总量相比于2006年下降了88.5%.分析表明,大规模围网养殖等人为干扰活动及水体富营养化是致使长湖水生植物多样性显著下降和群落发生逆向演替的主要原因.     

长江中下游浅水湖泊悬浮颗粒物吸收系数测定方法探讨

对两种水体悬浮颗粒物吸收系数测定方法及相关计算进行对比研究.通过长江中下游湖泊典型藻类的实验室培养,利用T方法和T-R方法分别对藻类颗粒物、藻类泥沙混合悬浊液进行吸收系数测定.通过颗粒物光谱吸收系数与叶绿素a之间的相关性关系,对比了两种方法的测量稳定性.通过对不同比例的藻类和无机悬浮颗粒物(ISS)的混合悬浊液进行分析,获得了不同浊度水体悬浮物吸收光谱的变化情况.结果表明,在纯藻或者泥沙含量较少的水体进行颗粒物吸收系数光谱测定时,T方法和T-R方法均可以采用,并且均具有较高的测定精度.然而,在泥沙含量相对较高的浑浊水体,应尽量选取T-R方法进行颗粒物吸收光谱的测定,以提高测定精度.长江中下游浅水湖泊由于底泥易受风浪影响发生再悬浮,因此在颗粒物吸收系数光谱测定中,当水体中ISS含量超过30 mg/L时,应选择T-R方法.     

南海东北部450 m以浅水层与深层海流观测结果及其谱分析

基于在南海东北部锚定测流站在450 m以浅Long Ranger ADCP测流长达77 d的资料, 以及在2000与2300 m处深层流长达7个月左右的测流资料, 进行了谱分析与计算. 得到以下几个主要结论: (1) 比较50～400 m处海流的月与季节变化, 它们的变化趋势是较为一致的. 从日平均流速前进矢量图, 其流速在大部分时间是按逆时针方向旋转而变化. 这与从对海表面高度作定性分析的结果大致符合, 海表面高度来自CCAR对TOPEX/ERS-2卫星高度计资料分析. 日与月平均流速都在11月份最大, 10月其次, 8月最小. (2) 在2000与2300 m处日与月平均流速平均地1月最强, 9月次强, 8月最弱. 从季节变化来看, 冬季(1～3月)流速最强, 秋季其次, 夏季最弱. (3) 潮流随深度变深有所变化, 在上层全日潮峰值要高于半日潮峰值, 但在200～400 m处半日潮峰要高于全日潮峰值. 在450 m以浅它们的振动皆以顺时针方向为主. 在1500 m以深全日潮峰值又高于半日潮峰值. (4) 发现自50～2300 m都存在2个多月周期振动, 其中在450 m以浅水层振动周期皆为75 d, 其振动方向为逆时针方向. 在2000与2300 m处振动周期分别为68与69 d, 其振动方向也是以逆时针方向为主. (5) 揭示在450 m以浅水层随深度变深, 振动周期有变化, 例如f >0时在50与100 m处存在22与15 d左右的显著振动. 但随深度增加, 在200～400 m处这些周期振动都不存在, 只存在较小周期13 d左右的振动, 这与深层流振动的规律有差异. (6) 在2000及2300 m处存在1个多月, 23 d, 半个月左右周期的振动. (7) 在50～2300 m皆存在4～8 d左右周期的天气过程的振动, 还存在惯性周期振动, 其振动方向为顺时针方向, 也存在8 h与6 h的短周期振动. (8) 通过交叉谱的计算, 揭示: (ⅰ) 2000与2300 m两组流速时间序列对于2个多月的周期振动(T = 68.3 d)和1个多月的周期振动都有很好的相关性; (ⅱ) 100与2300 m两组流速时间序列对于半个月周期振动(15.5 d)和2 d等都有很好的相关性.     

藏北措勤盆地早白垩世Aptian-Albian浅水碳酸盐岩碳同位素组成及其意义

藏北措勤盆地早白垩世Aptian-Albian台地型浅水碳酸盐岩的δ ¹³C值分布于2.48‰~5.46‰之间, 平均值为3.93‰. 不仅具有正偏移特征, 而且比具有较高δ ¹³C值的同期深水碳酸盐岩的δ ¹³C值还平均偏高1.17‰. 研究表明其成因为, 首先在全球大洋缺氧事件背景下, 有机质的高速埋藏使海洋总溶解碳库中δ ¹³C值升高, 致使所有海相碳酸盐岩的δ ¹³C值普遍升高; 然后在具有分层结构的古海洋中因经历不同的碳同位素分馏作用而造成浅水碳酸盐岩的δ ¹³C值明显高于深水碳酸盐岩的该值.