Stable carbon isotope signatures of cellulose in macrophytes collected from three eutrophic lakes in China

Aquatic plants are essential for maintaining the diversity and stability of a lake ecosystem. Stable carbon isotopes (δ¹³C) of macrophytes have been widely used as a powerful tool to study ecological processes and paleoenvironmental evolution in lakes. Varying results are obtained when using the δ¹³C of macrophytes to study the changes in the lake environment at different spatio-temporal scales. Thus, sample preparation and subsequent laboratory analyses are crucial for studying environmental changes using the isotopic signal retained in the macrophytes, and are essential for the interpretation of isotope-environment relationships. This study analyzed the δ¹³C of different tissue components of macrophytes in three lakes of the lower Yangtze River basin, and a correlation analysis was performed on aquatic environments influencing the δ¹³C values in the different tissue components of macrophytes. The test results showed the difference between the δ¹³C values of the whole sample and cellulose. Relative analyses indicated that the major factors contributing to the δ¹³C variability in macrophytes were pH and the concentration of dissolved inorganic carbon (DIC). The δ¹³C of α-cellulose (δ¹³C_AC) is more sensitive to environmental variables than that of the whole sample (δ¹³C_W) and holocellulose (δ¹³C_HC). The results of this study imply that extraction of α-cellulose is a prerequisite for research on the changes in lake environment using δ¹³C of macrophytes. This study aims to provide theoretical and data basis for further research on the environmental and ecological change using stable carbon isotopes of aquatic plants.     

滇池蓝藻水华发生频率与气象因子的关系

蓝藻水华暴发是在一定的营养、气候、水文条件和生态环境下形成的藻类过度繁殖和聚集的现象,是水体环境因子(如总氮、总磷、pH值、溶解氧)和气象因子综合作用的结果.然而滇池周年性水华暴发标志着滇池蓝藻水华在当前水质条件下,气象因子为关键影响因子.为了进一步探究滇池蓝藻水华发生与气象因子的规律,本文利用2010-2011年滇池蓝藻水华遥感监测资料与周边地面气象站逐月资料,研究滇池蓝藻水华月发生频率与月气象因子的关系.结果显示,滇池蓝藻水华发生频率与平均气温、最低气温、平均风速、累计日照时数和降雨量等气象因子均表现为显著相关,其中与日照时数和风速呈显著负相关.各因子中与风速的相关系数最高,说明滇池各月蓝藻水华发生频率高低与风速关系最为密切,进一步验证了在具备蓝藻水华发生所需营养盐条件下,水体稳定性对蓝藻水华发生的影响更为重要的结论.以上结果可为科学预测蓝藻水华发生,并采取相应措施减少其带来的影响提供理论依据.     

武汉东湖水体异味物质及其与水环境因子相互关系

根据2014年1—12月东湖3个湖区(水果湖、郭郑湖及汤菱湖)中9种溶解态异味物质(DMS、DMDS、DMTS、β-cyclocitral、β-ionone、MIB、GEO、IBMP和IPMP)的月间采样结果,对异味化合物浓度之间的相关性及其与东湖水体中主要环境因子的相关关系进行了分析.研究发现9种异味物质浓度整体水平在夏、秋季相对冬、春季较高,其中DMS、DMTS、β-cyclocitral、β-ionone的月平均浓度较高,且在夏季均超出嗅味阈值,其他几种异味物质浓度检出较低,对东湖的异味强度影响较小.低浓度β-cyclocitral及β-ionone具有烟草或芳香味,DMS与DMTS具有腐臭味,因此DMS及DMTS为东湖异味的主要致嗅物质.从异味物质空间分布来看,郭郑湖区的DMS、DMDS、β-cyclocitral及β-ionone年平均浓度均低于其他两个湖区,综合该湖区中相对较低的年平均总氮(TN)和叶绿素a(Chl.a)浓度以及受人类活动影响程度较低的情况,该湖区的异味问题要轻于水果湖及汤菱湖区.此外,研究发现DMTS、β-cyclocitral和β-ionone浓度与Chl.a浓度均呈显著正相关,DMDS及DMTS浓度与TN浓度呈显著正相关,DMS及β-cyclocitral浓度与溶解氧浓度呈显著负相关,表明由于大量藻类快速腐败导致的水体含氧量下降可能会对水体异味产生重要影响.为防止东湖水体恶臭的发生,对藻类进行控制尤为重要.     

湖泊蒸发观测与计算方法研究进展

湖泊蒸发是连接湖泊水分循环与能量平衡的关键纽带之一,认识湖泊蒸发过程对于理解湖-气间相互作用机制十分重要。然而,由于湖泊的形态结构、地理位置和气候背景不同,各湖泊在不同时间尺度上的蒸发特征不同。湖泊蒸发存在复杂的物理驱动过程、时间尺度相关的反馈以及空间异质性。准确地捕捉并量化湖泊蒸发过程,仍是湖沼学、水文学和气象学等学科的重要研究内容。本文首先介绍了湖泊蒸发的主要观测手段,然后概述了湖泊蒸发在日内、季节、年际、年代际四种不同时间尺度的变化特征;梳理了不同时间尺度各要素对湖泊蒸发的影响,以及湖泊蒸发与湖泊面积和深度等形态结构特性及纬度和海拔等地理因素之间的关系;对自涡度相关技术等高精度仪器应用以来的湖泊蒸发研究进展做出了总结。     

近50a洱海水环境演变特征及其主要驱动因素

基于1971 2020年近50年洱海湖区主要水质指标的监测数据,采用M-K检验和GAMs模型定量解析了洱海水质的年际变化趋势,采用多元回归法综合分析了洱海水环境演变的驱动因素。结果表明,近50年来,在流域发展与湖泊保护双轮驱动的作用下,洱海水质年际波动明显,主要水质指标浓度也呈现出多个显著变化的趋势过程。1980s初至1985年间水质指标浓度显著上升,主要与流域南部城镇化发展有关;1986 1980s末显著下降,与南部截污干渠(管)建设密切相关;1990s末至2003年间显著上升,主要与南部城镇工业发展、农业种植结构调整等重要发展策略有关;20042008年间显著下降,主要与中心城区截污治污、环洱海湖滨带修复等重要工程实施有关。在此期间洱海发生过两次较为严重的规模化藻华事件,1996年在水质优良的情况下洱海首次发生蓝藻水华,这与长期低水位运行、网箱养鱼和银鱼引种等导致湖泊生态系统严重受损密切相关;2003年在水质污染加重、生态系统尚未恢复情况下洱海再次发生蓝藻水华。2次藻华事件也改变了流域发展政策,对洱海的科学认识和保护治理力度不断加大,特别是2016年以来高强度的湖泊保护工作,促使洱...     

丹江口水库浮游植物群落时空变化及其与环境因子的关系

研究丹江口水库在完成高水位蓄水期间浮游植物群落的时空动态特征可为丹江口水库的水质保护与生态系统结构优化及健康管理提供一定科学依据。本研究基于2018—2020年的水库浮游植物监测数据,结合同期水库水体的理化参数,分析了丹江口水库浮游植物在不同年度、季度及空间的变化特征,以及影响浮游植物群落结构变化的主要环境因子。结果显示该区域共检测出浮游植物7个门类,其中蓝藻门、硅藻门、绿藻门、隐藻门为优势类群。2018—2020年浮游植物年均密度分别为1.96×10⁶、2.55×10⁶和5.07×10⁶ cells/L,呈现出逐年增高趋势。浮游植物季度密度表现为秋季>夏季>春季>冬季,在夏秋季节蓝藻门和绿藻门占优势,春冬季节硅藻门和隐藻门占优势,同时硅藻门在四季中均占据生长优势。空间上库区浮游植物密度明显高于支流,且汉江库区浮游植物密度高于丹江库区,其中蓝藻门和绿藻门主要在库区大量出现,而支流则以硅藻门和隐藻门为主。RDA分析显示,影响丹江口水库浮游植物的主要环境因子是水温,其次为化学需氧量、氨氮和总磷。在不同季节和...     

巢湖水-气界面N2O通量排放特征及影响因素

湖泊是温室气体氧化亚氮(N₂O)的潜在排放源,但由于自然环境以及人类活动的差异,其N₂O排放规律也存在特殊性和地域性。为探究巢湖N₂O排放通量的时空特征,利用静态暗箱-气相色谱法于2018年3月至2019年12月对巢湖不同区域(东、中、西)N₂O的排放进行观测。结果表明,巢湖水体N₂O年均排放通量为(25.14±55.01)μg/(m²·h),表现为N₂O的“源”,且具有较为明显的时空分布规律。在时间分布上,季节变化趋势呈现“M”形模式,7月出现最小值且表现为N₂O的“汇”((-12.97±16.32)μg/(m²·h)),在6月和8月为峰值,全年最大值出现在8月((68.25±78.05)μg/(m²·h)),极值均出现在夏季。在空间分布上,东、中、西3个湖区N₂O排放通量差异显著(P=0.03),N₂O排放通量最大值((4...     

夏季金沙江下游水-气界面CO2、CH4通量特征初探

河流是连接大陆和海洋两大碳库的桥梁,在全球碳循环中的作用举足轻重.金沙江作为长江的上游段,对区域碳循环及区域化学风化的影响非常重要.于2015年8月8-18日对金沙江下游水-气界面CO_2与CH_4通量特征进行监测与分析.采用顶空平衡法结合薄边界层模型估算法计算表层水体CO_2与CH_4的分压以及水-气界面的交换通量,并分析环境变量与其之间的相关性.研究发现,金沙江下游表层水体p(CO_2)平均值为2724.84±477.18μatm,表层水体p(CH_4)平均值为59.96±6.74μatm;水-气界面CO_2通量平均值为2.24±0.50 mmol/(m2·h),CH_4通量平均值为0.000163±0.00009 mmol/(m2·h),通量与分压趋势基本保持一致.表层水体p(CO_2)与溶解性无机碳浓度、碱度均呈显著正相关,而p(CH_4)与水温、叶绿素a浓度均呈显著正相关,CO_2通量与p(CO_2)、溶解性无机碳浓度、碱度均呈正相关,CH_4通量与p(CH_4)、风速均呈正相关,其他环境因素对通量的影响不明显,仍需进一步研究.金沙江下游水-气界面CH_4扩散通量较低,而CO_2扩散通量在世界主要河流中属于中等水平.     

河北省地倾斜观测资料干扰因素分析

在分析研究地倾斜观测资料时,为反映观测曲线的真实变化,需要剔除干扰因素的影响。该文通过整理分析河北省水平摆、垂直摆、水管仪等地倾斜观测资料,将河北省地倾斜干扰因素主要分为观测系统类干扰、观测环境类干扰以及气象因素类干扰。其干扰形态主要表现为变化趋势转折、变化速率改变、固体潮畸变、台阶、毛刺和突跳变化。     

Spatial and Temporal Distribution of Dust‐Bound Trace Metal Elements around Kuhdasht Watershed Area in Iran

Dust, as a source of trace metal elements, affects the health of society. The spatial and temporal concentrations of dust‐bound trace metals (Cd, Pb, Ni, Zn, Cu, and Mn) in Kuhdasht watershed (456 km²), Lorestan Province, Iran, is investigated. Dust is collected using glass traps placed in ten research stations in the region. The spatial and temporal distribution of dust trace metals are plotted using ARC‐GIS. The highest and the lowest concentrations of Zn (9751150 mg kg^?1), Pb (46.352.9 mg kg^?1), and Cd (2.443.30 mg kg^?1) are obtained in winter, of Ni (98110 mg kg^?1) and Cu in autumn (16.053.5 mg kg^?1), and of Mn in summer (385505 mg kg^?1). The spatial concentrations of dust‐bound trace metals indicate all, except Cu, show a decreasing trend from the mountains toward the plains, similar to that of soil and of dust, except for Zn, which shows higher concentrations in dust than in soil. The potential sources of dust‐bound trace metals and their rate of contamination are also investigated using the enrichment and contamination factors. The major sources of Cd and Zn in the dust of watershed are due to anthropogenic activities or from activities outside the borders.