长江中下游典型湖泊营养盐历史变化模拟

湖泊营养盐变化在自然条件下受到气候水文因素控制,同时受到湖泊生态系统生物群落作用和反馈.作为动力机制探讨,本文试图基于水文和生态动力学方法,分别构建气候-流域水文作用于湖泊营养盐的外源模式和湖泊生物群落作用于湖泊营养盐的內源模式.针对长江中下游典型湖泊,经过控制实验和率定,发现营养盐模拟与观测数据在时间序列上达到90%百分位的正相关,因此用来模拟1640 1840 A.D.期间的营养盐演变历史.研究表明:(1)模拟的湖泊营养盐变化与沉积钻孔揭示的历史营养盐变化基本一致,沉积记录与模式模拟的7个湖泊的营养盐变化均显著相关;(2)气候因素是湖泊营养盐历史演变的主控因子,来自于湖泊生物群落的反馈作用贡献约占40%;(3)在温度和降水因子的驱动下,湖泊营养盐历史变化主要受降水控制,在极端干旱时期,60%的营养盐变化同步响应于降水变化.同时,面积在400 km2以下的湖泊营养盐对气候变化的响应比2000 km2以上的大湖更为敏感.研究结果对长江中下游湖泊营养状态的长期变化机理认识和趋势控制提供科学依据.     

太湖和巢湖中微囊藻(Microcystis)与长孢藻(Dolichospermum)的长时序变化及其驱动因子

随着我国湖泊治理力度的加大,太湖和巢湖的营养盐水平,特别是氮水平近年来明显下降,如2007年以后太湖总氮和近年来巢湖的氨氮水平都呈现下降趋势,但是2个湖泊水华蓝藻的优势种却向相反的方向演化,太湖的长孢藻(Dolichospermum)比例在增加,而巢湖的长孢藻比例却在降低,为阐明这种变化过程和驱动因素,本研究利用太湖(19932015年)和巢湖(2012 2018年)的历史数据分析了2个湖泊中的水华蓝藻——微囊藻(Microcystis)和长孢藻生物量的历史变化过程,并结合营养盐数据分析了影响2种水华蓝藻变动的驱动因素.结果显示:太湖和巢湖的微囊藻生物量多年来始终保持高位波动,近年来均有升高的趋势,这与2个湖泊磷的高位波动具有明显的相关性,磷是决定微囊藻生物量长尺度变化的主要驱动因素;太湖的长孢藻生物量呈现较大波动变化,2007年以后明显升高,巢湖的长孢藻生物量则明显下降,氮与长孢藻生物量呈现负相关关系,而且这种负相关仅在低磷浓度时具有显著性.微囊藻生物量对磷浓度变化敏感的正反馈响应是其水华形成的重要机制之一,在高温高磷条件下,微囊藻可以快速繁殖,并竞争性排除长孢藻,从而形成优势;而长孢藻可以通过温度生态位和固氮两种方式占据优势,在氮浓度相对较低,且温度低于微囊藻形成水华的温度范围时,长孢藻可以依靠温度生态位的优势形成水华,而在氮限制的条件下,即使在夏季高温时,长孢藻依然可以利用固氮作用形成水华,但是关键的温度阈值和开始固氮的氮浓度阈值仍不清楚.基于2种水华蓝藻对营养盐变化响应的差异,建议在进行蓝藻水华治理、污染削减过程中,应针对不同水华蓝藻的特性进行分时段分类别的营养盐控制策略.     

疏浚对巢湖重污染入湖河流沉积物中污染物赋存及释放的影响

以巢湖重污染入湖河流双桥河为研究对象,研究了底泥疏浚对水质以及沉积物中总氮、总磷和有机质的短期影响及长期效应.结果表明,双桥河水质的季节变化显著,受上游城市污水及周边面源污染的影响,疏浚对水质改善作用不明显.表层沉积物中总氮、总磷及有机质含量在疏浚结束后1个月有所降低,但是2年后分别回复到疏浚前的189.77%、111.62%和152.87%.疏浚结束2年后,沉积物中磷主要以钙磷和有机磷的形式存在,铝磷和铁磷的含量较少,弱结合态磷的含量最低;但是表层沉积物中的弱结合态磷、铝磷和铁磷结合态磷含量较疏浚前分别升高了728.32%、13.52%和37.73%,并呈现出表层富集现象,存在较高的污染物释放风险.这可能是由沉积环境改变、外源污染未得到有效控制引起的.因此,为了维持疏浚的长期效果,应该对外源污染源进行有效控制.     

珠江三角洲沉积体与河网干流河道的形成发育

应用PRD-LTMM长周期"动力-沉积-形态"模型和非线性动力学拉格朗日拟序结构理论对全新世海侵盛期以来珠江三角洲以及河网干道的形成演变进行了地貌动力学分析,结果显示:受曲折岸线和复杂地形的影响,海侵盛期古珠江河口湾的水动力随时空高度变化,形成了7个具有不同运动特性的条带区域,并产生了许多不同尺度且相对独立的沉积动力结构,形成了众多的沉积体。这些沉积体成为了三角洲发育演变的基本建构单元。三角洲的主体沉积可概括为受原始地形分隔的若干相对独立的充填过程,干流河道的形成和发育往往是若干相邻沉积体发育和延伸的结果,而三角洲河网干道的总体分布格局则受这些动力区域所控制。     

2003-2015年北京市观象台酸雨特征以及长期趋势分析

本文利用2003年-2015年观象台的酸雨观测资料,统计分析了北京市观象台酸雨分布特征及长期变化趋势。结论如下,北京市观象台降水年均pH值的变化范围为4.34～5.87,北京市观象台酸雨变化分为三个阶段：2003～2005年年均pH值较高,2006年是转折点,年均pH值比2005年下降0.42, 2007～2010年的年均pH值均低于4.5,在此期间北京地区已成为重酸雨污染区,2011～2015年pH值呈现较稳定的上升趋势。由于北京地区夏、秋季节温度及湿度均较高,加快了酸雨前体物的转换速率,而冬、春季节干旱少雨,大气中沙尘和颗粒较多,对酸性降水有缓冲作用,所以酸雨发生频率在夏季、秋季明显高于春季、冬季。降水的年均电导率的变化范围为48.8～99.5μs/cm,年际变化规律不明显,但电导率与降水量存在相关性,总降水量较小的年份,年均电导率偏高;总降水量较大的年份,年均电导率偏低。     

Changes over a decade in fish assemblages exposed to both environmental and fishing constraints in the Sine Saloum estuary (Senegal)

To investigate the changes in the fish assemblage of the Sine Saloum estuary (Senegal) over a 10-year period, it was surveyed during a complete hydrological cycle (three principal hydro-climatic seasons) first in 1992 and then in 2002–2003. The sampling protocol for the two surveys was identical, using the same sampling technique, the same collection periods, and the same sampling stations.     

Changes in the fish fauna of a tropical Australian estuary since 1990 with reference to prawn predators and environmental change

As part of a study of the reasons for declining commercial banana prawn catches in the Weipa area of the Gulf of Carpentaria, and in order to assess whether changes in predator numbers may be a factor influencing prawn numbers, the species composition, numbers and biomasses of fishes in the Embley estuary were re-examined in February 2005 for comparison with the results of a study between 1986 and 1990. The new study duplicated previous methods and used the same sampling sites and the same gear employed during February sampling periods from 1986 to 1990. Overall, the species diversity and catch rates, as well as the numbers of penaeid prawn predators had changed little over 20 years. The overall catch rate for 2005 was 37.4 g m⁻¹ h⁻¹, not significantly different from the overall catch rate of 32.8 g m⁻¹ h⁻¹ (SE 6.6) for the period from 1987 to 1989. The results are discussed in relation to environmental factors and climate change, as well as the substantial declines in prawn catches, which had fallen from over 800 tonnes per annum prior to 1998, to about 70 tonnes per annum.     

夏季黄海冷水团的多年际变化及原因浅析

基于ROMS(the Regional Ocean Model System)模式,以等温线范围变化作为黄海冷水团范围变化的示性指标,采用谱分析及相关分析的方法,分析夏季黄海冷水团范围变化。结果表明:黄海冷水团范围的变化存在明显的年变化特征,与纬向风速和经向风速相关,风速大则范围就大;黄海冷水团的范围还存在着5年的周期变化特征,其与ENSO现象相关;厄尔尼诺年时,滞后17个月的黄海冷水团的分布范围一般会较小;而拉尼娜年时,滞后17个月的黄海冷水团的分布范围会比较大。     

RCP4.5情景下预测21世纪南海海平面变化

结合卫星高度计资料和SODA温盐数据,本文利用CCSM(Community Climate System Model version4)气候系统模式在代表性浓度路径RCP4.5情景下对全球海平面变化趋势的预测模拟结果作为强迫场,用POP模式模拟预测21世纪南海海平面长期趋势变化及空间分布。模拟结果显示,在RCP4.5情景下,南海海域在21世纪末10年平均海平面相对于20世纪末10年上升了15~39cm,明显上升海域位于中南半岛东部的南海中部、南部海域和吕宋海峡东西两侧海域,上升值最大可达39cm。如果加上格陵兰和南极等陆地冰川融化的影响,21世纪南海总海平面上升值将可能达到35~75cm。南海比容海平面明显上升区域位于吕宋岛东面的深水海域,广东沿岸流和吕宋冷涡之间海域,以及中南半岛东南部海域。总比容海平面的变化主要来自热比容,盐比容贡献比较小。南海南部和西部比容海平面上升速率较低,如加里曼丹岛西北侧、泰国湾和海南岛西侧有下降趋势。