湿地水文模型浅析

介绍了湿地系统模型的研究现状。分别阐述湿地水量模型、地表及地下水模型、溶质运移模型、蒸散模型及泥沙运移模型,并对当前湿地综合模型系统进行评述,指出建立湿地模型的意义及存在的问题。     

近海N_P营养盐的研究现状与进展

海洋中N、P等营养盐是海洋生态系统中的重要营养元素,是海洋生物生存和繁殖的能量来源.同时,营养盐又具有复杂多变的化学地质作用,使得近海生态环境中营养盐的研究一直是海洋研究的热点之一,对海水营养盐的研究历史几乎与海洋化学发展史同步.由于环境问题的日益突出,营养盐的研究成为目前海洋及相关科学研究项目中的核心内容之一.笔者通过回顾当今国内外近海环境营养盐调查研究的历史和综述当今国内外该学科的研究现状,概括了该学科的主要进展,并指出存在的问题和今后的发展方向.     

黄河三角洲滨海湿地演化过程中的碳埋藏效率及其控制因素

2007年在黄河三角洲布设了一口浅钻ZK4,孔深28.3 m,对获取的岩心样品进行了详细的沉积学观测及含水量、有机碳、总碳和营养成分的实验室分析测试。通过ZK4孔的地层分析,将其划分为7种沉积环境,揭示了滨海湿地地质演化过程。并利用AMS14C测年方法,结合黄河改道的历史记录,运用历史地理学和沉积地质学综合分析的方法对黄河三角洲沉积环境进行了年代划分,并计算了黄河三角洲不同沉积环境沉积物的沉积速率和碳的加积速率。结果表明:总碳和有机碳与除硫和磷元素以外的各营养成分都呈良好的线性相关;碳、氮、磷的加积速率与沉积物的沉积速率呈极显著正相关关系(R0.89,p0.01),沉积物的沉积速率是碳、氮、磷的加积速率的主控因素;虽然现代黄河三角洲沉积物有机碳浓度较低(1%),但由于沉积物的高沉积速率,现代黄河三角洲沉积物有机碳的平均加积速率达到2878.23 g/(m2·a),远高于世界其他高有机碳浓度的湿地,因此是很好的碳汇地质体。     

黄河三角洲浅层地下水盐分来源及咸化过程研究

黄河三角洲地下水咸化已成为区域最突出的生态环境问题之一。识别地下水补给及盐分来源是有效控制和改善地下水咸化问题的关键。本研究采集了研究区浅层地下水、地表水和海水等不同类型水样,利用离子比、Piper三线图、吉布斯图等方法对八大离子浓度、δD和δ¹⁸O 组成、Br和Sr 浓度等进行地下水补给研究与盐分来源辨析。结果表明:(1)黄河三角洲浅层地下水以总溶解性固体(TDS)为338 g/L的咸水为主,地下水水化学类型较为单一,主要为Cl-Na型。(2)三角洲区域地下水以大气降水补给为主,并且在补给过程中经历了不同程度的蒸发作用的影响,黄河现行流路区域地下水主要来源于河水侧渗补给,但浅层地下水含水层水平渗透性较差限制了黄河侧渗补给范围。(3)海洋是黄河三角洲浅层地下水盐分的主要来源,黄河现行流路区域及近岸地下水盐分来源于海水混合,三角洲北部刁口河等古河道区域地下水盐分主要来源于海相蒸发盐淋滤溶解。     

椒江河口沉积物As、Hg黄铁矿矿化程度及其生物有效性

本文利用取自浙江椒江河口3个未扰动柱状沉积物样,进行了孔隙水化学测试、固相沉积物的活性分量与黄铁矿分量的分级提取和测试,结果表明：Hg主要以黄铁矿态形式存在于沉积物中。As在有机碳较高的河口区潮上带和沉积速率较慢的潮下带主要以黄铁矿形态存在[DTMP（degree of trace metal pyritization,痕量元素黄铁矿矿化程度）〉50%）],而在中潮带As的黄铁矿矿化程度略低（DTMP均值为40.99%）,研究区DOP（Fe的黄铁矿矿化程度）值普遍较低（〈35%）,Mn-DTMP低于3.32%。从而揭示了浙江椒江河口沉积物在数厘米以下,毒性痕量元素Hg和As被高度黄铁矿矿化的规律性,并指出在遇有海事活动或风暴潮事件对海底沉积物进行扰动时,河口沉积物与充氧的海水反应,高度黄铁矿矿化的痕量元素会转变成活性态,从而导致近海生态系统的毒性事件。     

京津冀平原区地下水水位变化主导因素的定量识别研究

自20世纪60年代以来,京津冀平原区地下水水位持续下降,制约着京津冀一体化的发展。为了识别地下水水位下降的主导因素,定量表征了影响水位动态的气候条件和人类活动的多项指标(包括降水、气温、水面蒸发、工业总产值、粮食产量、人口数量、地表径流量),并采用非参数统计检验方法(M-K法)阐明了近50年来各项指标的演化规律;在掌握研究区自然社会指标及地下水水位的动态规律的基础上,联合运用灰色系统理论和主成分回归分析方法,定量识别了地下水水位变化的主导因素。结果表明,近50年,研究区降水呈现下降趋势,气温呈现显著的上升趋势,水面蒸发呈现增加趋势,工业总产值、粮食产量、人口数量呈现增加趋势,由于山前水库修建引起的地表径流量呈现减小趋势;上述指标变化影响了研究区的地下水水位动态,其中逐渐加剧的人类活动(包括粮食产量、人口数量)构成了研究区地下水水位持续下降的最主要驱动力,对地下水水位下降的贡献度达到60.6%,气候条件对地下水水位下降的影响作用次之,其贡献度为39.4%。     

辽河三角洲滨海湿地水域初级生产力研究进展

滨海湿地位于海洋与陆地生态系统的交错过渡带,具有极高的生产力和光合固碳效率,是海岸带蓝色碳汇的重要组成部分。滨海湿地生产力不仅由芦苇、翅碱蓬、红树林等陆上植被提供,水体中浮游植物的光合固碳也是提供初级生产力的重要途径。以往较多的调查和研究集中在陆上植被,而对于滨海湿地水域浮游植物和底栖微藻的报道较少。近年来随着各国政府和学者对二氧化碳排放和气候变化的关注,滨海湿地多圈层生态系统的碳循环和碳汇过程成为研究热点,而湿地水域生产力和光合固碳过程作为多圈层碳循环中重要的一个环节亦应受到足够的重视。以中国北方典型的盐沼湿地区域——辽河三角洲滨海湿地为案例,对湿地水域生产力研究进展进行综述,并对其影响因素进行讨论,以期为国家碳循环与碳中和目标调查提供参考资料。     

江苏盐城滨海湿地净生态系统碳交换量模拟参数选择

滨海湿地净生态系统碳交换量受到多种环境因素的影响,在进行滨海湿地净碳交换量估算建模时,参数的选择至关重要,如何合理地选择输入参数不仅对于估算结果的精度有影响,同时也会影响预测模型的适用性。本研究使用了Pearson、Spearman、距离相关系数、最大互信息相关系数4种相关系数来计算各个环境因素与净碳交换量之间的相关性,基于相关系数来选择最佳的输入参数组合。利用实际测得的江苏盐城盐沼湿地数据,依次选择各个相关性中最高的8个参数组合,基于卷积神经网络对江苏盐城滨海湿地NEE进行建模,得到了4个预测模型,并使用均方根误差和平均绝对值误差来进行模型精度的验证。研究表明,使用基于最大互信息系数得到的参数组合进行滨海湿地NEE建模时模型的精度最好,误差最小;净光合有效辐射,净辐射,地表辐射与NEE在4个相关系数中都属于强相关,表明这一类辐射类参数对滨海湿地NEE的影响要大于其他参数;各参数与NEE之间的关系既包含线性关系也包含非线性关系,传统的单一线性分析手段无法完整准确地反应各个环境参数与NEE之间的响应关系;基于卷积神经网络的滨海湿地NEE预测模型在精度上要优于其它同类型模型,这表明使用该模型在进行NEE预测建模时具有很好的适用性。     

包气带土体生物地球化学特征与氮转化研究--以河北平原正定试验场剖面为例

为研究氮素的生物地球化学循环问题,通过对河北平原典型试验场贯穿包气带18.5 m钻孔剖面土样的物理性质、地球化学指标、有机质含量的测试和微生物的培养鉴定,发现土体的氮素、可溶盐含量(TDS)、Cl-含量以及微生物细菌的变化随深度不呈简单的线性分布.经分析认为,剖面中的粘性土层是生物的活性层,在氮素转化过程中起主导作用;剖面中多种指标的变化与地质结构呈良好对应关系,反映环境演化的过程.同时表明,包气带存在着更多尚待提取的全球变化对比研究信息.     

实施海洋负排放践行碳中和战略

碳中和是应对气候变化的必由之路,海洋负排放是实现碳中和的重要途径.文章提出海洋负排放相关的八个基本路径,包括陆海统筹减排增汇、海洋缺氧酸化环境减排增汇、滨海湿地减排增汇、养殖环境减排增汇、珊瑚礁生态系统减排增汇、海洋地质碳封存、海洋碳汇核查技术体系,以及海洋碳汇交易体系和量化生态补偿机制等;旨在抛砖引玉,引发研讨、推动...