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古湖泊资料与古气候模拟的对比研究——以NCAR CCM 6 kaBP的古气候试验为例

科学通报 , 1997,
Abstract: <正>无论是吞吐湖还是内陆湖,在排除了构造活动、冰川消融补给和人类活动等因子之后,湖泊水位变化反映的是该地区湿润状况的变化,特别是有效降水(降水减蒸发)的变化,大气环流模型的模拟研究是从动力成因的角度研究古气候,为过去地质时期可能发生的气候变化提供尽可能正确的成因解释.因此把模型模拟与地质观测资料结合起来进行对比研究正成为古气候学研究的一个重要途径.目前基本上已经结束工作的国际合作项目COHMAP(The Co-operative Holocene Mapping Project)及正在进行的更为广泛的国际间合作项目PMIP(Paleo-climate Modeling Intercomparison Project),都是旨在通过模型模拟与地质资料相比较,从而检验模拟试验的合理性及对古气候变化提供物理解释.
长江中下游地区湖泊水和沉积物中营养盐的赋存、循环及其交换特征

中国科学 地球科学 中国科学 地球科学 , 2005,
Abstract: ?回顾了有关长江中下游地区湖泊水、生物、沉积物中营养盐的迁移、转化、循环和交换等研究工作进展。典型湖泊的研究结果显示,历史上长江中下游地区湖泊的营养本底的确较高,处于中营养和富营养状态;人类活动在最近几十年中加快了这些湖泊的富营养化进程。长江中下游地区湖泊的治理不仅要重视外源污染的削减,也要重视湖泊内源污染的控制。长江中下游地区的浅水湖泊沉积物中,一般只有30%以下的磷是以较活跃的藻类易利用态存在的,表层沉积物通过吸附-解吸等交换作用对浅水湖泊水体中磷的浓度有较大的影响。长江中下游浅水湖泊沉积物中的营养盐释放主要有静态和动态二种释放方式。前者是基于化学平衡条件下的水土界面扩散作用。决定其释放量大小的主要因子是孔隙水与上覆水之间的营养盐浓度差。后者是基于水动力扰动对水土界面物理破坏条件下的底泥悬浮释放作用。二种释放模式在浅水水体中都存在。无论是静态或动态,水土界面的氧化还原环境,铁、锰、铝等元素含量,都对释放有影响。动态释放能在短期内大大提高水体颗粒态营养盐的浓度。在动态释放的初期,将有效增加水体可溶性营养盐,但是如果沉积物中铁、铝等金属元素较丰富,水体中的溶解性营养盐将由于吸附等作用而沉淀至湖底,因此,这样的湖泊往往具有较强的自我净化能力。长江中下游地区绝大多数湖泊都属于这种类型的湖泊。用底泥疏浚方法来控制湖泊内源污染的方法只适用湖泊面积较小、还原环境强烈,或者沉积物中铁、锰含量较低、水体去除可溶性营养盐的能力较弱的水体。此外,长江中下游地区的浅水湖泊生态系统对富营养化也具有强烈的反馈作用。水华暴发期间蓝藻的暴发性生长能通过改变水体的pH而引发沉积物中磷释放数量的大幅增加,大量释放的营养盐反过来又会促使蓝藻的大量生长,从而加剧水华的暴发。研究显示污染相对较重的水域水体中营养盐的含量高,微生物的生物量及生产力也高,碱性磷酸酶的活性也高,水体营养盐的循环也就更快。这反过来又促使微生物生产力增加,营养盐循环更快,加剧富营养化的危害。今后的工作应该重点围绕生物参与下营养盐的迁移转化等方面开展工作。
大型浅水湖泊沉积物内源营养盐释放模式及其估算方法——以太湖为例

中国科学 地球科学 中国科学 地球科学 , 2005,
Abstract: ?在新的野外调查和室内试验基础上,完善了有关大型浅水湖泊沉积物内源营养盐释放的模式,并在此基础上提出了太湖内源释放的估算方法。通过在太湖开展室内释放模拟实验和风浪期间底泥悬浮及上覆水中营养盐浓度变化的野外观测,提出了静态与动态二种浅水湖泊内源释放模式。静态情况下,营养盐主要通过浓度梯度扩散从沉积物进入上覆水,其释放强度受控于沉积物~水界面的温度,氧化还原环境及营养盐浓度差;动态条件下,沉积物由于动力扰动而发生悬浮,沉积物中溶解性及颗粒态的营养盐随着沉积物的悬浮而释放。虽然动态情况下总的营养盐释放较静态条件下大,但由于湍流导致水体及水土界面充氧,铁,锰等金属元素因氧化而吸附溶解性营养盐(特别是活性磷SRP)的能力增强,所以动力扰动仅引起总的营养盐释放,而不一定导致溶解性营养盐的释放。因此,在动态条件下,营养盐总释放量受控于动力扰动强度,底泥可悬浮量及沉积物中的营养盐含量;对于可溶性的营养盐,特别是SRP,其释放还受控于动力复氧的强度,沉积物中铁的含量及沉积物间隙水与上覆水中营养盐的浓度差。在此基础上,分别估算了静态和动态二种情况下沉积物内源释放量。根据实验室模拟结果,静态条件下太湖全湖一年NH_4~+-N释放量达1万吨左右,PO_4~(3-)-P释放量达900t左右;结合太湖2001年的风场观测记录,把太湖野外风浪过程分为风平浪静,小风浪,大风浪三种情况,分别占全年总日数的12%,82%,6%在“风平浪静”条件下,其释放量根据实验室的静态释放试验来估算,而“小风浪”和“大风浪”条件下,其释放量则根据室内水槽试验得到的释放通量来估算。结果显示太湖全年释放量为总氮8.1万吨,总磷为2.1万吨;分别为外源氮磷年输入量的2-6倍。
气候变化对内陆湖泊影响分析

地理科学 , 1993,
Abstract: 在讨论近百年来气候变化对亚洲干旱地区内陆湖泊的影响及其湖泊响应的基础上。探讨了降水与气温变化对湖泊的影响;通过湖泊水量平衡计算阐述湖泊水位变化的原因。同时,分析了湖盆的物理形态与湖泊对气候变化响应的关系,获得了若干重要的结论。
古湖泊资料与古气候模拟的对比研究——以NCARCCM6kaBP的古气候试验为例

科学通报 , 1997,
Abstract: 无论是吞吐湖还是内陆湖,在排除了构造活动、冰川消融补给和人类活动等因子之后,湖泊水位变化反映的是该地区湿润状况的变化,特别是有效降水(降水减蒸发)的变化,大气环流模型的模拟研究是从动力成因的角度研究古气候,为过去地质时期可能发生的气候变化提供尽可能正确的成因解释.因此把模型模拟与地质观测资料结合起来进行对比研究正成为古气候学研究的一个重要途径.目前基本上已经结束工作的国际合作项目COHMAP(TheCo-operativeHoloceneMappingProject)及正在进行的更为广泛的国际间合作项目PMIP(Paleo-climateModelingIntercomparisonProject),都是旨在通过模型模拟与地质资料相比较,从而检验模拟试验的合理性及对古气候变化提供物理解释.
用水热平衡模型估算青海湖古水文要素及水量平衡

海洋与湖沼 , 1997,
Abstract: 根据水热平衡原理,推导了内陆湖泊水位高低(或面积大小)与流域降水及蒸发之间的定量关系,设计了青海湖古水量平衡计算模型。用现在的湖区气象要素及水量收支对模型进行了检验,然后将此模型用于估算全新世稳定暖湿期(7200-6000aB.P.)的青海湖古水文要素及水量平衡。结果显示,在全新世稳定暖湿期,青海湖流域的降水、蒸发及径流比现代高约32%,13%和67%。反映出该地区因气温高、降水增加造成的季风加强使得该地区的水量收支与现代相比有较大的不同。本方法用古湖水位来定量恢复古水文、气候参数,为此可以从古湖泊中提取古气候信息。
富营养化湖泊开敞水域水质净化的生态工程试验研究

环境科学学报 , 2007,
Abstract: 通过生态工程的方法,可以在短时间内迅速改善富营养化湖泊水源地的水质,这在全流域很难实现控源截污和全湖水质难以在短时间内迅速改善的情况下,具有快速见效的作用.以往之所以在开敞水域鲜有湖泊生态恢复成功的例子,原因是过于强调水生植物种植本身,而忽视水生植物及草型生态系统与外部环境条件的关系.影响水生植物恢复和草型生态系统培植的因素,既有物理方面的因素,也有化学和生物方面的因素.只有消除那些对水生植物生长不利的影响,创造有利的环境条件,才能够培植一个具有净化能力的草型生态系统.因此,生态修复应该遵循“先诊断,后治理”和“先环境改善,后生态修复”的技术路线.太湖梅梁湾水源地水质改善生态工程试验正是在这样的思想指导下实施的.本专栏所选录的论文就是这项工作的部分内容.
太湖水环境面临的主要问题、研究动态与初步进展

湖泊科学 , 1998, DOI: 10.18307/1998.0401
Abstract: 本文对太湖水环境研究作了-个简单的回顾,指出了这几十年工作所取得的成就,如太湖进出污染物调查和水质评估,太湖水体光辐射观测与模拟等.结合国家有关太湖治理措施与方案,提出了“九五”工作应该着重在湖泊生态管理模型,水土界面营养物质交换及蓝藻水华爆发机制等领域.通过对当前国际上在这些领域中研究进展情况的回顾,特别介绍了在湖泊水动力学的观测、解释、模拟和应用方面,在湖泊藻类生长以及水华出现与湖泊光照条件、营养盐水平的关系方面,和湖泊营养盐内源释放的-些最新的进展.指出了太湖研究工作与国际上的差距所在.最后,对“九五”期间开展工作所取得的初步成果作了-简要的总结.
长江中下游浅水湖泊富营养化发生机制与控制途径初探

湖泊科学 , 2002, DOI: 10.18307/2002.0301
Abstract: 长江中下游地区是我国淡水湖泊比较集中的地区.该地区绝大多数湖泊为浅水湖泊.所有的城郊湖泊都已经富营养化,其他湖泊的营养状况均为中营养-富营养,处于富营养化的发展中.这些湖泊富营养化的原因同流域上的人类活动有很大的关系.一方面,工业、农业和城市生活污水正源源不断地向湖泊中排放,另一方面,人类通过湖泊围垦、湖岸忖砌、水产养殖等破坏自然生态环境,减少营养盐输出途径.国际上对于浅水湖泊富营养化治理的经验表明,即使流域上的外源污染排放降到历史最低点,湖泊富营养化问题依然突出.其原因与浅水湖泊底泥所造成的内源污染有关.动力作用导致底泥悬浮,影响底泥中营养盐的释放,也影响水下光照和初级生产力.控制浅水湖泊富营养化,除了进行外源性营养盐控制之外,还必须进行湖内内源营养盐的治理.治理内源营养盐的有效途径是恢复水生植被,控制底泥动力悬浮与营养盐释放.而要进行水生植被恢复,必须进行湖泊生态系统退化机制及生态修复的实验研究.
近百年来亚洲中部内陆湖泊演变及其原因分析

湖泊科学 , 1999, DOI: 10.18307/1999.0102
Abstract: 本文对亚洲中部地区内陆湖泊近百年来的变化及其变化的原因,特别是气候因素进行了考察与分析。位于我国内蒙古东部及蒙古高原北部的湖泊,近百年来其变化以水位上涨与面积扩张为主,产生这种湖泊水位上升的原因与该地区降水增加有关.此外,气温升高使冻土与地下冰融化,亦间接地增加了径流产出率,导致河川径流增加.该地区降水的增加同整个北半球高纬度地区降水增加相一致.位于亚洲内陆区西部的里海.自70年代末以来出现水位上升,亦与其集水区域内气候转湿润有关;位于中亚山区及平原的湖泊均以下降为主要特征.导致湖泊水位下降的原因中,有的是由于人类活动影响.有的是气候干旱所致,或二者兼而有之.中亚地区气温有升高的趋势,但降水减少,反过来又促使人类引水拦蓄等活动加剧.造成径流进一步减少,加速湖泊水位下降与面积收缩.
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