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古生态记录揭示的长江中下游太白湖生态系统稳态转换过程 总被引：2，自引：2，他引：0
长江中下游浅水湖泊在过去百年内受到强烈的人类活动影响,生态系统状态发生显著的变化,服务功能逐渐丧失.为了更科学有效地管理浅水湖泊,当前迫切需要了解湖泊的生态系统转变过程.以长江中下游典型富营养化浅水湖泊太白湖为例,结合历史资料和监测数据,基于铅铯同位素重建年代序列,利用粒度、地化指标和沉积物中硅藻群落的时间序列数据,对太白湖过去百年间生态系统转变进行分析.基于T检验的STARS法检测硅藻群落的结果显示,有2个稳态转换分别发生在1950s末和1990s末.1950s末太白湖硅藻群落代表的生态系统状态发生了显著突变,这主要归因于由于建闸筑坝造成的水文条件和营养条件的改变;1990s期间的湖泊生态系统整体转变则是由长期营养输入和渔业活动加强导致的生态系统弹性损失引起的.讨论了不同阶段太白湖生态系统主要要素间反馈机制在水文条件改变和营养富集影响下的变化,加深了对人类活动干扰下太白湖生态系统结构变化过程的理解,为建立浅水湖泊系统动力学模型提供基础. 相似文献
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长江中下游浅水湖泊历史时期营养态演化及湖泊生态响应--以龙感湖和太白湖为例 总被引：1，自引：1，他引：1
通过长江中游龙感湖和太白湖浅钻沉积硅藻的高分辨率分析研究,利用区域硅藻-总磷转换函数结果,重建了这两个湖泊的硅藻植物群演化和湖水总磷变化的历史.龙感湖在过去200年来,总磷浓度变幅较小(在36～62μg/l之间),湖泊一直维持在中等营养态水平.硅藻组合演替反映了草型湖泊的变化特点,其中19世纪期间,相对增高的总磷浓度与底栖硅藻种的增多对应;20世纪初期以来,附生种含量的阶段性上升指示了水生植被不断发育,水体总磷也表现出两次阶段性降低过程.太白湖在1953年前,总磷浓度稳定在50μg/l左右,硅藻由兼浮游类型Aulacoseira granulata迅速向附生类型组合演替,指示了水生植被的一次快速扩张;1953～1970年期间,附生种类的大量减少和浮游种的逐渐增多指示水生植被覆盖度明显减少,推导的湖水总磷第一次出现明显的增高趋势,标志着湖泊富营养化的发生;20世纪70年代以来,浮游种类的持续增多,该湖已处于富营养状态.进一步对比分析表明,水生植被对水体营养物质的内在调节和净化功能.两个湖泊在20世纪60年代以来环境演化发生分异,反映了湖泊对人为干扰响应的两种方式.太白湖沉积硅藻清楚地记录了湖泊由草型向藻型阶段转变的过程,其过渡状态的总磷浓度变化范围,可能就是两种稳定态系统发生变化的营养临界区间(总磷浓度在68～118μg/l之间),该初步推论尚需其它富营养藻型湖泊的沉积记录加以证实.不同湖泊过去湖水总磷的重建及水生植被演化的比较研究,为富营养湖的生态治理提供了科学依据. 相似文献
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近百年来长江中下游地区的浅水湖泊经历了气候变化及日益增强的人类扰动,造成了普遍的湖泊富营养化、水动力条件和水生生态系统的状态转变,水体的生态服务功能明显退化.枝角类作为一种重要的水生生物,敏感地响应于湖泊及其流域的环境变化,但目前对亚热带湖泊中的枝角类亚化石的环境指示意义,与其它古生态指标如硅藻、摇蚊等对环境变化的响应差异尚未明确.因此,本文以浅水湖泊太白湖为研究对象,结合流域历史资料和监测数据,基于沉积岩芯中枝角类群落过去百年来的期演化序列,重建了近百年来太白湖的历史环境演变过程及机制.对比硅藻及摇蚊的群落演化特征,探讨了多门类古生态指标对环境变化的响应差异.本文重点讨论了枝角类对湖泊鱼类产量指示意义及利用枝角类亚化石来重建历史环境的应用前景及不足. 相似文献
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西昆仑山南红山湖沉积反映的过去150年湖区环境变化 总被引：23，自引：0，他引：23
采用～２１０Ｐｂ和～１３７Ｃｓ方法对西昆仑山南红山湖 ２号孔（长 １．０７ ｍ）湖泊岩芯进行了定年和沉积速率研究，获得了分辨率达１．４年的过去约１５０年（１８５０～１９９７年）连续湖泊沉积环境序列．该沉积柱子的总有机碳、总氮、元素地球化学、碳酸钙、粒度、介形虫丰度等变化表明，这些环境代用指标具有很好的一致性，反映了湖区环境具有１９世纪下半叶的冷湿、１９世纪末期到２０世纪２０年代的暖湿和２０年代开始的暖干变化背景．２０年代以来又具有次一级的冷暖／干湿波动，可以划分为１９２２～１９６０年间的冷干／暖湿波动、１９６０年以来的强烈暖干化以及出现于７０年代中期到８０年代末期的短暂冷湿过程．其中，７０年代中期至末期的湿润时期和８０年代中期开始的干旱环境在邻近地区的器测气象记录中得到证实，粒度数据与器测降水记录具有较好的相关性．与同一地区的古里雅冰芯记录对比，该孔指示环境冷暖的代用指标（ＴＯＣ）与冰芯中代表温度变化的δ～１８Ｏ变化具有很好的对应关系，但指示干湿程度的指标与冰芯中代表降水大小的冰川积累量变化关系较差．该孔湖泊沉积记录表明，选取的代用指标具有明确的环境意义，湖芯序列能够反映高分辨率的气候环境变化． 相似文献
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苏州澄湖湖底主要由硬粘土组成,同时残留有湖沼洼地和古河道,古河道大致呈NNW-SSE延伸,与历史文献所载"古三江"之一的东江基本一致.保存着硬粘土平原形成后从河流到湖泊环境演化的良好沉积记录,通过对湖心区古河道SC7孔2cm间隔取样和AMS14C测年、粒度、磁化率等测试分析,初步探讨了该孔的沉积粒度特征及古环境意义,研究结果表明,沉积物粗粉砂含量极少或不含,中-细粉砂和粘土分别占53%-65.8%和19.7%-40.1%;与河床硬粘土相比,粉砂含量较低,粘土含量较高,平均粒径较小,为正偏(硬粘土为极正偏),磁化率也明显较高,多种粒度指标和磁化率指标均表明,澄湖的形成具有河流、河流-湖泊过渡到湖泊的阶段性演化特点,为太湖平原湖荡区湖泊的河泛成因提供了新的证据,现代澄湖则明显受到人类活动的扰动影响. 相似文献
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长江中下游典型湖泊营养盐历史变化模拟 总被引：2，自引：1，他引：1
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. 相似文献
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湖泊沉积有机碳同位素与环境变化的研究进展 总被引：22，自引：2，他引：20
湖泊沉积有机质稳定碳同位素（δ^13Corg)在区域气候与环境变化方面的应用近年来发展迅速,成果令人瞩目,保存在各类湖泊岩芯中的δ^13Corg记录揭示了晚更新世以来大气CO2浓度的变化、湖泊水位波动、湖区生态与植被的变迁以及气温变化等重要环境信息,由于造成δ^13Corg值变化的影响因素较多,确定个湖与环境变化有关的主导因素时常有赖于其它证据的帮助,诸如地球化学、古湖沼学、孢粉学、分子同位素地层学等等,前人通过研究来自不同类型湖泊、具不同曲线形态特征的δ^13Corg记录,提出了多种环境解释模型,本文对此作了归纳和评述。鉴别和澄清湖泊沉积有机质的源物质以及有机物源随环境变化而发生过的变化,是研究δ^13Corg记录环境意义至关重要的基础性工作,由于有机质含量、碳氮比值、氢指数、生物残留物鉴别等常能提供有关有关湖泊有机质来源、产率、成岩作用等方面的有用信息,这方面的研究结果应该尽可能一并提供,以利于恰当地应用现有的环境解释模型,或者建立个湖新模型,单体生物标志化合物鉴别通常也能为区分湖积有机质中陆生、水生、细菌生等不同碳的来源提供有用信息,特定化合物同位素分析技术近年来成功地应用于建立单体生物标志化合物碳同位素地层学,为湖积有机碳同位素在生态环境演变研究方面的应用提供了思路,我国许多湖泊的湖底沉积岩芯尚未钻取,那些对过去全球变化研究有价值的δ^13Corg记录有待我们去获取和研究。 相似文献
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湖泊沉积物中正构烷烃氢同位素组成(δD)广泛应用于古环境变化研究,但其正构烷烃通常包含多种植物来源,使其作为环境和气候指标进行解释时面临许多挑战.我们系统调查了青藏高原地区15个湖泊中51个沉水植物(包括39个眼子菜、1个狐尾藻和11个川蔓藻),13个藻类(包括5个轮藻、3个刚毛藻和5个水绵)以及20个湖边陆生植物(包括10个灌木和10个草本植物)正构烷烃的δD值.结果表明:藻类和沉水植物C29正构烷烃δD值与湖水δD值显著正相关(藻类:R~2=0.85,p0.01,n=9;沉水植物:R~2=0.90,p0.01,n=25),表明这些藻类和沉水植物正构烷烃的δD值反映了湖水δD值的变化.不同种属的藻类和沉水植物,以及不同水文条件下生长的同一种属植物,其氢同位素分馏值(ε_(a/w))并不稳定,表明生物合成和环境条件(如盐度)可能会影响藻类和沉水植物的δD值.希里沟湖(封闭湖)中川蔓藻的δD值显著偏正于其湖边草本植物的δD值(one-way ANOVA,p0.01),但可鲁克湖(开放湖)中的轮藻植物与其湖边草本植物的δD值接近(one-way ANOVA,p=0.8260.05),表明干旱半干旱地区湖泊中藻类和沉水植物仅在封闭湖记录了湖水相对于大气降水富集δD值的信号.对每一个藻类和沉水植物样品,不同碳数正构烷烃δD值无明显差别,表明结合Paq和平均链长(ACL)等指标,不同碳数正构烷烃δD值的差值能帮助我们判断沉积物中正构烷烃的植物来源,及分析古湖泊盆地的沉积类型(开放沉积或封闭沉积). 相似文献
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利用泥质岩硼含量重建过去湖泊古盐度和湖面变化历史 总被引：6，自引：0，他引：6
根据封闭湖泊古盐度与湖面变化之间具有反向变化的特点,以沱沱河地区通天河剖面为例,利用泥质岩的硼元素含量作为古盐度计,重建了青藏高原北部地区晚渐新世-早中新世湖泊沉积的古盐度变化曲线,讨论了应用湖水古盐度变化曲线追踪过去湖平面变化历史的适用范围和局限.结果表明:雅西错组上部古湖泊水体的盐度一般处于咸水湖分布区,盐度变化于微咸水到超咸水范围内,指示渐新世晚期气候干燥,湖平面长期处于低水位期;但中新世早期五道梁组沉积期,高原气候开始向湿润方向发展,湖水古盐度明显下降,湖水位快速上升. 相似文献
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通过模拟沙湖沉积物-水系统,以沙湖原水氟离子（F-）浓度为1倍浓度（0.69 mg/L）,设置0.5倍浓度、1倍浓度、1倍浓度灭菌、2倍浓度和4倍浓度共5个实验组,探究不同上覆水F-浓度背景下沙湖沉积物中F-的迁移.结果表明,沉积物F-的释放量随上覆水F-浓度的增加而呈下降的趋势,其中2倍和4倍浓度组的沉积物由释放F-转变为吸附F-.碱性水体有利于沉积物F-的释放,即随着pH增大,F-释放量也会增加.微生物的Beta多样性层次聚类分析表明,F-会抑制Paenisporosarcina与Thiobacillus的相对丰度,但对Fusibacter的生命活动具有促进作用.根据各浓度组间优势菌属相对丰度与环境因子的冗余分析可得,Acinetobacter、Thiobacillus相对丰度与pH呈负相关;Fusibacter相对丰度与F-浓度呈显著正相关,而Thiobacillus的相对丰度则与F-表现出弱负相关.通过对各浓度组中重要离子的分析发现,0.5倍组和4倍组中F-的迁移受Ca2+、HCO3-和SO42-浓度影响较大;相关性分析表明0.5倍浓度组的Ca2+、HCO3-浓度与F-浓度呈极显著正相关,而4倍组中F-浓度和Ca2+、HCO3-浓度呈负相关,SO42-浓度和F-浓度的相关性则是0.5倍组呈负相关,4倍组呈极显著正相关.本文在不同上覆水F-浓度背景下全面探究了沙湖沉积物中F-释放和迁移机理,为沙湖及其他含氟地表水的氟污染防治提供理论支持. 相似文献
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溶解氧（DO）对湖库的生物地球化学循环、生态系统结构和功能起着至关重要的作用,也是评价水生态系统的敏感性指标.DO浓度的降低对水生态有着重要影响.结果显示,多数湖库在夏秋季热分层期间,由于温跃层较高的密度梯度、藻类衰亡和有机质的降解以及微生物的呼吸作用会消耗大量的DO,从而形成温跃层溶解氧最小值（MOM）,甚至在该区域诱发厌氧状态.MOM可驱动浮游动物日夜垂向迁移,影响无脊椎动物和鱼类分布迁移模式及种群结构,破坏水体生态分布,致使生物非正常死亡,危害水体生态安全;此外,MOM也可诱发温跃层温室气体（CH4和CO2）大量形成,影响水源地水质,成为湖库生态安全隐患.目前对MOM所导致的生态风险和水质问题以及最终的控制方法已有较多研究成果,但缺乏综述性的研究.本文从MOM研究历史、研究方法、形成原因、生态风险及控制方法等方面进行论述,并展望今后研究热点,旨在推进MOM的相关研究进展,保障湖库生态平衡和供水水质安全. 相似文献
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在极端气候事件频发和人类活动加剧的背景下,抚仙湖水位波动显著,尤其是2009—2012年极端干旱事件的发生,使抚仙湖平均水位（1721.31 m）低于法定最低水位（1721.65 m）,给生态环境安全带来严重威胁.因此,找到合适有效的湖泊水位模拟方法,对气候变化影响下的未来水位进行预测,并做好相应的应对准备,对湖泊生态系统的保护至关重要.本文运用DYRESM水动力模型对抚仙湖1959—2050年水位进行了模拟.因抚仙湖流域尚无长时间序列的历史水文观测数据,故利用模型和水量补偿法对抚仙湖入湖水量进行反推,构建了降水量-入湖水量的回归方程,并通过有效的实测入湖水量和水位数据,对回归方程的精度进行了检验.利用全球气候模式BCC-CSM2-MR中SSP245和SSP585两种情景提供的未来气候预估数据,运用DYRESM预测了抚仙湖2021—2050年水位变化趋势.结果表明：（1）构建的DYRESM水动力模型和降水-入湖水量回归方程精度较高,模型结果能很好地反映抚仙湖水位的年际和年内变化趋势,且能有效捕捉到抚仙湖的水位峰值.（2）在SSP245和SSP585两种情景下,抚仙湖2021—2050年多年平均水位分别为1722.98和1723.93 m,较1959—2017年平均水位1721.77 m分别升高1.21和2.16 m.两种情景下抚仙湖未来水位均有部分时段超过法定最高蓄水位（1723.35 m）,但均高于法定最低水位.因此,未来气候变化对抚仙湖水量的影响有限,并不会导致水位过低,当水位超过法定最高蓄水位时,可通过控制出流闸门将水位调节在合理范围内. 相似文献
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作为数字地球的有机组成部分,数字流域是一个异构的、分布式的巨型信息系统.数据集成与信息共享是数字流域的基本要求和技术难点.没有良好的数据集成与共享机制,各地区、各部门的数字流域建设只能停留于"信息孤岛"的水平,不能充分发挥数字化建设的整体效益.本文提出了基于XML技术的三层架构解决数字流域数据集成与共享问题,即应用层,中间层和XML包装器.其中,应用层向中间层发出数据请求,按给定协议接受并处理来自中间层的XML文档;XML包装器是各种异构数据的提供者,中间层是连接应用层和XML包装器(wrapper)的桥梁.文章最后结合我国水资源和防洪管理模式,给出了符合我国实际的一个数字流域数据集成与共享实现框架. 相似文献
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沉积物理化性质与沉水植物鲜重、多样性指数及种的饱和度相关性 总被引：2，自引：0，他引：2
在沉水植物的生活史中,沉积物提供植物固着基质和所需的大量营养元素,对沉水植物的兴衰有长期且深远的影响.对太湖沉积物理化性质与沉水植物生物量、种的饱和度和物种多样性之间的相关关系进行研究.数据的典型相关分析表明,两组数据的第一典型相关系数为0.795,达到显著水平.最后的典型变量冗余分析显示,沉水植物指标形成的第一典型分量能解释沉积物指标变化的26.75%.但是,沉水植物指标的变化中的56.52%不能被沉积物的第一典型分量解释.沉水植物的第一典型变量对沉积物氮磷比有一定预测能力(多重相关的平方0.5258),而对含水率几乎没有预测能力(0.0280).来自沉积物的第一典型变量对沉水植物的鲜重(0.7503)、香农-威纳指数(0.4841)和种的饱和度(0.4613)都有一定预测能力.中层沉积物(5-10cm)和底层沉积物(10-15cm)理化性质与沉水植物的相关指标分析结果显示,数据之间相关性不显著.表明中下层沉积物对沉水植物影响不明显. 相似文献
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统计分析了青藏高原不同区域水体环境表层沉积物陆相介形类的属种分布特征,探讨了介形类在不同水环境下（盐度、pH值及水深）对生态环境的响应.结果显示,青藏高原现生介形类共计21属67种,其中Candona candida、Ilyocypris bradyi、Eucypris inflata、Limnocythere dubiosa、Limnocythere inopinata、Paracypricerus angulata、Leucocytherella sinensis和Leucocythere mirabilis为青藏高原地区的常见种.湖泊、河流、洼地和湿地4类水体环境中,湖泊中介形类最为丰富,达19属62种;青藏高原东北部（祁连山和柴达木盆地）、北部（昆仑山）、西部和南部不同区域的介形类常见种存在较大差异,可能是区域海拔、pH值和盐度综合作用的结果.淡水和微咸水环境介形类属种数量较咸水及盐湖中丰富,分别有17属41种和13属42种,Limnocythere dubiosa （0.52~90.6 g/L）和Leucocythere mirabilis（0.51~174.63 g/L）在淡水、咸水及盐湖中均有出现,适应盐度范围较广;pH值在8.0~10.0范围内介形类属种多样性最丰富,表明大部分介形类具有嗜碱性的特征;青藏高原陆相介形类属种多样性随水深的增加而降低,浅湖（0~15 m）中介形类属种最为丰富,达到17属52种,其中Candona candida（0.2~80 m）和Leucocythere dorsotuberosa（0.3~110 m）从滨湖至深湖区均有分布,二者均具有较大的水深适应范围. 相似文献