High-frequency monitoring of hydrological and biogeochemical fluxes in forested catchments of southern Chile     

Cristián Frêne  Juan J. Armesto  Freddy Véliz  Fernando D. Alfaro  Kathleen C. Weathers 《水文研究》2021,35(5):e14175

The variability of rainfall-dependent streamflow at catchment scale modulates many ecosystem processes in wet temperate forests. Runoff in small mountain catchments is characterized by a quick response to rainfall pulses which affects biogeochemical fluxes to all downstream systems. In wet-temperate climates, water erosion is the most important natural factor driving downstream soil and nutrient losses from upland ecosystems. Most hydrochemical studies have focused on water flux measurements at hourly scales, along with weekly or monthly samples for water chemistry. Here, we assessed how water and element flows from broad-leaved, evergreen forested catchments in southwestern South America, are influenced by different successional stages, quantifying runoff, sediment transport and nutrient fluxes during hourly rainfall events of different intensities. Hydrograph comparisons among different successional stages indicated that forested catchments differed in their responses to high intensity rainfall, with greater runoff in areas covered by secondary forests (SF), compared to old-growth forest cover (OG) and dense scrub vegetation (CH). Further, throughfall water was greatly nutrient enriched for all forest types. Suspended sediment loads varied between successional stages. SF catchments exported 455 kg of sediments per ha, followed by OG with 91 kg/ha and CH with 14 kg/ha, corresponding to 11 rainfall events measured from December 2013 to April 2014. Total nitrogen (TN) and phosphorus (TP) concentrations in stream water also varied with rainfall intensity. In seven rainfall events sampled during the study period, CH catchments exported less nutrients (46 kg/ha TN and 7 kg/ha TP) than SF catchments (718 kg/ha TN and 107 kg/ha TP), while OG catchments exported intermediate sediment loads (201 kg/ha TN and 23 kg/ha TP). Further, we found significant effects of successional stage attributes (vegetation structure and soil physical properties) and catchment morphometry on runoff and sediment concentrations, and greater nutrients retention in OG and CH catchments. We conclude that in these southern hemisphere, broad-leaved evergreen temperate forests, hydrological processes are driven by multiple interacting phenomena, including climate, vegetation, soils, topography, and disturbance history.  相似文献   

贵州夜郎湖表层水体地球化学昼夜变化及其影响因素     

王家录  任娟  王勇  李维杰  娄昭  陈佳 《热带地理》2020,40(2):335-345

为探究岩溶水库水文地球化学行为过程,对贵州普定夜郎湖表层水体进行了为期3 d的高分辨率昼夜监测。结果表明：1）多变的天气和水文条件叠加导致水体离子指标昼夜变化不显著,规律性较差。而水温、DO、pH值、SpC、SIc、pCO₂等常规理化指标受水温变化和生物作用表现出明显的昼夜波动。2）利用亨利常数和主成分分析,得到温度变化、生物作用、人类活动、水库的蓄水与放水对夜郎湖水库水文地球化学特征变化的贡献率分别为21.66%、17.28%、14.08%和10.22%,说明作用于水库水文地球化学行为的因子具有多元性。3）δ ¹⁸O表现出与DO一致的波动趋势,即白天上升,晚上下降,反映在短时间尺度上,氢氧稳定同位素变化受控于生物过程（主要是呼吸作用过程）;而对比水库水体和大气降水的d-excess（d值）发现,水库水体的d值（8.21‰）显著偏低于当地大气降水的d值（9.64‰）,说明在长时间尺度上,主要受蒸发效应引起的不平衡分馏影响。  相似文献   

A Floating Astronomical Time Scale for the Early Late Cretaceous Continental Strata in the Songliao Basin, Northeastern China     

MA Xiaojuan  WU Huaichun  FANG Qiang  SHI Meinan  ZHANG Shihong  YANG Tianshui  LI Haiyan  WANG Chengshan 《《地质学报》英文版》2020,94(1):27-37

A continuous terrestrial succession was recovered from the Songke-2(SK-2) borehole in the Songliao Basin, Northeastern China. This borehole provides a unique material for further research on the continental paleoclimate during Cretaceous greenhouse period, following a series of achievements of the Songke-1(SK-1) core. In this study, thorium(Th) logging data were chosen as a paleoclimate proxy to conduct a detailed cyclostratigraphic analysis. The Th series varies quasi-periodically; power spectra and evolutionary fast Fourier transformation(FFT) analysis reveal significant cycles in the Quantou(K2 q), Qingshankou(K2 qn), Yaojia(K2 y) and Nenjiang(K2 n) formations. The ratio of cycle wavelengths in these stratigraphic units is approximately 20:5:2:1, corresponding to long orbital eccentricity(405 kyr), short orbital eccentricity(100 kyr), obliquity(37 kyr), and precession cycles(22.5 kyr and 18.4 kyr). The durations of the K2 n, K2 y, K2 qn and K2 q are estimated as 6.97, 1.83, 5.30 and 4.52 Myr, respectively, based on the constructed ～18.62 Myr "floating" astronomical time scale(ATS). Comparison of the durations between the SK-1 s and SK-2 boreholes exhibits a slight difference of 0.06 Myr and 0.459 Myr for K2 qn and K2 y. Nevertheless, our ATS of K2 n supports the chronostratigraphic frame constructed by the CA-ID-TIMS data of the SK-1 s borehole. This new "floating" ATS provides precise numerical ages for stratigraphic boundaries, biozones and geological events in the Songliao Basin, and can serve as a basis for correlation of strata and events between marine and terrestrial systems.  相似文献   

南海北部陆坡西部海域“海马”冷泉甲烷渗漏及其海底表征     

赵静  梁前勇  尉建功  陶军  杨胜雄  梁金强  陆敬安  王建军  方允鑫  龚跃华  何雪宝 《地球化学》2020,(1):108-118

2015年3月"海马"号遥控无人潜水器(ROV)在南海北部陆坡西部海域首次发现活动冷泉,并命名为"海马"冷泉,此后中国地质调查局广州海洋地质调查局先后组织了3个航次,对"海马"冷泉开展进一步勘查和研究。本次研究在综合分析4个航次调查数据的基础上,初步阐述"海马"冷泉的分布范围、地形地貌、生物群落、自生碳酸盐岩和流体活动等特征。总体而言,"海马"冷泉区地势平缓,气体渗漏现象非常发育,是以CH4为主要气体渗漏形成的活动冷泉区,且气体渗漏活动具有时空迁移性。气体碳同位素组成表明,海马冷泉区的CH4为混合成因气,且以微生物成因为主;"海马"冷泉区发育有多种类型的化能自养冷泉生物群落,冷泉区种类丰富,目前已报道了多个冷泉生物新种。这些发现为研究南海北部陆坡西部海域天然气水合物分解及其环境效应、冷泉生物生命起源与演化和南海与印度洋及太平洋物种迁移贯通等科学问题提供重要依据。  相似文献   

Assessment of microscale economic flood losses in urban and agricultural areas: case study of the Santa Bárbara River,Ecuador     

Pinos  Juan  Orellana  Daniel  Timbe  Luis 《Natural Hazards》2020,103(2):2323-2337

Natural Hazards - To reduce and prevent significant economic flood losses, reliable tools are required to estimate potential river inundation effects. This paper focuses on the estimation of direct...  相似文献   

持续大流量过程对黄河内蒙古河段河道塑形能力的分析与思考     

方立  冯缠利  郑宝旺  沈国庭 《地下水》2020,(1):152-154,266

2018年伏秋汛期黄河流域上游持续来水,为保证2108-2019年度黄河流域凌汛期安全,黄河流域重点水库进行了大流量持续下泄。以2018年9月的实际数据为基准,通过对重点水库实际日均出入库调度情况,内蒙古河段的重点水文站实际日均流量过程和三个年份汛期大断面套绘成果对比分析研究,可以得出水库大流量持续下泄对内蒙古河段河道塑形能力起到了关键性作用,有效的提高了主槽过流能力,河段最小平滩流量得到一定的恢复,对下一步研究黄河流域河道过流能力提供了有利的数据支撑和参考价值。  相似文献   

基于长时间序列遥感数据的阿伯德尔国家公园 生态环境质量评价     

王法溧  何晓宇  方泽兴  魏显虎  叶虎平  施令飞 《地球信息科学学报》2019,21(9):1479-1479

阿伯德尔国家公园位于号称肯尼亚“水塔”的阿伯德尔山脉上,是肯尼亚重要的旅游景区和珍稀动植物保护区,开展该地生态环境质量评价对肯尼亚水资源保护与可持续发展具有重要的意义。本研究基于1987-2018年的Landsat系列遥感数据,通过计算综合遥感生态指数RSEI,结合趋势线分析法对阿伯德尔国家公园近32年间生态环境质量变化进行客观定量分析。研究结果显示：① 1987-2018年研究区RSEI均值从0.62下降到0.51,生态环境质量退化的区域面积为551.52 km ²,占总面积的71.85%,表明在气候变化和人类活动影响下,1987-2018年研究区的环境状况呈恶化趋势;②环境质量显著恶化的区域主要分布于亚高山植被区和东部低海拔森林覆盖区,亚高山地区植被生态系统结构单一,稳定性差,对气候变化和人类活动更为敏感;而东部区域存在过度开发,非法砍伐森林等现象,且旅游开发强度大,环境恶化与人类活动密切相关。  相似文献   

基于正交匹配追踪的声层析方法   总被引：2，自引：0，他引：2  

李倩倩  史娟  李整林  罗宇  阳凡林  张凯 《海洋学报(英文版)》2019,38(11):149-157

声速剖面的变化会对声传播产生较大的影响，经验正交函数模型经常用来实现对声速剖面数据的简化描述。然而在内波、湍流等海水不均匀性存在时，这种正则化操作会造成声速重构精度的大幅降低。本文利用字典学习生成声速剖面的非正交原子，在稀疏编码时采用正交匹配追踪（OMP，Orthogonal Matching Pursuit）算法，更新字典则使用KSVD （Kernel Singular Value Decomposition）的字典更新算法。由于字典学习不需要强制使用正交条件，对于训练数据更加灵活，从而可以使用少数的原子组合达到更高的重构精度。利用一次浅海声学实验多次测量的声速剖面研究了海水声速剖面的经验正交函数表示和字典学习，研究表明：相比于正交函数表示，学习字典可以利用少数原子（甚至一个原子）更好的解释声速剖面扰动。字典学习可以提高声速剖面的稀疏性，从而提高声速剖面的反演精度。  相似文献   

自然海岸资源价值核算方法研究与应用          下载免费PDF全文

闫吉顺  张盼  黄小露  王鹏  方海超 《海洋开发与管理》2019,36(5):26-31

文章通过构建自然海岸资源价值核算指标体系,确定了评估因子量化标准,建立了自然海岸基本价值核算系数计算模型、服务价值核算系数计算模型、综合核算系数计算模型和基准价值计算模型。在此基础上,构建了自然海岸资源价值核算模型,并应用其模型对大连市大陆自然海岸资源价值进行核算。最终得出大连市大陆自然海岸资源总价值约为2 409亿元。  相似文献   

青藏高原月NDVI时空动态变化及其对气候变化的 响应     

郑海亮  房世峰  刘成程  吴金华  杜加强 《地球信息科学学报》2019,21(2):201-214

青藏高原脆弱的高寒植被对外界干扰十分敏感,使其成为研究植被对气候变化响应的理想区域之一。青藏高原气候变化剧烈,在较短的合成时间研究气候变化对植被的影响十分必要。因此,本文利用GIMMS NDVI时间序列数据集,研究了1982-2012年青藏高原生长季月尺度植被生长的时空动态变化,探讨了其与气温、降水量和日照时数等气候因子的响应关系。结果表明：在区域尺度上,除8月外,其他各月份植被均呈增加趋势,显著增加多发生在4-7月和9月;大部分月份的NDVI增加速率随着时段的延长显著减小,表明NDVI增加趋势放缓;在像元尺度上,月NDVI显著变化的区域多呈增加趋势,但显著减少范围的扩张多快于显著增加。4月和7月植被生长主要是受气温和日照时数共同作用,6月和9月受气温的控制,而8月则主要受降水量的影响。长时间序列NDVI数据集的出现为采用嵌套时段研究植被生长变化趋势奠定了前提,而植被活动变化趋势的持续性则有助于形象表征植被活动变化过程、深入理解植被对气候变化的响应和预测植被未来生长变化趋势。由此推测,青藏高原月NDVI未来增加趋势总体上趋于缓和,但在像元尺度显著变化的区域趋于增加。  相似文献