《中国晚第四纪湖泊数据库》完成

最近中国科学院南京地理与湖泊研究所得到中国科学院“百人计划”和国家自然科学基金支持，成功地完成了《中国晚第四纪湖泊数据库》，填补了全球数据库在该地区的空白． 由于水资源短缺对人类生存的直接威胁，降水及相应的水循环演变的研究已成为全球变化领域中核心课题之一．２０世纪８０年代，剑桥大学Ｄ．Ｇｒｏｖｅ和Ａ．Ｓｔｒｅｅｔ教授从研究非洲内陆封闭湖泊开始，建立了全球《牛津古湖泊数据库》．随后对外流湖泊与气候变化的基础理论研究，推动了外流湖泊作为重要的气候变化记录研究的开展，于２０世纪９０年代先后完成了《欧洲…     

探访青海的高原名湖

世界最高地--青藏高原有着全球最密集的高原湖泊群.这些大大小小的湖泊如一粒粒清澈的珠玑,散布在苍莽的雪域山原之间,让冷峻奇崛的青藏高原平添了几分妩媚的色彩.据调查,拥有高原湖泊数量最多的是西藏自治区,其次是青海省.青海省的湖泊,与西藏多为咸水湖不同的是,既有咸水湖又有淡水湖,许多湖泊是中国乃至世界名湖,风光绝美,资源丰厚,珍藏甚多,绝无仅有.     

探访青海的高原名湖

世界最高地——青藏高原有着全球最密集的高原湖泊群。这些大大小小的湖泊如一粒粒清澈的珠玑，散布在苍莽的雪域山原之间，让冷峻奇崛的青藏高原平添了几分妩媚的色彩。据调查，拥有高原湖泊数量最多的是西藏自治区，其次是青海省。青海省的湖泊，与西藏多为咸水湖不同的是，既有咸水湖又有淡水湖，许多湖泊是中国乃至世界名湖，风光绝美，资源丰厚，珍藏甚多，绝无仅有。     

青藏高原不同类型湖泊温度季节性变化及其分类

青藏高原广泛分布的湖泊是研究高原气候变化及其与全球气候系统相互关系的理想载体,但是目前对于高原湖泊现代过程研究仍然比较缺乏,在某种程度上制约了对过去气候环境变化记录的指标意义和湖泊生态系统演替的深入理解.本研究对青藏高原西部淡水湖泊班公错和中部咸水湖泊达则错开展了为期1年的湖水温度监测,讨论其湖水分层、翻转等水文物理过程.数据显示班公错属于典型的双季对流混合型湖泊(dimictic lake),而达则错属于半对流湖泊(meromictic lake),可能与达则错深部湖水盐度较高有关.利用湖泊模型Lake Analyzer进一步确认达则错不完全混合是由湖水盐度梯度所致.现代湖泊温度监测为高原湖泊分类提供有效数据,也为进一步深入研究过去气候变化和生态系统演替提供了水文物理学基础.     

“亚洲水塔”的近期湖泊变化及气候响应:进展、问题与展望

青藏高原分布的众多封闭湖泊是"亚洲水塔"的重要组成部分.最近几十年,青藏高原的升温速率是全球平均升温速率的2倍,并且呈现了明显的降水增长.作为中低纬度分布的最大冰冻圈系统,青藏高原的气温和降水变化对湖泊变化产生了深刻的影响.湖泊水量和盐度变化是气候变化下湖泊水量平衡形成的结果,是定量反映气候变化影响程度的重要指标,而变化的时空特征可能反映了西风季风环流对地表水循环的影响.湖泊水体的物理化学参数是影响湖泊生态系统的重要因素,其在气候变化下的改变深刻地影响着湖泊生态系统的组成与变化趋势.本文基于大量的青藏高原湖泊面积、水位、水量、水体物理化学参数与气候变化关系研究的分析,梳理了青藏高原湖泊变化对气候变化响应的研究进展,提出了第二次青藏高原综合科学考察研究任务中湖泊考察研究的主要目标和内容.     

青藏高原湖泊状态与丰度

<正>湖泊的数量与面积变化及其丰度和大小分布对区域及全球水资源、生物地球化学循环和气候变化的评估具有重要的意义.本研究利用Landsat数据,对青藏高原过去40年大于1 km2的湖泊数量与面积变化进行了详细的研究.同时,利用Landsat mosaic数据(空间分辨率为14.25 m),对青藏高原2000年面积大于0.001 km2的湖泊进行了详细的调查(图1).结果表明,在1970s,1990,2000和2010年,面积大     

卫星遥感监测近30年来青藏高原湖泊变化

湖泊是揭示全球气候变化与区域响应的重要信息载体.以青海省、西藏自治区2005~2006年的408景CBERS CCD影像和5景Landsat ETM+影像为主要数据源,在1975年前后的1177幅1:10万地形图和82幅1:5万地形图的支持下,完成青藏高原1 km2以上湖泊的卫星遥感调查,并将其结果与20世纪60~80年代第一次全国湖泊调查进行比较,对青藏高原湖泊数量、面积、空间分布的变化情况进行分析.确定截至2005~2006年,青藏高原共有1 km2以上湖泊1055个,占同期全国湖泊总数量的30%以上,其中青海省222个,西藏自治区833个;青藏高原湖泊总面积为41831.72 km2,占全国湖泊总面积的50%以上.发现面积大于1 km2的新生湖泊共30个,原面积大于1 km2的湖泊消失5个.13个面积大于500 km2的大湖中,羊卓雍错在调查期内萎缩严重且目前仍在继续萎缩;青海湖在调查期内总体呈萎缩状态,但另有研究表明自2004年后呈扩张趋势.色林错、纳木错和赤布张错的面积也有较大的扩张.新生湖泊按照成因可归纳为河道扩展、沼泽转化等6种类型,消亡湖泊则多是由于自然条件变化导致的干涸.在3个典型的气候与生态环境敏感区中,那曲地区和可可西里地区的湖泊总体呈扩张趋势,而黄河源区的湖泊则总体呈萎缩状态.区域湖泊变化特征是近几十年来青藏高原气候变化导致的温度升高、冰川融化、冻土消融、雪线退缩等现象的显著响应.调查和分析结论可为青藏高原湖泊变化及其对气候波动的响应等研究提供参考.     

通用陆面模式(CoLM)湖泊过程方案与性能评估

对新版通用陆面模式CoLM(the Common Land Model)中的湖泊过程方案CoLM-Lake做了介绍,并通过10个湖泊的观测数据评估了它的模拟性能,同时讨论了模拟结果对模型关键参数的敏感性.模拟结果显示,CoLM-Lake对于浅湖的模拟效果非常理想,对于表层温度、湍流通量和垂直热力结构的量级和季节变化特征模拟的比较准确,同时对湖泊冻融循环过程给出了合理的刻画.CoLM-Lake对于深湖垂直结构及其变化的模拟亦较为准确,但对垂直混合强度的刻画仍然不足.虽然模型对于北美五大湖表层温度的模拟误差相对明显,但其量级和季节变化特征仍在合理的范围之内.通过模型参数的敏感性分析发现,动力学地表粗糙度可通过改变湍流通量的大小修正湖泊表层温度的模拟.湖泊深度、辐射消光系数和热力扩散系数可共同影响湖泊的热力结构.较大的湖泊深度,较小的消光系数和较大的热力扩散系数均使得湖泊内部传递和存储更多的热量,从而增加湖泊的热力惯性,降低湖泊各层温度的季节震荡和变化幅度,推迟湖泊冬季的冻结时间.湖泊到达最大密度时的温度受湖泊盐度的影响,调整此温度同样可使得模型的模拟结果得到改进.以上敏感性分析说明CoLM-Lake对于湖泊热力过程的模拟可以通过模型参数优化进行改进.总体上,CoLM-Lake可以合理地刻画各个湖泊的主要特征,模拟的误差均在参数取值的不确定性范围之内,因此CoLM-Lake在全球尺度上适用于对湖泊物理过程的模拟.     

湖泊沉积——研究历史气候的有效手段——以青海湖、岱海为例

湖泊沉积,尤其是干旱、半干旱地区的封闭湖泊,是气候环境变迁的忠实记录者,储存有丰富的信息,具有连续性、敏感性和高分辨率的特点,目前研究不同时间尺度湖泊环境演替的序列已成为建立全球气候模型的重要依据之一。为了研究晚近历史时期东亚季风边缘区气候波动的特点,作者在青海湖和内蒙古岱海的深水区,采集1m以内的重力岩心,以1或2cm间隔密集采样,每个样品大致代表5—10a的时段(~(210)Pb测年青海湖和岱海的沉积速率分别为1.1     

美国湖泊富营养化的研究和治理

纵观全球 ,几乎所有的湖泊及其他娱乐水体都存在富营养化问题 ,而藻类的水华爆发则是许多富营养化了的湖泊和水体面临的挑战 .藻类是依靠光合作用产生能量的水生生物 ,它既能产生大部分人类需要的氧气也能产生大面积有害的赤湖 .因此对藻类特别是对有害藻类的控制受到国内外有关专家的重视 .     

粒度揭示的青藏高原湖泊水动力现代过程:以藏南普莫雍错为例

在全球变暖的背景下,冰川融水占重要补给地位的湖泊对气温变化具有潜在的敏感性.本文以藏南普莫雍错为例,通过湖泊现代水动力过程解析,结合古湖泊学气候环境序列对比,辨析湖泊沉积物中粒度对气温变化敏感性.根据表层沉积物的粒度参数、各粒级百分含量的空间格局以及频率分布曲线特征,分析了该湖不同湖区的水动力环境.结果表明,该湖碎屑沉积可分为5种类型,其中开阔湖区除小岛周围和北岸受近岸碎屑影响外,其他中心湖区主要受悬移搬运控制;沉积动力学模型(粒径趋势方法)分析表明,该湖开阔湖区沉积物具有自西向东运移的输运趋势,表明该湖西部冰川融水补给河流加曲对湖泊的影响不仅限制在冲积扇上,而且影响到整个湖泊,从而也表明了湖泊沉积物粒度的温度指示意义;中心湖区沉积物岩芯粒度指标与气温资料时间序列的对比,验证了在短时间尺度上,粒度环境意义为区域温度的良好指示器,进而验证了水动力现代过程辨析方法的可靠性.作为案例研究,本研究表明,沉积物粒径趋势分析和沉积模式常规对比方法能够辨析青藏高原冰川融水补给湖泊的水动力过程,进而有助于理解钻孔的碎屑来源和粒度大小的控制性因素,有利于提高该类湖泊的古气候反演能力.     

世界最北湖复活了

科学家最近宣布，位于格陵兰海岸附近的世界最北边的湖泊——卡夫卡鲁本湖复活了。由于全球变暖，从这座湖中消失了两千多年的硅藻正在回归。     

北极巨变

积冰消融、冰架坍塌、湖泊消失……北极正在发生巨变。毋庸置疑,全球变暖已经影响到了北极。那么,北极的变化会给人类和其他生物带来什么样的影响呢?     

基于ICESat/CryoSat-2卫星测高及站点观测的纳木错湖水位趋势变化监测

<正>全球气候变化对青藏高原的水循环和水资源产生重要的影响,高海拔内陆湖变化成为气候变化的重要指示器.近年来,卫星测高技术成为青藏高原湖泊动态变化的有力观测手段.目前,ICESat测高数据已广泛运用于湖泊水位变化监测,而该卫星仅能提供2003~2009年期间的测高数据.因此,2010年发射的高精度雷达高度计卫星如CryoSat-2成为青藏高原湖泊水位持续监测的潜在重要数据源.本文以青藏高原纳木错(Namco)水位变化为例,基于2005~2013年的纳木错站实测水位数据,评价CryoSat-2卫星在湖面脚点(footprint)     

全球气候突变研究: 争论还是行动?

全球气候突变已经为冰芯、海洋钻探、石笋、黄土、湖泊沉积和孢粉等气候记录所确证. 全球气候存在两种稳定状态, 即冰段条件和间冰段条件, 其间的转换为突变性质. 气候的突变在北半球和赤道地区则具有同时性, 其时间尺度可以短至10年际. 气候突变对人类影响重大. 为此, 比争论更重要的是切实的行动, 比如减少大气中的二氧化碳.     

甲烷爆发

最近,科学家发表声明称,西伯利亚永冻土的解冻速度已经加快,超过了他们在2006年时的保守估计。科学家称,如果永冻土融化引起甲烷大量释放,将会拉开一场关于全球升温的正反馈,世界将变得非常炎热。那里现在到处可见不停地冒出水泡释放甲烷气体的湖泊。     

长江中下游典型湖泊富营养化演变过程及其特征分析

通过对长江中下游典型湖泊水环境资料的分析得出, 湖泊富营养化是指湖泊由于营养元素的富集导致湖泊生态系统的退化进而使水质恶化的过程, 湖泊生态系统的演变、水质类别的变化均与湖泊营养水平的演化耦合良好, 进而提出湖泊富营养化概念模型, 并将湖泊状态分为10类, 据此对长江中下游典型湖泊富营养化过程进行分析. 结果显示, 以鄱阳湖为代表的大型过水吞吐型湖泊是由20世纪80年代以前的湖泊状态1演化到80年代以后的湖泊状态2, 以太湖为代表的大中型浅水湖泊是由60年代的湖泊状态1~2演化到80年代的湖泊状态8再演化到90年代的湖泊状态9, 以洪湖为代表的中小型浅水湖泊是由60年代的湖泊状态1演化到80年代以后的湖泊状态2, 以东湖为代表的城市(郊)小型湖泊是由60年代的湖泊状态2演化到70年代以后的湖泊状态9, 其中以鄱阳湖、洪湖和太湖为代表的不同类型湖泊进入中营养水平的关键转型期是80年代, 太湖进入富营养水平的关键转型期是90年代, 以东湖为代表的城市(郊)小型湖泊进入富营养水平的关键转型期则是70年代. 因而, 不同典型湖泊的营养演化序列是类似的, 然而营养演化过程并不是同步的, 这与湖泊流域不同的人文和自然条件驱动机制有关. 其中, 经济的发展引起了一定的水环境的负效应, 在发展经济的同时应保护湖泊水生态环境, 才可实现可持续发展. 湖泊富营养化概念模型的研究还可为长江中下游湖泊的生态修复提供相应的生物目标与化学目标.     

酸雨限制了全球升温

最近的一顶全球气候调查发现,酸雨能降低来自沼泽地区的沼气散发,由此限制全球升温。 工业污染致使雨水中含有少量酸性成分,如硫酸及氮酸,并导致酸雨的形成。酸雨会污染河流及湖泊,杀死鱼类及其他生物,并能损害植物及建筑物。但是新的研究发现,酸雨中的硫能中     

湖泊富营养化发生机制与控制技术及其应用

从湖泊富营养化的自然演化、湖泊沉积物中营养盐的释放及其内源污染机制、湖泊蓝藻水华暴发机理和湖泊富营养化控制与治理等方面进行了回顾与总结. 特别是围绕占中国淡水湖泊总数达70%左右的浅水湖泊富营养化机制与控制进行了探讨. 研究表明, 自然条件下湖泊也有可能富营养化, 特别是浅水湖泊更容易富营养化. 推断其原因可能与洪水有关. 浅水湖泊中的沉积物在风浪作用下发生悬浮, 致使沉积物中大量的营养盐释放出来并进入上覆水, 为生物生长所利用, 这是浅水湖泊内源污染负荷较深水湖泊重的原因所在. 蓝藻水华暴发是湖泊富营养化之后生态系统的一种异常响应, 其发生的原因与湖泊物理环境如光照(或透明度)、温度和适宜的水动力条件有关, 也与湖泊化学环境, 如氮、磷浓度及其氮、磷比值等有关, 还有形成水华的蓝藻本身的某些生理特性有关, 如伪空泡及抗拒紫外伤害的能力, 从而在对光照和营养盐的竞争中处于优势地位等特性, 这种竞争优势在浅水湖泊中尤为明显. 而浅水湖泊“水浅”的特性, 也使得营养盐负荷和蓝藻水华的控制难度加大. 对于湖泊富营养化的治理与控制应该遵循控源、湖泊生态修复和流域管理的原则. 对于湖泊沉积物中营养盐释放导致的内源污染控制, 既可以采用物理化学的方法、机械的方法和生物的办法, 甚至是仿水生植物的方法. 实施湖泊生态修复, 就是把富营养化的藻型湖泊生态系统转化为草型生态系统. 要实现这样的改变, 必须首先改善环境条件. 在现阶段, 把生态修复的重点放在水生植物种植上是有盲目性的, 而应该放在环境改善上. 由于各个湖泊类型不同, 因此, 各种治理的技术应该结合具体的情况来实施.     

湖泊富营养化及其生态系统响应

我国是一个多湖泊的国家.其中约三分之一是淡水湖泊,主要分布在长江中下游地区.这些湖泊中的绝大部分已处于中营养或富营养水平.湖泊富营养化是当前我国湖泊面临的主要生态环境问题之一.湖泊富营养化后会导致一系列的生态系统异常响应.这些响应包括沉水植物消亡、蓝藻水华频发、微生物的生物量与生产力增加,生物多样性下降,营养盐的循环与利用效率加快等.整个湖泊生态系统,也会伴随着富营养化的发展,呈现出生物多样性下降、生物群落结构趋于单一、生态系统趋于不稳定的现象.在浅水湖泊中,还会进一步导致从"清水态"的草型生态系统,逐步转换为"浑水态"的藻型生态系统.生态系统的这种演替机制,推测是水生植物与浮游植物利用营养盐的效率不同所致.而对于严重富营养化的湖泊,生态系统最终的演替趋势则是从浮游植物为主的自养型湖泊转化为以微生物、原生动物等为主的异养型湖泊.