青藏高原冰雪不溶微粒研究进展

不溶微粒是冰雪中重要的气候环境变化参数,通过冰雪中微粒记录研究气候环境变化是冰雪研究的一个重要方向。20世纪中后期对冰雪微粒的研究主要集中在南极和格陵兰,到20世纪末期时一些研究人员开始关注中纬度的冰雪微粒的研究,特别是青藏高原冰雪微粒的研究。到目前为止,共有4根冰芯（敦德冰芯、古里雅冰芯、达索普冰芯和慕士塔格冰芯）和数个雪坑开展了微粒研究。青藏高原冰雪微粒研究主要从微粒定年、微粒浓度、粒径分布、特殊事件的记录以及与可溶性离子的关系等方面进行了研究。主要回顾了从80年代末开始的青藏高原冰雪微粒研究的一些主要方法和主要成果并且展望了今后微粒重点研究的方向。     

A generalized layered radiative transfer model in the vegetation canopy

In this paper, a generalized layered model for radiation transfer in canopy with high vertical resolution is developed. Differing from the two-stream approximate radiation transfer model commonly used in the land surface models, the generalized model takes into account the effect of complicated canopy morphology and inhomogeneous optical properties of leaves on radiation transfer within the canopy. In the model, the total leaf area index （LAI） of the canopy is divided into many layers. At a given layer, the influences of diffuse radiation angle distributions and leaf angle distributions on radiation transfer within the canopy are considered. The derivation of equations serving the model are described in detail, and these can deal with various diffuse radiation transfers in quite broad categories of canopy with quite inhomogeneons vertical structures and uneven leaves with substantially different optical properties of adaxial and abaxial faces of the leaves. The model is used to simulate the radiation transfer for canopies with horizontal leaves to validate the generalized model. Results from the model are compared with those from the two-stream scheme, and differences between these two models are discussed.     

高温干旱背景下太湖藻情变化特征及机制

2022年我国长江流域经历了长期的高温干旱,对湖泊水生态环境和湖内藻情态势产生了深远影响。但目前关于干旱环境下湖泊水华的响应特征研究较少。以太湖为例,基于2005—2022年湖体营养盐与叶绿素a浓度的长期监测数据,结合卫星遥感影像反演的蓝藻水华面积变化,探讨了2022年高温干旱对太湖蓝藻的影响特征及驱动机制。结果表明,2022年蓝藻水华高发季节(5—9月),太湖蓝藻水华的平均面积和最大面积均明显下降,其中5月的水华面积仅为近5年同期平均面积的20%;水样采集分析获得的水体叶绿素a浓度和微囊藻生物量在春季也明显下降。营养盐方面,2022年太湖的总氮和总磷均值分别为1.41和0.084 mg/L,较近5年均值分别下降了30.6%和27.3%,均为2005年以来的最低值。氮磷浓度空间分布的克里金插值显示,除西北湖区(竺山湾)受河流入湖影响外,大部分湖区的溶解态氮磷也都处于较低状态,冬季溶解性总磷浓度小于0.02 mg/L的水域面积占全湖面积的79%。随机森林分析表明,总磷、水温和风速是影响春季微囊藻和藻类生物量的关键因子。冬季湖体磷水平低,加上春季外源负荷较少,致使2022年春季太湖大范围湖...     

2002-2017年千岛湖浮游植物群落结构变化及其影响因素

为认识大型水库中浮游植物群落结构的演替特征及其驱动机制,以钱塘江流域新安江水库（下称"千岛湖"）为例,基于2002-2017年16年的水库浮游植物数据,结合同期千岛湖水质与水文气象资料,分析了千岛湖浮游植物结构及优势属的长期变化特征,探讨了影响浮游植物群落结构变化的主要因素.结果表明：2002-2017年千岛湖共鉴定出浮游植物7门93属,主要由硅藻门、绿藻门、蓝藻门及隐藻门种类组成.16年间,浮游植物年均丰度和群落结构经历了4个阶段：2008年前丰度持续低值且蓝藻不是主要类群,2009-2012年丰度较高且蓝藻成为主要类群,及2013-2015丰度降低且蓝藻占比降低,2016-2017年丰度增加且蓝藻再次成为主要类群.浮游植物门类变化的同时伴随着优势属的变化：浮游植物年优势属从2002-2008年的小环藻属（Cyclotella）、隐藻属（Cryptomonas）和蓝隐藻属（Chroomonas）转变为2009-2012年的颤藻属（Oscillatoria）、小球藻属（Chlorella）、小环藻属和蓝隐藻属,2013-2017年又转变为鱼腥藻属（Anabaena）、束丝藻属（Aphanizomenon）、小环藻属、针杆藻属（Synedra）、直链藻属（Melosira）、栅藻属（Scenedesmus）和蓝隐藻属.冗余分析表明,气温、风速、水位、入库流量等气象水文因子和总氮浓度、电导率、氮磷比、透明度等水质因子与浮游植物群落结构变化关系密切.研究结果表明,在千岛湖这种大型贫-中营养水库,浮游植物群落结构不仅受来水营养盐负荷的影响,还在很大程度上受水文、气象条件的影响,给水库藻类水华等生态风险的预测以及水库水质管理带来了挑战.     

夏季日最低温度升高对芬兰皮海湖浮游植物群落的影响

为讨论日最低气温变化对浮游植物群落结构的影响,以位于芬兰的皮海湖为研究对象,选取1987—2013年夏季的监测数据,采用非度量多维尺度法分析浮游植物群落结构与气象要素和理化因子之间的关系.结果表明:皮海湖地区夏季增温趋势明显,尤其是日最低气温增加显著;皮海湖夏季浮游植物群落结构主要受气象要素影响,其中又以日最低气温的影响最显著.这可能是因为浮游植物的许多生理过程存在明显的昼夜节律,日最低气温升高能加强浮游植物的夜间呼吸作用和对营养物质的吸收等,从而影响浮游植物的生长和增殖速率等指标.由于不同物种对温度的适应范围不一致,因此日最低气温升高同样可能影响浮游植物的群落结构.     

2005-2017年北部太湖水体叶绿素a和营养盐变化及影响因素

利用国家生态观测网络太湖湖泊生态系统研究站对北部太湖14个监测点2005-2017年的营养盐和叶绿素a浓度逐月监测数据,分析了北部太湖2005年以来水体营养盐和叶绿素a变化特征,探讨了叶绿素变化的影响因素.结果表明,2015年以来,北部太湖水体叶绿素a浓度呈现显著增高特征,特别是5-7月的蓝藻水华灾害关键期,水体叶绿素a浓度增幅更加明显;营养盐方面,氮、磷对治理的响应完全不同：水体总氮、溶解性总氮、氨氮的降幅很明显,甚至在春末夏初的蓝藻生长旺盛期出现了供给不足的征兆;但水体总磷降幅却不明显,加之蓝藻水华的磷"泵吸作用",近3 a来水体总磷浓度反而有升高趋势,溶解性总磷浓度也无明显下降趋势.不同湖区的营养盐变化也不相同：西北湖区溶解性总氮、溶解性总磷浓度显著高于梅梁湾、贡湖湾和湖心区,而且后3个湖区的水质呈现均一化趋势.统计分析表明,北部太湖水体叶绿素a浓度与颗粒氮、颗粒磷、总磷、高锰酸盐指数均呈显著正相关,与溶解态氮呈负相关;5-7月水华关键期北部太湖水体叶绿素a浓度与上半年（1-6月）逐日水温积温、总降雨量、年平均水位均呈显著正相关关系.从研究结果可以看出,近年来北部太湖水体叶绿素a浓度的波动很大程度上受水文气象因子的影响;2007年以来太湖流域一系列生态修复工程的实施,虽然明显降低了湖泊氮浓度,但由于流域和湖体的氮磷本底较高,磷的缓冲能力大,致使水体营养盐水平仍未降到能显著抑制蓝藻生长的水平,年际之间的水文气象条件差异成为蓝藻水华暴发强度差异的主控因素.为此,仍需加大对太湖流域氮、磷负荷的削减,使湖体氮、磷浓度降低到能显著影响蓝藻生长的水平,才能摆脱水文气象条件对蓝藻水华情势的决定作用.     

末次盛冰期以来全球湿润状况的地质证据——全球古湖泊数据库及其湖水位变化的大尺度时空分析

介绍了正在建设中的全球湖泊数据库的情况,以及该数据库的水位资料所反映的晚更新世末期以来全球湿润状况的变化。通过大尺度湖水位变化的时空分析,结果显示当今湖泊水位状态较历史时期而言,位于低纬干旱或半干旱地区的湖泊水位较低,而中纬及高纬湿润地区的湖泊水位较高。自末次冰盛期以来,北美大陆中南部地区湖泊水位自高至低,反映出该地区气候条件由湿变干,至早、中全新世达最干旱。而在非洲及南亚季风地区,冷期偏干,暖期偏湿。特别是在早、中全新世的温暖时期,为历史上最湿润时期。北半球中纬度地带的气候干湿变化与北半球冰盖的存在及其消融导致的西风带的南北摆动有关;而北半球季风区在早、中全新世出现的高潮面与北半球夏季辐射的增加有密切联系。     

运河(杭州段)沉积物磷释放的模拟试验

采用室内模拟的方法研究了扰动情况下运河（杭州段）表层沉积物磷的释放对上覆水的影响以及投加石灰、投加三气氛发化铁、连续曝气、换水清洗等措施对沉积物磷释放的控制效果,研究表明,在扰动、开放体系条件下,运河（杭州段）沉积物磷释放导致的上覆水总磷浓度在释放初期最高,随时间逐渐下降,表现出净吸附,采集于有机污染较重河段的沉积物磷释放能力显著高于总磷含量较高但以重金属污染为主的河段的沉积物,上覆水投加石灰最终导致沉积物磷释放量的增加,投加三氯化铁显著降低了上覆水总磷浓度,上覆水连续曝气降低了上覆水的平衡磷浓度、换水清洗对上覆水磷浓度的降低效果是有限的,然而上述措施均未能将上覆水总磷浓度控制在V类水的浓度限定值以下,因此,就上覆水TP的浓度指标而言,运河（杭州段）沉积物的内源释放对其影响很大。     

太湖沉积物-水界面生源要素迁移机制及定量化——1.铵态氮释放速率的空间差异及源-汇通量

采集柱状芯样,室内静态模拟不同温度下太湖沉积物铵态氮释放.结果表明,经面积加权,5℃、15℃和25℃下氮的交换速率分别为-16.0±17.6mg/穴m2·d雪、12.6±6.9mg/穴m2·d雪和34.1±20.8mg/穴m2·d雪,不同湖区其释放速率差异极大.受外源污染影响较大的水域,氮释放量随温度的升高而增加;受死亡残体沉降和分解影响明显的草藻型湖区,氮的年释放通量较大.全太湖沉积物-水界面NH4 -N的年净通量为9960.3±4960.0t,其中成汇的通量值约为-911±637.9t/a,大部分泥区在一年中至少经过了一次的源-汇转换过程.     

MS≥6.0地震引起的永安井水位同震响应特征研究

利用永安井秒采样水位仪记录到的地震波形数据,与CMG-3ESPC-60地震计比较,对井水位同震响应特征、响应能力、地震波加载响应等方面进行分析。结果表明：秒采样水位仪也可记录到地震体波（P波、S波）和面波R,面波频散现象清晰,较好反映地震波作用过程及震源破裂过程中能量的释放;井水位对近场地震和远场地震响应程度存在差异,其同震响应能力与震级、震中距无必然联系;同CMG-3ESPC-60地震计相比,二者都存在明显周期信号,面波频段波幅变化最大,为主要中心频率,与CMG-3ESPC-60地震计速度值积分振幅谱谱形态一致,也具有较宽频带,但低于CMG-3ESPC-60地震计。