過去40年太湖劇烈的湖泊物理環(huán)境變化及其潛在生態(tài)環(huán)境意義
發(fā)布時(shí)間:2021-03-05 12:45
過去40年,全球氣候變暖、輻射變暗和變亮、風(fēng)速減弱、氣候異常波動等自然環(huán)境變化以及筑壩建閘、岸堤硬質(zhì)化和調(diào)水引流等強(qiáng)烈人類活動勢必會深刻改變太湖湖泊物理環(huán)境和過程,驅(qū)動湖泊生態(tài)系統(tǒng)演化.基于歷史文獻(xiàn)、檔案數(shù)據(jù)以及氣象水文和透明度等長期觀測數(shù)據(jù),本文系統(tǒng)梳理了太湖氣溫、水溫、風(fēng)速、水位和透明度等物理環(huán)境空間分布和長期變化特征,探討了氣溫和風(fēng)速、水位和透明度相互協(xié)同作用機(jī)制及其潛在生態(tài)環(huán)境意義.受全球變化和城市化等影響,過去40年太湖氣溫和水溫呈現(xiàn)顯著升高趨勢,而近地面風(fēng)速則表現(xiàn)為持續(xù)下降,湖泊增溫和風(fēng)速下降有利于藻類生長和藍(lán)藻水華漂浮聚集,某種程度上增加了藍(lán)藻水華出現(xiàn)頻次和集聚的面積.為防洪和滿足流域日益增長的水資源需求,閘壩管控和調(diào)水引流使太湖水位呈現(xiàn)緩慢增加趨勢,而入湖污染物增加和富營養(yǎng)化則造成水體透明度逐漸下降,致使透明度與水位(水深)的比值明顯降低,減少了湖底可利用光強(qiáng),惡化水下光環(huán)境,在一定程度上驅(qū)動了太湖水生植被和草型生態(tài)系統(tǒng)退化.湖泊物理環(huán)境長期變化逐漸拓展了太湖藻型生境空間而壓縮了草型生境空間,加劇了草型生態(tài)系統(tǒng)向藻型生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化和增強(qiáng)了藻型生態(tài)系統(tǒng)的自我長期維持.太湖湖...
【文章來源】:湖泊科學(xué). 2020,32(05)北大核心
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
太湖1981、1987、1992和1997年歷次采樣站點(diǎn)(a)和1992- 2019年長期定位觀測站點(diǎn)(b)的空間分布以及氣象和水文觀測站位置
與此同時(shí),受全球大氣停滯和太湖周邊城市高大樓群建設(shè)影響,太湖地區(qū)年平均風(fēng)速呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(圖2).相比較而言,最大風(fēng)速的下降速度要明顯大于平均風(fēng)速,各自的線性下降斜率分別為每10年0.41m/s和每10年0.27 m/s,過去40年太湖地區(qū)年平均風(fēng)速下降了1.06 m/s,降低了29.6%.相比于平均水溫40年內(nèi)增加11.6%,平均風(fēng)速的下降更為明顯,線性相關(guān)的決定系數(shù)也更高,表明統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)更顯著、變化趨勢更明顯(圖2).2.2 水位長期變化
長期逐日水位觀測顯示,過去40年太湖年平均水位呈緩慢增加趨勢(圖3),約增加了0.25 m,增加率約為8.7%,但考慮到太湖平均水深只有1.9 m,年平均水位上升了0.25 m已是非常顯著,相當(dāng)于平均水深增加了13.2%.同步觀測顯示流域長期降水沒有顯示明顯增加趨勢,并且年降水量與年平均水位線性相關(guān)的決定系數(shù)不是非常高(r2=0.17,P<0.01),但在流域特大洪水年,強(qiáng)降水往往對應(yīng)高水位,如1999年和2016年,而在極端干旱年并沒有出現(xiàn)極端低水位,如2003年和2013年,說明太湖的年平均水位除了受流域降水控制外,很大程度上受人工閘壩管控和調(diào)水引流的影響.1986 -2017年太湖出、入湖水量變化分析表明,由于調(diào)水引流影響,1990s后期入湖水量突變增加,多年平均年入湖總水量突變后較突變前增加了29.66億m3[25].而江蘇省水利廳2019年和2020年最新數(shù)據(jù)表明,2019年10月-2020年1月,太湖實(shí)施了跨年度調(diào)水引流,常熟樞紐累計(jì)引長江水13.6億m3,望亭立交樞紐入湖6.97億m3(1).2.3 透明度空間分布和長期變化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]1986-2017年太湖出、入湖水量變化分析[J]. 季海萍,吳浩云,吳娟. 湖泊科學(xué). 2019(06)
[2]Why Lake Taihu continues to be plagued with cyanobacterial blooms through 10 years(2007–2017) efforts[J]. Boqiang Qin,Hans W.Paerl,Justin D.Brookes,Jianguo Liu,Erik Jeppesen,Guangwei Zhu,Yunlin Zhang,Hai Xu,Kun Shi,Jianming Deng. Science Bulletin. 2019(06)
[3]太湖藍(lán)藻水華的擴(kuò)張與驅(qū)動因素[J]. 張民,陽振,史小麗. 湖泊科學(xué). 2019(02)
[4]2005-2017年北部太湖水體葉綠素a和營養(yǎng)鹽變化及影響因素[J]. 朱廣偉,秦伯強(qiáng),張運(yùn)林,許海,朱夢圓,楊宏偉,李寬意,閔屾,沈睿杰,鐘春妮. 湖泊科學(xué). 2018(02)
[5]氣候變暖對湖泊熱力及溶解氧分層影響研究進(jìn)展[J]. 張運(yùn)林. 水科學(xué)進(jìn)展. 2015(01)
[6]太湖生態(tài)與環(huán)境若干問題的研究進(jìn)展及其展望[J]. 秦伯強(qiáng). 湖泊科學(xué). 2009(04)
[7]Dynamics of sediment resus-pension and the conceptual schema of nutrient release in the large shallow Lake Taihu,China[J]. QIN Boqiang, HU Weiping, GAO Guang, LUO Liancong & ZHANG JinshanNanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China;Nanjing Institute of Hydrological Sciences, Ministry of Water Conservancy and Ministry of Transportation, Nanjing 210024, China. Chinese Science Bulletin. 2004(01)
[8]太湖水環(huán)境面臨的主要問題、研究動態(tài)與初步進(jìn)展[J]. 秦伯強(qiáng). 湖泊科學(xué). 1998(04)
[9]中國湖泊學(xué)研究進(jìn)展[J]. 濮培民,屠清瑛,王蘇民. 湖泊科學(xué). 1989(01)
[10]湖泊科學(xué)研究三十年與展望[J]. 施成熙. 地理學(xué)報(bào). 1979(03)
本文編號:3065223
【文章來源】:湖泊科學(xué). 2020,32(05)北大核心
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
太湖1981、1987、1992和1997年歷次采樣站點(diǎn)(a)和1992- 2019年長期定位觀測站點(diǎn)(b)的空間分布以及氣象和水文觀測站位置
與此同時(shí),受全球大氣停滯和太湖周邊城市高大樓群建設(shè)影響,太湖地區(qū)年平均風(fēng)速呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(圖2).相比較而言,最大風(fēng)速的下降速度要明顯大于平均風(fēng)速,各自的線性下降斜率分別為每10年0.41m/s和每10年0.27 m/s,過去40年太湖地區(qū)年平均風(fēng)速下降了1.06 m/s,降低了29.6%.相比于平均水溫40年內(nèi)增加11.6%,平均風(fēng)速的下降更為明顯,線性相關(guān)的決定系數(shù)也更高,表明統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)更顯著、變化趨勢更明顯(圖2).2.2 水位長期變化
長期逐日水位觀測顯示,過去40年太湖年平均水位呈緩慢增加趨勢(圖3),約增加了0.25 m,增加率約為8.7%,但考慮到太湖平均水深只有1.9 m,年平均水位上升了0.25 m已是非常顯著,相當(dāng)于平均水深增加了13.2%.同步觀測顯示流域長期降水沒有顯示明顯增加趨勢,并且年降水量與年平均水位線性相關(guān)的決定系數(shù)不是非常高(r2=0.17,P<0.01),但在流域特大洪水年,強(qiáng)降水往往對應(yīng)高水位,如1999年和2016年,而在極端干旱年并沒有出現(xiàn)極端低水位,如2003年和2013年,說明太湖的年平均水位除了受流域降水控制外,很大程度上受人工閘壩管控和調(diào)水引流的影響.1986 -2017年太湖出、入湖水量變化分析表明,由于調(diào)水引流影響,1990s后期入湖水量突變增加,多年平均年入湖總水量突變后較突變前增加了29.66億m3[25].而江蘇省水利廳2019年和2020年最新數(shù)據(jù)表明,2019年10月-2020年1月,太湖實(shí)施了跨年度調(diào)水引流,常熟樞紐累計(jì)引長江水13.6億m3,望亭立交樞紐入湖6.97億m3(1).2.3 透明度空間分布和長期變化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]1986-2017年太湖出、入湖水量變化分析[J]. 季海萍,吳浩云,吳娟. 湖泊科學(xué). 2019(06)
[2]Why Lake Taihu continues to be plagued with cyanobacterial blooms through 10 years(2007–2017) efforts[J]. Boqiang Qin,Hans W.Paerl,Justin D.Brookes,Jianguo Liu,Erik Jeppesen,Guangwei Zhu,Yunlin Zhang,Hai Xu,Kun Shi,Jianming Deng. Science Bulletin. 2019(06)
[3]太湖藍(lán)藻水華的擴(kuò)張與驅(qū)動因素[J]. 張民,陽振,史小麗. 湖泊科學(xué). 2019(02)
[4]2005-2017年北部太湖水體葉綠素a和營養(yǎng)鹽變化及影響因素[J]. 朱廣偉,秦伯強(qiáng),張運(yùn)林,許海,朱夢圓,楊宏偉,李寬意,閔屾,沈睿杰,鐘春妮. 湖泊科學(xué). 2018(02)
[5]氣候變暖對湖泊熱力及溶解氧分層影響研究進(jìn)展[J]. 張運(yùn)林. 水科學(xué)進(jìn)展. 2015(01)
[6]太湖生態(tài)與環(huán)境若干問題的研究進(jìn)展及其展望[J]. 秦伯強(qiáng). 湖泊科學(xué). 2009(04)
[7]Dynamics of sediment resus-pension and the conceptual schema of nutrient release in the large shallow Lake Taihu,China[J]. QIN Boqiang, HU Weiping, GAO Guang, LUO Liancong & ZHANG JinshanNanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China;Nanjing Institute of Hydrological Sciences, Ministry of Water Conservancy and Ministry of Transportation, Nanjing 210024, China. Chinese Science Bulletin. 2004(01)
[8]太湖水環(huán)境面臨的主要問題、研究動態(tài)與初步進(jìn)展[J]. 秦伯強(qiáng). 湖泊科學(xué). 1998(04)
[9]中國湖泊學(xué)研究進(jìn)展[J]. 濮培民,屠清瑛,王蘇民. 湖泊科學(xué). 1989(01)
[10]湖泊科學(xué)研究三十年與展望[J]. 施成熙. 地理學(xué)報(bào). 1979(03)
本文編號:3065223
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