《影响浅水潮溪溶解氧变化主要因素(水文,生物,气候)的时间变化趋势》

  • 来源专题:水体修复
  • 编译者: 邹丽雪
  • 发布时间:2017-08-23
  • 由于强烈的非生物胁迫,浅水潮溪的溶解氧常常不符合水生生物主导的溶解氧循环。本文,我们寻求对影响潮沼溶解氧的非生物以及生物因素进行定量化。通过拟合Chesapeake 海湾湿地的溶解氧与每小时变化的叶绿素a,水质,水文以及天气数据的多重线性回归模型,揭示了时间变化(夏季-早冬)对潮沼溶解氧更重要。同时,本分析识别了另一种方法,通过将溶解氧分为两个等级来评估作为溶解氧驱动因素的潮汐的等级:满水深度以上和以下。在水文变化分类中,满水深度以下阶段是主要的描述方法,其强调了孔隙水排放和混合作为驱动潮溪溶解氧的重要过程。本文研究发现表明温暖季节潮溪溶解氧的动态变化可以用水文,气候以及生物来表述;在早冬时期,当河口以及沼泽水相差不大时,水文成为潮溪溶解氧变化的主要因素。这些发现强调了与开放河口生态系统相比,浅层潮溪环境中决定溶解氧变化的内在机制的不同。

相关报告
  • 《美国粮食收成受气候变化影响》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2017-01-23
    • 为了更好地评估人类排放温室气体导致的气候变化可能对小麦、玉米和大豆的影响,一个国际研究团队运行了一套全面的美国农作物产量计算机模拟系统。模拟再现所观察到的历年来高温引起的作物产量锐减,从而确认他们捕获了一个可以预测未来的主要机制。重要的是,科学家们发现增加灌溉有助于减少全球变暖对农作物的负面影响,但这种情况只有在水分充足的地区才有可能实现。因此研究结果认为需要限制全球变暖以遏制作物损失。 研究的主要作者,波茨坦气候影响研究所的伯恩哈德(Bernhard Schauberger)阐明他们研究的计算机模拟是基于物理学、化学、生物学等方面的强大知识和大量的数据与详细算法。但是,它们当然代表不了整个复杂的作物系统,所以研究人员称之为模型。科学家将模型结果与实际观测数据进行比较。可以确认模型是否包含了关键计算因素,包括从温度到CO2,从灌溉到施肥。 研究认为没有有效的减排措施,2100年小麦产量可能损失20% 如果每天气温为30°C以上,玉米和大豆都会损失约5%的收成。仿真结果显示了该模型捕捉到超出阈值的热量增加多少可能会导致突然和大量的产量损失。在不受气候变化影响的情况下,气温会更加频繁、严重地影响农业生产力。预计在本世纪末,在没有有效减排的情况下,与非温度升高区相比,温度升高导致的小麦收获损失为20%,大豆为40%,玉米为50%,这些损失甚至不考虑超过36°C的极高温度,否则预计产量将进一步降低。这些影响远远不止美国这个最大的粮食出口国一地:世界市场作物价格可能会上涨,而这是贫穷国家粮食安全的关键问题。 灌溉可能是一种有效手段--然而,这只在具备充足灌溉水的地区才可行。 来自芝加哥大学的合著者乔舒亚.埃利奥特(Joshua Elliott)揭示在模拟中增加农田灌溉时,损失大大减少,因此温度升高带来的水胁迫似乎比热胁迫的影响要大得多。当从土壤到植株的供水减少时,叶片中的小开口逐渐闭合以防止水分流失。因此,这样能防止二氧化碳扩散到植物细胞。此外,作物通过牺牲地面生物量甚至产量以增加根系生长,以此作为对水分胁迫的响应。因此,埃利奥特认为灌溉可能是抑制气候变暖极端影响的一个重要适应手段。 燃烧化石燃料使空气中的CO2量急剧增加。这通常会增加植物的水分利用效率,因为对于每个吸收二氧化碳的单元会失去更少的水分。然而,科学家们认为,这并不能保证高温时的产量。温度大于约30°C时,模拟中额外的CO2施肥并不会缓解相关收益率的下降。 比较不同电脑模拟气候变化影响是ISIMIP项目的核心(部门间建模影响对比项目),项目由全球大约100个模型组组成。项目模拟工作是与AgMIP(国际农业模式比较及提高项目)共同合作完成。
  • 《美国气候评估报告强调应对气候变化的紧迫性》

    • 来源专题:气候变化科学领域监测服务
    • 编译者:zengjj
    • 发布时间:2014-05-20
    • 2014年5月6日,美国全球变化研究计划(USGCRP)发布《第三次国家气候评估报告》(ThirdNationalClimateAssessment),这是迄今最全面、权威和透明的美国气候变化影响科学报告。报告指出,气候变化正影响美国各地,以及社会经济的重要部门,基于这一认识,报告强调了应对气候变化风险、增加美国社区应对能力和恢复力的必要性。 该报告由美国约300名著名气候科学家及技术专家历时4年完成。报告全面分析了气候变化对美国各地区及农业、卫生、能源、交通、水资源、森林和生态系统等各方面的影响,为政策制定者和民众了解气候影响提供了具有实践指导意义的知识。 2013年6月25日,美国总统奥巴马推出《总统气候行动计划》(ThePresident’sClimateActionPlan),旨在通过持续、负责的行动削减碳排放,应对气候变化的影响,并引领国际应对气候变化的行动。美国《第三次国家气候评估报告》属于该气候行动计划的一部分。报告的主要内容涉及以下方面: (1)全球气候正在发生变化,广泛的观测数据显示美国气候变化趋势明显。过去50年的全球变暖主要由以化石燃料燃烧为主的人类活动引起的。自1895年开始温度记录以来,美国的平均气温已经上升了1.3~1.9℉,大部分的气温上升发生在20世纪70年代。最近十年是有史以来最热的十年。由于人类活动引起的气候变暖与自然气候变化的叠加,气温上升并非随着时间推移均衡地分布于美国各地。 (2)一些极端天气与气候事件在近几十年内增加,新的有力证据证实,部分极端事件的增加与人类活动有关。极端天气事件的变化是大多数人经历气候变化的主要方式。人类活动引起的气候变化已经导致部分极端事件的数量和影响的增加。过去50年,美国大部分地区遭遇了更多的极端高温天气、强降雨和干旱极端天气事件。 (3)人类导致的气候变化预计将持续,如果全球温室气体排放继续增加,气候变化将显著加快。未来几十年气候变化的幅度主要取决于现在和未来全球人类活动产生的温室气体排放量。 (4)气候变化影响已经在许多部门有所体现,并预计在21世纪及以后在全国范围内变得越来越具有破坏性。气候变化已经影响到社会和自然世界。气候变化与其他环境、社会因素以缓和或者加剧这些影响的方式相互作用。影响类型和程度随时间在美国各地不尽相同。儿童、老人、病人、穷人特别容易受到伤害。有越来越多的证据表明,气候变化对美国的危害将在未来大幅增加,除非全球温室气体排放量也极大削减。 (5)气候变化以多种方式威胁人类的健康和福祉,包括通过更多的极端天气事件和森林火灾,空气质量下降,并通过昆虫、食物和水传播疾病。 (6)基础设施正受到海平面上升、大雨和极端高温的损坏;随着气候变化的持续,这些损失预计将增加。海平面上升、风暴潮、大雨,以及沿海地区持续发展的模式都增加了对美国基础设施(包括道路,建筑物和工业设施)的损坏,并且也增加了港口和沿海军事设施的风险。 (7)水质和供水可靠性将受到气候变化的损害,并以各种方式影响生态系统和生计。一些地区的地表水和地下水供给已经通过增加水需求和减少径流与地下水补给加以解决。在一些地区,尤其是美国南部、加勒比和太平洋岛屿,气候变化增加了水资源短缺和许多用途之间争水的可能性。许多地区的水质在递减,特别是大雨过后沉积物和污染物浓度的增加。 (8)气候对农业的干扰不断增加,预计在21世纪将变得更严重。一些地区已经受到气候相关的干扰,特别是由于极端天气事件。尽管美国一些地区和某些类型的农业生产在未来25年将相对适应气候变化,但其他地区和农业生产将越来越多地遭受由于极端高温、干旱、疾病和大雨带来的影响。从21世纪中叶,气候变化预计将对美国的作物和牲畜产生更多的负面影响,这一趋势可能会削弱美国食品供应的安全性。 (9)气候变化对土著居民的健康、福祉和生活方式构成特别的威胁。气候变化的影响正在加剧诸如极端贫困等慢性压力,如获取传统食品的机会减少,水质降低,接触健康和安全隐患增加。在阿拉斯加、路易斯安那州、太平洋岛屿部分地区和其他沿海地区,气候变化的影响(通过侵蚀和洪水)是如此严重,以至于一些社区已经从与他们的传统和文化认同相联系的历史家园迁移。特别是在阿拉斯加,温度上升、冰雪消融、多年冻土融化的快速发展显著影响关键的基础设施和传统生计。 (10)生态系统及其对社会提供的益处正受到气候变化的影响。生态系统缓冲火灾、洪水和强风暴等极端事件影响的能力正受到压制。气候变化对生物多样性的影响已经在关键的生物事件的时间变化中有所觉察,例如许多物种的春季萌芽和大幅度的范围变化。从长远来看,物种灭绝的风险增加。这些变化具有社会、文化和经济影响。诸如干旱、洪水、森林火灾,以及与气候变化有关的虫害等事件已经破坏了生态系统。这些变化限制了森林、湿地等生态系统的能力,继续在减少这些极端事件对基础设施、人类社会和其他有价值资源的影响方面发挥重要作用。 (11)海水变得温暖、更偏酸性,广泛地影响海洋环流、化学、生态系统和海洋生物。更偏酸性的水抑制贝壳、骨骼和珊瑚礁的形成。温暖的海水伤害珊瑚礁,改变许多海洋物种的分布、丰度和生产力。海水温度的升高、化学性质的变化,以及其他压力,如过度捕捞、沿海与海洋污染,改变基于海洋的粮食生产和危害渔业社区。 (12)规划适应(以解决和为影响做准备)和减缓(例如通过减少温室气体排放,以减少未来气候变化)正变得越来越普遍,但目前实施的努力是不够的,以避免日益增多的负面的社会、环境和经济后果。减少排放、增加碳吸收、适应气候变化、提高应对不可避免的气候变化影响的能力的行动可以提高公众健康和生活质量,促进经济发展与生态系统保护。