《研究进展----中国科学院南京地理与湖泊研究所》

  • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: lifs
  • 发布时间:2020-03-05
  •  洪泛区作为全球备受关注的研究客体,具有结构整体性、时空异质性、系统开放性、作用复杂性和生态脆弱性等多重特点,洪泛区的水量动态平衡和水文连通性实际上是水循环研究的重要组成部分,成为影响洪泛区水文过程及其生态环境反馈的重要机制,具有极为重要的现实意义。     在中国科学院战略性先导 A 美丽中国专项与中国科学院青年创新促进会项目的资助下,李云良副研究员、张奇研究员等主要利用洪泛二维水动力学数值模型,分析了鄱阳湖水量平衡关系和地表水文连通性的季节性变化,并解析了洪水脉冲作用下的洪泛区水动力行为特征以及水质响应,服务于洪泛区水资源调配和生态保护等研究。   研究定量了鄱阳湖水量平衡组分的相对贡献率,发现周边地表河流和地下水系统是湖泊水量变化的主要贡献者,且主湖、洪泛区水量变化与水文连通性之间存在着密切联系。此外,洪泛区碟形湖群对鄱阳湖洪水的缓冲作用有限(横向水文连通),但对枯水期湖水位有明显调节作用。湖泊主河道和洪泛区的地形地貌变化,均影响了湖泊的低枯水位,对洪水期水动力影响却极为有限。尽管沿着主河道的纵向水文连通性比横向连通性的路径长,但横向连通性表现出更加迅速和敏感的变化。横向水文连通性在主湖 - 洪泛区相互作用方面起主导作用,表征为湖泊水质等生态环境指标的动态变化及空间差异性。

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    • 编译者:徐慧芳
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    • Nanjing Institute of geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences (NIGLAS), formerly Geographic Institute of China, was founded in 1940. The institute is a unique research organization for comprehensive limnological research in China, and has conducted the overall investigations and researches of lakes all over China. There are five research departments in the institute, The institute offers programs leading to master degree, postdoctoral degree, doctor degree. This site offers information of the institute, it's education and scientific research, publications, research groups and projects, and related links.
  • 《水深决定命运:湖泊中氮磷的角色扮演研究进展----中国科学院南京地理与湖泊研究所》

    • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:lifs
    • 发布时间:2020-03-18
    • TOC: 湖泊内氮磷地球化学循环过程在浅水湖泊(左)和深水湖泊(右)中的示意图。在浅水湖泊中,湖体处于混合状态,氮损失(反硝化作用)加强,磷损失(沉积作用)减弱,且水动力扰动促进沉积物中磷的释放,最终导致氮磷比下降,往往表现为氮限制。然而,在深水湖泊中,一般只有湖泊混合层处于活跃状态,氮的损失降低,磷的沉降去除效率提高,导致氮磷比升高,主要表现为磷限制。 富营养化与蓝藻水华控制究竟是控磷还是氮磷双控,一直是国际湖沼学界长期争而未决的问题,如 Science 杂志在 2009 年开辟专栏讨论( Science , 323(2009):1014-1015 ; 324(2009): 721-725 )。目前,富营养化控制策略主要基于小水体的营养盐添加模拟外源输入实验,但忽略了营养盐在湖泊内的生物地球化学循环过程。总结和分析全球湖泊治理案例发现,磷( P )控制成功修复水体富营养化主要是在深水湖泊,如 Geneva 和 Zurich 湖(瑞士)、 Lago Maggiore 湖(意大利) 、Constance 湖( 德国、瑞士和奥地利);氮和磷双控主要成功应用于浅水湖泊,如五里湖、 Albufera 湖 ( 西班牙 ) 、 Tampa 湾和 Tohopekaliga 湖(美国)。这些事实表明,湖泊的形态特征,如水深,可能在湖泊营养盐循环和富营养化中发挥着重要作用。在国家自然科学基金创新研究群体项目和重大项目的资助下,秦伯强团队通过收集整理全球湖泊形态与营养状况数据,揭示了水深对湖泊内氮磷营养盐迁移转化过程的影响,澄清了关于氮磷控制策略的长期争论,为解决湖库富营养化提供了解决方案。相关成果近期发表在环境领域国际著名期刊 Environmental Science & Technology 上。 (本研究中湖泊的分布图。蓝色代表深水湖泊,红色代表过渡型湖泊,绿色代表浅水湖泊) 本研究从已发表的论文和湖泊数据库中,收集整理了全球 573 个湖泊的形态与营养状况数据。 通过比较湖泊混合层深度( epilimnion )与平均和最大水深,将湖泊分为浅水湖泊(混合深度 > 最大深度)、深水湖泊(混合深度 < 平均深度)和过渡型湖泊(平均深度≤混合深度≤最大深度)。此外,以 TN:TP 比值(质量比)作为湖泊氮磷限制指标,当 N:P < 9 时为氮限制,当 9 ≤ N:P < 22.6 时为氮磷双限制,当 N:P ≥ 22.6 时为磷限制。 (总氮( TN , A )、总磷( TP , B )和叶绿素( Chl a , C )随湖泊最大水深的分布。 TN 、 TP 和 Chl a 的浓度均随湖泊最大深度的增加而降低( p < 0.01 ),表明富营养化和藻类水华主要发生在浅水湖泊)   研究发现, TN 、 TP 和 Chl a 随着湖泊水深的增加和迅速降低 , 富营养化和蓝藻水华在最大水深小于 20 m 的湖泊中较为常见,结果表明浅水湖泊相较于深水湖泊更易富营养化和暴发蓝藻水华。此外,基于氮磷比, 38.7% 的湖泊表现为氮限制, 94.4% 的湖泊表现为磷限制 。磷限制在浅水、过渡型和深水湖泊中分别为 87% 、 97.5% 和 91.9% ,而氮限制分别为 66.2% 、 35.4% 和 33.2% ,表明虽然磷限制在湖泊中普遍存在,但浅水湖泊中更易出现氮限制。随着湖泊营养水平的提高,氮限制出现的可能性增加,而磷限制则降低,且在富营养化湖泊中主要表现为氮和磷双限制。 (本研究中氮限制、磷限制及氮磷双限制分别在浅水、深水和过渡型及不同营养水平湖泊中的数量和百分比) 研究结果表明,磷控制虽然可以减轻大多数湖泊的富营养化,但是在富营养化湖泊中,尤其是在浅水湖泊(或海湾)中,可能需要氮和磷双控才能有效控制富营养化和藻类水华。 因此,湖泊富营养化控制需要根据湖泊的水深和水体混合特性采取不同的控制策略。本研究强调了湖泊形态特征在营养盐生物地球化学过程中的重要性,有助于解释为什么在浅水富营养化湖泊中富营养化治理效果不佳,以及为什么磷控制策略在深水湖泊中更为有效。本研究发现湖泊内氮磷营养盐的生物地球化学循环过程取决于湖泊形态特征,有助于澄清国际学界关于氮与磷在限制湖泊生产力中相对重要性的长期争论,为湖泊治理精准施策提供理论指导。 引用:   Qin, B.; Zhou J.; Elser, J. J.; Gardner, W. S.; Deng, J.; Brookes, J. D. Water Depth Underpins the Relative Roles and Fates of Nitrogen and Phosphorus in Lakes. Environ. Sci. Technol. 2020 , https://doi.org/10.1021/acs.est.9b05858 全文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b05858?from=timeline