藻源性“湖泛”是指富营养化湖泊藻类大量暴发、积聚和死亡后,在适宜的气象、水文条件下,与底泥中的有机物在缺氧和厌氧条件下产生生化反应引起的一系列诸如湖泊水色发黑、恶臭、极低溶解氧(<2mg/L)及水生生物大量死亡的现象(图1)。“湖泛”对湖泊生态系统结构和功能、水源地饮用水供水安全以及社会经济发展均会造成严重影响,如2007年5月底在无锡市发生的由太湖“湖泛”引起的饮用水供水危机事件,使得无锡市近两百万人饮用水受到威胁,造成数以亿计的经济损失。“湖泛”作为一种危害较大的湖泊生态灾害,其形成与气象水文条件、有机质积累、水质和底质条件等密切关联。
针对典型藻源性“湖泛”事件,围绕“湖泛”形成的藻源基础、底质条件、微生物学机制及其灾害效应,国内外学者开展了大量野外观测和受控实验研究,但对“湖泛”形成的关键水文气象条件阈值和驱动机制仍研究不足,造成无法准确、精细地预测“湖泛”的发生。在国家重大科技专项“太湖“湖泛”与水华灾害应急处置技术研究及工程示范(2012ZX07101-010)”、国家杰出青年科学基金等项目联合资助下,南京地理与湖泊研究所张运林研究小组在太湖藻源性“湖泛”形成的长期气候学背景和短期气象水文条件阈值判别方面取得重要进展。相关成果发表在环境领域重要期刊Science of the Total Environment上(2016, 569–570: 1517–1529)。
基于2009-2014年“湖泛”逐日巡查、历史“湖泛”事件,受控围隔实验、“湖泛”发生时的蓝藻水华遥感监测和短期气温、风速、降水、气压等水文气象参数观测,筛选确定湖泛形成的基本气象水文阈值为:1)较高温度:湖泛发生前5天平均气温基本上都在25°C以上,5天日最低气温平均在20°C以上,5天最高气温平均在30°C以上;2)较低风速:湖泛发生前5天平均风速基本上都在2.6m/s以下,最大风速在6.0m/s以下;3)无降雨或者零星降雨:连续5-7天均为晴朗无降水或者只有零星的降雨;4):较低气压:气压在低压条件下,一般低于1005 hPa;5)水华持续堆积:藻华一般在湖泛发生区域连续堆积5天以上。而诱导“湖泛”消失的气象水文条件为:1)典型降水过程,日降水量在10-20 mm以上;2)明显的强风浪过程,平均风速一般大于3.5m/s;3)明显的降温,湖泛事件结束时平均气温与湖泛发生前5天平均气温相比,其降温幅度一般都在2°C以上。典型的降水过程,强的风浪过程以及明显的降温往往是同时发生,共同作用导致“湖泛”事件的结束。
“湖泛”形成的藻源基础蓝藻水华面积与气温存在显著正相关,与风速和气压存在显著负相关。1964-2014年太湖周边无锡、宜兴、湖州、东山站年平均气温、风速和气压长期变化趋势表明,过去50年太湖地区气温显著上升(增温率:0.31°C/十年),而风速(下降率:0.26 m/s/十年)和气压(下降率:0.16 hPa/十年)则显著下降,长期气候学背景显示其更有利于蓝藻水华发生和“湖泛”形成。适宜“湖泛”发生的气象学指数(日平均气温大于20°C,日平均风速小于2.6m/s,日平均气压低于1005 hPa对应的天数)在过去51年增加18.4天,而首次出现时间则提前了24天(图2)。
图1 太湖“湖泛”发生现场及造成鱼类大量窒息死亡
图2 “湖泛”形成的气象指数长期变化
全文链接:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969716314334
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
太湖藻源性“湖泛”形成的气象水文条件阈值研究取得重要进展_南京地理与湖泊研究所
南京地理与湖泊研究所 免费考研网/2018-05-14
相关话题/气象 水文 过程 观测 基础
关键水文土壤参数空间预测不确定性分析取得进展_南京地理与湖泊研究所
水文土壤性质是水文、生态、环境和农业等研究领域中的重要参数,其空间分布对物质和能量在地球关键带(criticalzone)中迁移转化的机制揭示及过程模拟具有重要意义。由于大规模、高密度的水文土壤性质采样、分析和监测耗时耗力,其空间分布的预测往往依赖传统的空间插值方法,如普通克里格、回归克里格和随机森 ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14长江流域水文干旱研究取得进展_南京地理与湖泊研究所
水文干旱通常是指长期的地表水或地下水收支不平衡所造成的水分短缺现象,它的发生会对区域的农业、生态和社会经济的发展产生重要的影响。相对于其它农业、气象等干旱,水文干旱特征更加复杂,所产生的后果也更为严重。长江流域是我国经济最为发达的地区之一,认识并评估其水文干旱的时空特征,对于深入理解长江流域水循环格 ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14大湖洪泛区水文磁滞现象研究取得进展_南京地理与湖泊研究所
湖泊洪泛区水文过程复杂,其水文非线性特征之一为水位上涨和消退的磁滞现象。张奇等以鄱阳湖及其洪泛区为研究对象,采用具有物理机制的分布式水文水动力模型,研究湖泊-洪泛区系统的水文磁滞现象。发现:湖泊水面面积、湖泊蓄水量与湖泊水位之间的关系存在明显的顺时针磁滞特征(除了最南部局部湖区表现出逆时针磁滞现象) ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14鄱阳湖的复杂水文节律研究取得新进展_南京地理与湖泊研究所
鄱阳湖是我国第一大淡水湖,同时也是国际重要湿地,夏季高水似湖,冬季低水似河,具有独特的水位波动和水面变化过程,在涵养水源、调蓄水量、维持生物多样性等方面发挥着重要作用。受流域“五河”来水及长江顶托作用的复合影响,不同时期鄱阳湖的水域分布差异显著,尤其是近十年来干旱频发,湖泊水域的时空分布更趋复杂。因 ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14水文土壤过程对面源氮素流失影响机制研究取得进展_南京地理与湖泊研究所
水文土壤过程,如土壤水分时空分布、下渗、干湿交替和壤中流等是氮素迁移转化的主要驱动力之一,也是面源氮素流失的主要调控因素。然而,在现阶段的研究中,该方面的研究尚比较缺乏。在国家自然科学重点、面上基金和所“一三五”重点课题的资助下,南京地理与湖泊研究所朱青研究员课题组开展了相关研究,并取得一系列进展。 ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14我所基础研究持续发力,多学科获ESI高度评价_南京地理与湖泊研究所
日前,WebofScience(SCIE/SSCI)发布了中国科学院院属机构ESI1%学科最新表现。我所“地质科学”、“动植物科学”、“环境与生态学”和“工程学”等4个学科获得较高评价,进入全球前1%,与中科院其它9个研究所位列“拥有4个及以上ESI前1%学科的中科院院属机构”榜单。 ESI(Es ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14我所段洪涛研究员当选国际对地观测领域著名杂志编委_南京地理与湖泊研究所
近日,国际对地观测领域著名杂志InternationalJournalofAppliedEarthObservationandGeoinformation(IJAEOG)公布了新当选的编委会成员,我所段洪涛研究员担任编委。该期刊主要发表地球观测及其应用于自然资源和环境清查和管理的原始论文。目前该刊影 ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14天目湖流域生态观测研究站正式揭牌_南京地理与湖泊研究所
2017年12月22日,由中国科学院南京地理与湖泊研究所和溧阳市政府共建的天目湖流域生态观测研究站(简称天目湖站)正式挂牌成立,中科院南京分院院长杨桂山,中科院南京地理与湖泊研究所所长沈吉,党委书记谷孝鸿,副所长段学军,溧阳市人大常委会副主任夏国浩,溧阳市副市长曹俊,市政府办公室副主任高洁,溧阳市环 ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14水利部长江委水文局生态学培训班在抚仙湖站顺利举办_南京地理与湖泊研究所
2017年12月18日-24日,长江水利委员会水文局水生态学培训班在抚仙湖高原深水湖泊研究站顺利举行。参与本次培训班的20余位学员,分别来自水文局下属的上游局、中游局、下游局、三峡局、荆江局、汉江局和长江口局。本次培训班由陈非洲研究员主持,我所陈宇炜研究员、陈非洲研究员、李芸助研和中科院昆明动物研究 ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14科技部基础性工作专项“中国湖泊沉积物底质调查”2017年度工作会议顺利召开_南京地理与湖泊研究所
为了有效推进和把握调查的开展,“中国湖泊沉积物底质调查”项目组成员于2017年12月14-15日在南京召开了2017年度项目工作会议,包括专家组在内的核心成员及研究生共15人参加。 会议上,项目首席科学家张恩楼研究员及项目核心成员分别就项目预期目标和取得主要工作进展进行了汇报,与会专家从不同角度对 ...南京地理与湖泊研究所 南京地理与湖泊研究所 免费考研网 2018-05-14