过去40年太湖剧烈的湖泊物理环境变化及其潜在生态环境意义
发布时间：2021-03-05 12:45
过去40年,全球气候变暖、辐射变暗和变亮、风速减弱、气候异常波动等自然环境变化以及筑坝建闸、岸堤硬质化和调水引流等强烈人类活动势必会深刻改变太湖湖泊物理环境和过程,驱动湖泊生态系统演化.基于历史文献、档案数据以及气象水文和透明度等长期观测数据,本文系统梳理了太湖气温、水温、风速、水位和透明度等物理环境空间分布和长期变化特征,探讨了气温和风速、水位和透明度相互协同作用机制及其潜在生态环境意义.受全球变化和城市化等影响,过去40年太湖气温和水温呈现显著升高趋势,而近地面风速则表现为持续下降,湖泊增温和风速下降有利于藻类生长和蓝藻水华漂浮聚集,某种程度上增加了蓝藻水华出现频次和集聚的面积.为防洪和满足流域日益增长的水资源需求,闸坝管控和调水引流使太湖水位呈现缓慢增加趋势,而入湖污染物增加和富营养化则造成水体透明度逐渐下降,致使透明度与水位（水深）的比值明显降低,减少了湖底可利用光强,恶化水下光环境,在一定程度上驱动了太湖水生植被和草型生态系统退化.湖泊物理环境长期变化逐渐拓展了太湖藻型生境空间而压缩了草型生境空间,加剧了草型生态系统向藻型生态系统转化和增强了藻型生态系统的自我长期维持.太湖湖...
【文章来源】：湖泊科学. 2020,32(05)北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
太湖1981、1987、1992和1997年历次采样站点(a)和1992- 2019年长期定位观测站点(b)的空间分布以及气象和水文观测站位置
与此同时，受全球大气停滞和太湖周边城市高大楼群建设影响，太湖地区年平均风速呈现持续下降趋势(图2)．相比较而言，最大风速的下降速度要明显大于平均风速，各自的线性下降斜率分别为每10年0.41m/s和每10年0.27 m/s，过去40年太湖地区年平均风速下降了1.06 m/s，降低了29.6%．相比于平均水温40年内增加11.6%，平均风速的下降更为明显，线性相关的决定系数也更高，表明统计检验更显著、变化趋势更明显(图2).2.2 水位长期变化
长期逐日水位观测显示，过去40年太湖年平均水位呈缓慢增加趋势(图3)，约增加了0.25 m，增加率约为8.7%，但考虑到太湖平均水深只有1.9 m，年平均水位上升了0.25 m已是非常显著，相当于平均水深增加了13.2%．同步观测显示流域长期降水没有显示明显增加趋势，并且年降水量与年平均水位线性相关的决定系数不是非常高(r2=0.17,P<0.01)，但在流域特大洪水年，强降水往往对应高水位，如1999年和2016年，而在极端干旱年并没有出现极端低水位，如2003年和2013年，说明太湖的年平均水位除了受流域降水控制外，很大程度上受人工闸坝管控和调水引流的影响．1986 -2017年太湖出、入湖水量变化分析表明，由于调水引流影响，1990s后期入湖水量突变增加，多年平均年入湖总水量突变后较突变前增加了29.66亿m3[25]．而江苏省水利厅2019年和2020年最新数据表明，2019年10月-2020年1月，太湖实施了跨年度调水引流，常熟枢纽累计引长江水13.6亿m3，望亭立交枢纽入湖6.97亿m3(1).2.3 透明度空间分布和长期变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]1986-2017年太湖出、入湖水量变化分析[J]. 季海萍,吴浩云,吴娟. 湖泊科学. 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]太湖蓝藻水华的扩张与驱动因素[J]. 张民,阳振,史小丽. 湖泊科学. 2019(02)
[4]2005-2017年北部太湖水体叶绿素a和营养盐变化及影响因素[J]. 朱广伟,秦伯强,张运林,许海,朱梦圆,杨宏伟,李宽意,闵屾,沈睿杰,钟春妮. 湖泊科学. 2018(02)
[5]气候变暖对湖泊热力及溶解氧分层影响研究进展[J]. 张运林. 水科学进展. 2015(01)
[6]太湖生态与环境若干问题的研究进展及其展望[J]. 秦伯强. 湖泊科学. 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]太湖水环境面临的主要问题、研究动态与初步进展[J]. 秦伯强. 湖泊科学. 1998(04)
[9]中国湖泊学研究进展[J]. 濮培民,屠清瑛,王苏民. 湖泊科学. 1989(01)
[10]湖泊科学研究三十年与展望[J]. 施成熙. 地理学报. 1979(03)
本文编号：3065223
【文章来源】：湖泊科学. 2020,32(05)北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
太湖1981、1987、1992和1997年历次采样站点(a)和1992- 2019年长期定位观测站点(b)的空间分布以及气象和水文观测站位置
与此同时，受全球大气停滞和太湖周边城市高大楼群建设影响，太湖地区年平均风速呈现持续下降趋势(图2)．相比较而言，最大风速的下降速度要明显大于平均风速，各自的线性下降斜率分别为每10年0.41m/s和每10年0.27 m/s，过去40年太湖地区年平均风速下降了1.06 m/s，降低了29.6%．相比于平均水温40年内增加11.6%，平均风速的下降更为明显，线性相关的决定系数也更高，表明统计检验更显著、变化趋势更明显(图2).2.2 水位长期变化
长期逐日水位观测显示，过去40年太湖年平均水位呈缓慢增加趋势(图3)，约增加了0.25 m，增加率约为8.7%，但考虑到太湖平均水深只有1.9 m，年平均水位上升了0.25 m已是非常显著，相当于平均水深增加了13.2%．同步观测显示流域长期降水没有显示明显增加趋势，并且年降水量与年平均水位线性相关的决定系数不是非常高(r2=0.17,P<0.01)，但在流域特大洪水年，强降水往往对应高水位，如1999年和2016年，而在极端干旱年并没有出现极端低水位，如2003年和2013年，说明太湖的年平均水位除了受流域降水控制外，很大程度上受人工闸坝管控和调水引流的影响．1986 -2017年太湖出、入湖水量变化分析表明，由于调水引流影响，1990s后期入湖水量突变增加，多年平均年入湖总水量突变后较突变前增加了29.66亿m3[25]．而江苏省水利厅2019年和2020年最新数据表明，2019年10月-2020年1月，太湖实施了跨年度调水引流，常熟枢纽累计引长江水13.6亿m3，望亭立交枢纽入湖6.97亿m3(1).2.3 透明度空间分布和长期变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]1986-2017年太湖出、入湖水量变化分析[J]. 季海萍,吴浩云,吴娟. 湖泊科学. 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]太湖蓝藻水华的扩张与驱动因素[J]. 张民,阳振,史小丽. 湖泊科学. 2019(02)
[4]2005-2017年北部太湖水体叶绿素a和营养盐变化及影响因素[J]. 朱广伟,秦伯强,张运林,许海,朱梦圆,杨宏伟,李宽意,闵屾,沈睿杰,钟春妮. 湖泊科学. 2018(02)
[5]气候变暖对湖泊热力及溶解氧分层影响研究进展[J]. 张运林. 水科学进展. 2015(01)
[6]太湖生态与环境若干问题的研究进展及其展望[J]. 秦伯强. 湖泊科学. 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]太湖水环境面临的主要问题、研究动态与初步进展[J]. 秦伯强. 湖泊科学. 1998(04)
[9]中国湖泊学研究进展[J]. 濮培民,屠清瑛,王苏民. 湖泊科学. 1989(01)
[10]湖泊科学研究三十年与展望[J]. 施成熙. 地理学报. 1979(03)
本文编号：3065223
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3065223.html
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