溶解有机质N/C比值的分布格局及其对湖泊增温和营养富集的响应

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作者 陈铭 胡盎 +1 位作者 韩磊 王建军 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期97-111,共15页

溶解有机质(DOM)是水生生态系统的重要能量和营养源,其N/C等元素化学计量学能够反映湖泊沉积物营养物质来源,相关研究有助于揭示全球变暖和水体富营养化的影响机制。本研究聚焦高分辨率质谱技术所获DOM的N/C比值,通过Meta分析从宏观角... 溶解有机质(DOM)是水生生态系统的重要能量和营养源,其N/C等元素化学计量学能够反映湖泊沉积物营养物质来源,相关研究有助于揭示全球变暖和水体富营养化的影响机制。本研究聚焦高分辨率质谱技术所获DOM的N/C比值,通过Meta分析从宏观角度考察全球湖泊、河流、海洋和泥炭地等多生境N/C比值的全球分布情况。结果表明,河流水体、沉积物和污水等生境的N/C均值(分别为0.050±0.062、0.050±0.014和0.083±0.084)均显著高于泥炭地(0.026±0.037);水体N/C比值主要受海拔(即温度)、pH、氨氮和溶解有机碳等显著影响,而泥炭地等陆地N/C比值主要受pH、总溶解有机氮和溶解有机碳的影响。进一步,依托云南老君山海拔梯度开展模拟温度变化和营养富集的微宇宙实验定量解析其影响机制,并根据沉积物DOM分子转换数将总分子划分为高活性和低活性两类,探究总分子及其两类组分的N/C比值对温度和营养富集的响应规律。溶解有机质N/C均值为0.112±0.020,其中高活性分子(0.119±0.017)显著高于低活性分子(0.109±0.034)。总分子N/C比值主要受亚硝酸盐和硝酸盐等营养盐的影响,相对总贡献率为63.43%;高活性分子N/C比值主要受营养盐和能量供应(比如溶解有机碳、总有机碳和叶绿素a等)的影响,而低活性分子N/C比值主要受营养盐的影响。结构方程模型分析表明,营养富集对总分子N/C比值的影响高于温度,主要通过能量供应和营养盐的间接作用而产生影响;对于高活性分子,营养盐主要通过能量供应的间接作用影响N/C比值;而对于低活性分子,主要通过营养盐发挥直接作用。本研究结果首次探讨了全球不同生境N/C比值的分布格局,揭示了沉积物溶解有机质N/C比值对全球变暖和营养富集的响应规律和机制,为更好理解和预测未来全球变化背景下溶解有机碳稳定性提供科学参考。 展开更多

关键词 溶解有机质 氮碳比 湖泊 沉积物 全球变暖 富营养化

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寒旱区典型湖泊内源磷库容量及迁移动力学特征

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作者 王少林 李玉刚 +7 位作者 郭心月 韩超 张雷 王兆德 刘成 申秋实 Odsuren Batdelger Narangerel Serdyanjiv 《中国环境科学》 北大核心 2025年第6期3235-3244,共10页

以5个典型寒旱区湖泊为对象,基于磷形态分级、薄膜梯度扩散(DGT)、DGT诱导的土壤通量的动态数值模型(DIFS)等方法分析沉积物磷库容量水平和磷迁移动力学特征,进一步使用结构方程模型厘清寒旱区湖泊内源磷库容量及迁移动力学的关键驱动因... 以5个典型寒旱区湖泊为对象,基于磷形态分级、薄膜梯度扩散(DGT)、DGT诱导的土壤通量的动态数值模型(DIFS)等方法分析沉积物磷库容量水平和磷迁移动力学特征,进一步使用结构方程模型厘清寒旱区湖泊内源磷库容量及迁移动力学的关键驱动因子.结果表明,5湖的水体总磷(TP_(w))、总氮(TN_(w))、氮磷比(TN_(w)/TP_(w))均值为(0.81±1.31)mg/L、(3.40±1.87)mg/L、(26.13±22.75),均为磷限制性湖泊.5湖沉积物TPs的平均含量为(763.48±563.70)mg/kg,钙形态磷(Ca-P)占沉积物中TPs的51.09%,沉积物综合污染指数(FF)整体处于重度污染程度.生物有效磷(BAP)、溶解性活性磷(CDGT-P)、分配系数(Kd)均值为(193.54±55.94)mg/kg、(0.19±0.14)mg/L、(11.34±9.29)cm^(3)/g,三者评估的磷库容量均低于东部平原湖区湖泊,表明寒旱区湖泊磷库容量较低.5湖的DIFS模型参数反应时间(Tc)范围为0.004~74170.00s,低于东部平原湖区湖泊,表明寒旱区磷迁移动力较低,补给到水体中的速率相对较慢.偏最小二乘路径建模(PLS-PM)分析表明,影响寒旱区5湖磷库容量的主要因素是沉积物性质(0.64,P<0.05).影响磷迁移动力学的主要因素(0.95,P<0.05)是5湖水体的环境因子,受湖泊营养状态与浮游植物影响较小. 展开更多

关键词 磷库 磷迁移动力学 寒旱区湖泊 结构方程模型 DIFS模型

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大型浅水湖泊近岸湿地带建设技术——以常州市长荡湖为例

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作者 陈寿岭 秦灏 +3 位作者 苗润 孙文 陈童尧 朱金格 《人民长江》 北大核心 2025年第S1期116-120,共5页

大型浅水湖泊近岸湿地带水生植被存活及分布与风浪强度密切相关。长荡湖是太湖流域典型的大型浅水湖泊,西部近岸湿地带建设采用了生态潜堤、导流槽、流泥捕获槽等技术,以优化湖体流场结构、减少风浪的侵蚀、沉降水体中的悬浮物。采用三... 大型浅水湖泊近岸湿地带水生植被存活及分布与风浪强度密切相关。长荡湖是太湖流域典型的大型浅水湖泊,西部近岸湿地带建设采用了生态潜堤、导流槽、流泥捕获槽等技术,以优化湖体流场结构、减少风浪的侵蚀、沉降水体中的悬浮物。采用三维水动力模型对建设效果进行模拟评估。结果表明:长荡湖经过采取以上技术综合治理后,水质较差的西部河流河水入湖后将由直接整体向东部流动,改变为先沿导流槽和潜堤向南流动,并且河口附近水体整体呈现迂回循复的特征,水体流程得到增加,延长了水体滞留时间,为水生植被的恢复提供了良好的物理生境。无人机和样点监测结果表明:工程2019年完工后国控断面长荡湖湖心总磷总氮均出现明显下降,2023年水生植被物种数量及湖心区生物量分别是2019年工程实施前的3倍与5倍,生态环境得到系统提升。长荡湖近岸湿地带地形重塑成功经验可为太湖及长江流域大型浅水湖泊湖滨生态缓冲带建设提供借鉴。 展开更多

关键词 近岸湿地带 生态潜堤 导流槽 流泥捕获槽 地形重塑 大型浅水湖泊 长荡湖

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基于层次分析法的鄱阳湖流域地下水潜力分区研究

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作者 杨美 李云良 +2 位作者 邢子康 储小东 陈静 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期19-28,39,共11页

地下水是极端干旱气候条件下的重要隐藏水源和水资源储备,近年来鄱阳湖流域极端干旱事件频发,为了从空间上探明鄱阳湖流域地下水潜力,结合地理信息系统和层次分析法,识别和绘制鄱阳湖流域地下水潜力区域。选取含水层岩性、地貌、土壤类... 地下水是极端干旱气候条件下的重要隐藏水源和水资源储备,近年来鄱阳湖流域极端干旱事件频发,为了从空间上探明鄱阳湖流域地下水潜力,结合地理信息系统和层次分析法,识别和绘制鄱阳湖流域地下水潜力区域。选取含水层岩性、地貌、土壤类型、土地利用/覆盖、河网密度、曲率、粗糙度、地形湿度指数、地形位置指数、年降水量、坡度共计11个影响因素作为衡量地下水潜力的指标。结果表明:含水层岩性、地貌、土壤类型和土地利用/覆盖对地下水潜力影响权重合计达0.5;鄱阳湖流域地下水潜力非常好、较好、中等、较差和非常差的区域面积分别占12.1%、26.0%、34.2%、18.7%和9.0%,地下水潜力较好和非常好的区域主要分布在鄱阳湖区洲滩以及河流周边漫滩。验证结果显示,ROC曲线的I_(AUC)值为0.755,即预测结果良好,所得地下水潜力分区结果可靠。研究结果明晰了鄱阳湖集水区的整体地下水潜力,可为干旱时期地下水源地选择及地下水资源管理调控提供科学参考,进一步丰富了鄱阳湖流域地下水研究的理论框架与实践应用。 展开更多

关键词 地下水潜力分区 层次分析法 极端干旱 地理信息系统 鄱阳湖流域

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南水北调东线沿线湖泊生态环境面临的挑战与保护对策 被引量：2

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作者 张运林 蔡永久 +7 位作者 彭凯 龚志军 罗菊花 周永强 魏佳豪 贺诗文 李娜 薛滨 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1289-1302,共14页

南水北调东线工程横跨长江、淮河、黄河和海河四大流域,通过京杭大运河和输水渠道自南向北连通了高邮湖、洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖和北大港水库等湖泊和水库,向黄淮海平原东部、胶东地区以及津冀地区提供生产生活生态用水。沿线... 南水北调东线工程横跨长江、淮河、黄河和海河四大流域,通过京杭大运河和输水渠道自南向北连通了高邮湖、洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖和北大港水库等湖泊和水库,向黄淮海平原东部、胶东地区以及津冀地区提供生产生活生态用水。沿线调蓄湖泊是南水北调东线工程的关键节点和调蓄池,是改善输水水质的净化器和重要“绿肾”,对保障输供水安全至关重要。近年来,在生态文明建设和打好碧水保卫战的大背景下,南水北调东线沿线调蓄湖泊治理保护取得明显成效,水环境质量总体上呈改善趋势,但在快速气候变化和高强度人类活动的双重影响下,沿线湖泊流域水污染防控、水环境治理和水生态保护修复仍面临严峻挑战。本文从水量调蓄与水质净化、饮用水安全保障、农业灌溉与粮食安全、生物多样性保护、航运与大运河水文化等方面系统阐述了南水北调东线沿线湖泊的主要生态服务功能,深入剖析了水质超标风险、湖泊富营养化、藻类水华暴发以及草型生态系统退化等生态环境问题,提出了水环境质量持续改善以及水生态系统完整性、稳定性和持续性稳步提升的保护策略,助力南水北调东线水安全保障国家战略。 展开更多

关键词 湖泊调蓄 富营养化 藻类水华 饮用水安全 策略与对策

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长江中下游湖泊沉积物厌氧铁氨氧化过程及脱氮贡献 被引量：1

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作者 赖安兴 王洪伟 +5 位作者 谢珂 顾于 李化炳 王丽娜 李彪 吴庆龙 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1743-1756,共14页

湖泊氮素污染问题严重,水体富营养化程度正在日益加剧。湖泊沉积物中传统脱氮过程的研究主要关注反硝化和厌氧氨氧化过程,而厌氧铁氨氧化过程(feammox)的发现更新了人们对于氮素转换途径的认识,也使得湖泊沉积物中各个脱氮途径的贡献至... 湖泊氮素污染问题严重,水体富营养化程度正在日益加剧。湖泊沉积物中传统脱氮过程的研究主要关注反硝化和厌氧氨氧化过程,而厌氧铁氨氧化过程(feammox)的发现更新了人们对于氮素转换途径的认识,也使得湖泊沉积物中各个脱氮途径的贡献至今尚不明确。本研究通过15 N稳定同位素示踪技术定量了长江中下游18个湖泊沉积物反硝化、厌氧氨氧化和厌氧铁氨氧化过程的速率,计算了各个过程的脱氮贡献。结果显示,冬季反硝化、厌氧氨氧化和厌氧铁氨氧化的平均速率分别为(2.38±0.80)、(0.06±0.04)和(0.015±0.025)mg/(kg·d),平均脱氮贡献分别为96.5%±2.4%、2.7%±2.0%和0.8%±1.4%;夏季反硝化、厌氧氨氧化和厌氧铁氨氧化的平均脱氮速率分别为(2.54±1.04)、(0.12±0.06)和(0.005±0.005)mg/(kg·d),平均脱氮贡献分别为95.0%±3.4%、4.8%±3.2%和0.2%±0.3%。尽管厌氧铁氨氧化过程对于总体氮素脱除的贡献较为有限,但对NH_(4)^(+)的脱除贡献值得关注,其NH_(4)^(+)脱除贡献率在冬季和夏季分别为15.5%±23.4%和13.4%±22.4%。在冬季的洪湖、西凉湖和斧头湖以及夏季的鄱阳湖中厌氧铁氨氧化的NH_(4)^(+)脱除贡献率甚至高于厌氧氨氧化,表明厌氧铁氨氧化过程在沉积物NH_(4)^(+)脱除中的作用不容忽视。多元统计分析结果表明,pH、硝态氮、总有机碳和总无机碳可能是厌氧铁氨氧化过程的主要影响因素。本研究丰富了湖泊生态系统氮循环路径的认识,明确了湖泊生态系统氮素的转化过程和环境归趋,为湖泊生态系统氮素管理与水体富营养化治理提供了重要的理论支撑。 展开更多

关键词 反硝化 厌氧氨氧化 厌氧铁氨氧化 同位素示踪技术 脱氮贡献 长江中下游湖泊

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浅水湖泊冬季温室气体浓度与通量的变化特征及影响因素 被引量：1

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作者 陈曦 程俊翔 +2 位作者 徐力刚 徐宪根 丁竹红 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2478-2489,共12页

内陆水体是大气二氧化碳(CO_(2))、甲烷(CH_(4))、氧化亚氮(N_(2)O)的重要自然排放源。为研究浅水湖泊温室气体溶存浓度及排放通量,以太湖流域上游浅水湖泊-长荡湖为例,在冬季(2022年1-2月)利用顶空平衡-气相色谱法对其表层水体温室气... 内陆水体是大气二氧化碳(CO_(2))、甲烷(CH_(4))、氧化亚氮(N_(2)O)的重要自然排放源。为研究浅水湖泊温室气体溶存浓度及排放通量,以太湖流域上游浅水湖泊-长荡湖为例,在冬季(2022年1-2月)利用顶空平衡-气相色谱法对其表层水体温室气体溶存浓度及排放通量进行测定,综合采用方差分析、多元逐步回归分析等方法探究了长荡湖湖区及主要出入湖河口区温室气体溶存浓度与排放通量的空间分布特征及主要影响因素。结果表明:①长荡湖冬季CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O平均溶存浓度分别为(40.49±14.18)μmol/L、(0.86±1.92)μmol/L和(18.43±8.44)nmol/L,平均排放通量分别为(49.99±69.49)μmol/(m^(2)·h)、(1.28±2.64)μmol/(m^(2)·h)和(12.01±14.37)nmol/(m^(2)·h)。②在空间分布上,湖区CO_(2)排放通量高于出入湖河口区,湖区CH_(4)、N_(2)O溶存浓度和排放通量均显著低于出入湖河口区。③CO_(2)排放主要受水温、电导率(EC)以及TN、TP和Chla浓度的影响,CH_(4)排放主要受pH、高锰酸盐指数(CODMn)、EC和DO浓度的影响,N_(2)O排放主要受pH以及DO、TN和TP浓度的影响。④长荡湖冬季CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O累积排放通量分别为47.51、0.44和0.01 kg/hm^(2),结合水域面积估算得出温室气体排放总量为545.57 t(以CO_(2)当量计)。研究显示,长荡湖冬季温室气体排放呈现较明显的空间异质性,并受到不同区域水环境条件、外源营养输入及人类活动的共同影响。本研究强调了浅水湖泊冬季温室气体排放在内陆水体温室气体收支中的重要性,可为全球和区域湖泊温室气体排放精确估算提供重要支撑。 展开更多

关键词 浅水湖泊 温室气体 溶存浓度 水-气界面 排放通量 影响因子

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连续分箱模型在湖泊水环境容量计算中的应用

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作者 罗婧 胡维平 +4 位作者 彭兆亮 刘刚 李茂兵 郭西亚 王艳平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6373-6386,共14页

基于连续分箱均匀混合水质模型,建立了浅水湖泊分区水环境容量计算方法,结合确定性和不确定性对计算结果进行了分析.利用多年气象水文数据,对巢湖进行了多年分区水环境容量计算和各区结果相容性修正.基于水环境容量与入湖污染物通量、... 基于连续分箱均匀混合水质模型,建立了浅水湖泊分区水环境容量计算方法,结合确定性和不确定性对计算结果进行了分析.利用多年气象水文数据,对巢湖进行了多年分区水环境容量计算和各区结果相容性修正.基于水环境容量与入湖污染物通量、水质目标与湖区水质协调性,通过统计各水环境容量序列取值范围和平均值得到巢湖不同水情和水质目标的分区水环境容量.结果表明:巢湖总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数年均综合降解系数分别为2.99,1.94,10.86,0.36a^(-1);不同水情和水质目标下巢湖水环境容量存在显著差异,不同水情年随着湖泊水量的减少,水环境容量会减小,而水质目标定得越严,相应水环境容量会变小;本文方法可较好地确定浅水湖泊不同水情不同水质目标的年水环境容量,能快捷有效地为湖泊污染物总量控制提供依据. 展开更多

关键词 水环境容量 连续分箱模型 协调性分析 巢湖

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区域治理演变下的都市圈建设形态与功能特征研究

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作者 王海月 王磊 +2 位作者 陈江生 杨柳青 林耀奔 《热带地理》 北大核心 2025年第5期890-902,共13页

都市圈建设作为区域治理承上启下的重要一环,各时期治理主体、结构及效应有显著差异,需要在区域治理演变过程中探讨其治理形态和功能建设特征。文章基于空间治理权力架构与资源要素配置方式及其尺度特征等分析视角,将区域治理划分为以... 都市圈建设作为区域治理承上启下的重要一环,各时期治理主体、结构及效应有显著差异,需要在区域治理演变过程中探讨其治理形态和功能建设特征。文章基于空间治理权力架构与资源要素配置方式及其尺度特征等分析视角,将区域治理划分为以开发区建设为主的区域经济增长带动(1978—1993年)、以行政区划调整为主的区域资源调配(1994—2000年)、以园区新区建设为主的区域统筹发展(2001—2015年)、以城市群和都市圈建设为主的多层级综合区域治理(2016年至今)4个阶段。新时期,都市圈建设延续了历史时期区域治理模式,不同发展阶段下区域治理形态的差异性影响了都市圈功能建设与发展导向。如多层级治理主导下南京都市圈呈现多维度合作共建,科层制治理主导下成都都市圈倾向于基础设施和生态文明建设,以及园区管委会主导下福州都市圈倾向于产业园区合作。 展开更多

关键词 都市圈 区域治理 尺度重构 多层级治理 区域治理模式

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精明增长视角下乡村复合生态系统优化研究综述

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作者 刘崇刚 孙伟 张落成 《生态科学》 北大核心 2025年第1期278-287,共10页

乡村具有重要的生态屏障、农业生产和文化传承等多功能性,是中国社会稳定的压舱石。快速城镇化背景下,乡村经济社会发展和资源环境状况产生了翻天覆地的变化,对乡村可持续发展带来了极大挑战。因此,加强乡村社会—经济—自然复合生态系... 乡村具有重要的生态屏障、农业生产和文化传承等多功能性,是中国社会稳定的压舱石。快速城镇化背景下,乡村经济社会发展和资源环境状况产生了翻天覆地的变化,对乡村可持续发展带来了极大挑战。因此,加强乡村社会—经济—自然复合生态系统研究并提出优化路径,对于乡村振兴发展意义重大。文章从乡村复合生态系统和乡村精明增长的内涵出发,分析了快速城镇化背景下乡村复合生态系统面临的主要问题,并借鉴乡村精明增长理念,从“理论借鉴、过程分解、目标展望”等方面提出乡村复合生态系统优化路径及研究展望。研究发现,作为控制建设用地无序蔓延、服务乡村经济发展、促进城乡协调和人居环境品质提升,以达到土地高效利用的发展模式,精明增长理念可以从生态宜居、空间优化、产业兴旺和社区参与等不同方面为乡村复合生态系统优化提供重要理论支撑。据此从经济生产、社会生活和自然生态三方面提出乡村复合生态系统优化路径,包括从发展基础、产业体系和产业支撑三方面提出乡村经济生产质效提升路径,从公共服务、环境质量和乡贤文化三方面提出乡村社会生活质量提升路径,从权衡内容、权衡要点和权衡支撑三方面提出乡村生态系统服务权衡路径。未来关于乡村复合生态系统研究中,应更多关注乡村多要素耦合协调模式和机理、复合生态系统优化决策模型构建、多元利益主体的复杂关系权衡等方面。研究有助于深化对乡村复合生态系统治理路径的认知,为乡村振兴和践行生态文明思想提供一定参考。 展开更多

关键词 快速城镇化 乡村复合生态系统 精明增长 乡村振兴 可持续发展

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基于CMIP6的降水和气温两种降尺度模型研究——以黄河兰州以上为例

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作者 孙小茜 王兴平 +3 位作者 赵阳 张译尹 邢子康 鞠琴 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第4期33-44,共12页

获取高分辨率气温和降水数据是流域气候变化及洪旱灾害风险评估的关键基础工作。基于黄河兰州以上流域16个气象站实测气温、降水资料及NCEP再分析数据,筛选最优网格及大气环流因子,建立统计降尺度模型(Statistical Downscaling Model,SD... 获取高分辨率气温和降水数据是流域气候变化及洪旱灾害风险评估的关键基础工作。基于黄河兰州以上流域16个气象站实测气温、降水资料及NCEP再分析数据,筛选最优网格及大气环流因子,建立统计降尺度模型(Statistical Downscaling Model,SDSM)及随机森林(Random Forest,RF)降尺度模型,并利用站点实测数据进行精度评估。在此基础上,选用CMIP6中MRI-ESM2-0气候模式的优选大气环流因子进一步验证两种降尺度模型结果的可靠性。结果表明:(1)率定期(1971—2004年),基于筛选的NCEP再分析数据构建降尺度模型,随机森林模型优于SDSM模型,模拟日均气温纳什效率系数达到0.97,降水模拟在月尺度上纳什效率系数超过0.64。(2)验证期(2005—2014年)采用MRI-ESM2-0模式的优选大气环流因子,相对于SDSM模型,随机森林模型气温降尺度的绝对误差E_(A)≤0.5℃占比提升4.3%,E_(A)≥1.0℃占比降低9.1%,月降水量模拟E_(A)≤2.0 mm比例提升6.7%,E_(A)≥10.0 mm比例降低15.8%,且在降水充沛及稀少月份表现均优于SDSM模型。(3)总体而言,两种降尺度模型在黄河兰州以上流域具有一定的适用性,日气温模拟效果优于降水,随机森林模型模拟精度相对更高。研究结果可为统计降尺度方法在区域上的选择和未来气候变化研究提供参考。 展开更多

关键词 降尺度 CMIP6气候模式 SDSM模型 随机森林模型 黄河兰州以上

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滇中城市群生态系统服务与人类福祉时空耦合及影响因素研究

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作者 武燕 吴映梅 +3 位作者 高彬嫔 李琛 郑可君 王梦娇 《地域研究与开发》 北大核心 2025年第3期135-145,174,共12页

以滇中城市群为例,采用耦合协调度模型、趋势面阐明生态系统服务价值和人类福祉的耦合关系特征。以全局和局部综合视角,基于最优参数地理探测器以及地理时空加权回归模型,分析驱动因素对耦合协调度影响的时空异质性。结果表明:(1)2010—... 以滇中城市群为例,采用耦合协调度模型、趋势面阐明生态系统服务价值和人类福祉的耦合关系特征。以全局和局部综合视角,基于最优参数地理探测器以及地理时空加权回归模型,分析驱动因素对耦合协调度影响的时空异质性。结果表明:(1)2010—2020年,滇中城市群生态系统服务价值先减后增,大部分地区人类福祉不同程度提升,但仍处于较低水平;(2)各地区生态系统服务与人类福祉耦合协调度空间差异明显,但总体向协调发展,耦合协调类型由中心向四周呈现“失调衰退—濒临失调—勉强协调—协调发展”的圈层结构特征,“北高南低—东高西低”的“U”型曲线趋势面特征显著;(3)距水域距离成为影响城市群耦合协调度的主导因素,且回归系数为正向影响,人口密度、人类活动强度以及路网密度呈负向影响。 展开更多

关键词 生态系统服务 人类福祉 耦合协调 影响因素 滇中城市群

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太湖流域平原农业区典型圩塘浮游植物群落特征及其影响因子

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作者 季雨来 吴召仕 +4 位作者 张京 刘鹏 裴鹏娜 张帅 黄佳聪 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1380-1391,I0005,共13页

浮游植物是淡水生态系统的重要初级生产者,具有生长周期短、对环境变化敏感等特征,可很好地指示水生态环境状态,而现有研究主要集中于河流湖库等大水面水域,对小微水体关注较少。本研究选择太湖流域平原农业区的典型圩塘,开展浮游植物... 浮游植物是淡水生态系统的重要初级生产者,具有生长周期短、对环境变化敏感等特征,可很好地指示水生态环境状态,而现有研究主要集中于河流湖库等大水面水域,对小微水体关注较少。本研究选择太湖流域平原农业区的典型圩塘,开展浮游植物与气象、水文、营养等相关环境因子的周年(2022年1-12月)动态变化监测,分析浮游植物群落的季节变化规律,构建浮游植物与环境因子之间的结构方程模型,解析浮游植物对环境因子的响应规律,并比较其与河流湖库等大水面水域浮游植物群落影响因子的差异。研究结果表明:1)圩塘共检测出浮游植物7门55属73种,裸藻在生物量上占据优势,与常见的蓝藻门、裸藻门占优势的河流湖库存在差异;2)浮游植物可归纳为22个功能群,其中优势功能群4个(P、J、W1和W2),表明圩塘生境具有富营养化、浑浊、混合作用强烈等特征,Q指数计算结果为0.63≤Q≤2.38,与水质监测结果(V类,年均总磷为0.16 mg/L,总氮为1.73 mg/L)总体一致;3)浮游植物群落多样性变化主要受温度控制,而浮游植物功能群变化主要受水深控制,与大水面水体不同,圩塘浮游植物受营养影响较小。本研究有利于深化认识平原农业区典型圩塘的浮游植物动态变化规律,为提升平原农业区小微水体生态健康提供理论支撑。 展开更多

关键词 浮游植物 氮磷 多样性 功能群 结构方程模型

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滆湖重建沉水植物生境对抑制沉积物再悬浮的模拟研究

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作者 龚然 胡梅 +2 位作者 续衍雪 徐力刚 蒋名亮 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1403-1411,I0010-I0013,共13页

滆湖自1990s以来水生态环境变化迅速,水生植物几乎消亡,生态系统由“草型清水”湖演变为“藻型浊水”湖,其浅水特性在风力作用下常造成底床沉积物的再悬浮现象。泥沙和营养物质频繁重回上覆水体导致水质长期难以改善,故重建沉水植物生... 滆湖自1990s以来水生态环境变化迅速,水生植物几乎消亡,生态系统由“草型清水”湖演变为“藻型浊水”湖,其浅水特性在风力作用下常造成底床沉积物的再悬浮现象。泥沙和营养物质频繁重回上覆水体导致水质长期难以改善,故重建沉水植物生境被认为是恢复滆湖生态环境的措施之一。本文构建滆湖水环境模型,模拟和分析水动力及沉积物的再悬浮过程。研究表明,在常规风力条件下(约2.2~2.8 m/s),全湖底床切应力均值(■)约为0.023 N/m^(2),全湖几乎不存在沉积物再悬浮现象,而在强风条件下(如大于10 m/s),■可达0.45 N/m^(2),全湖绝大部分区域的沉积物均可以发生再悬浮,南部浅水区域及其东西沿岸为再悬浮发生的高频地区。模型设定了一种沉水植物生境的情景条件进行模拟与预测。研究结果表明,在易发生再悬浮且适合沉水植物生长的南部区域,重建覆盖度约为12%的沉水植物,可削减实际条件下■的24.4%,从而分别降低年均和强风时刻全湖固体悬浮物(TSS)浓度的29.3%和25.1%。对一次强风过程的模拟结果表明,情景条件下■由实际条件下的0.45 N/m^(2)下降为0.34 N/m^(2),全湖TSS均值和最大值比实际条件分别下降了20.9和470 mg/L,沉水植物生境的存在对全湖TSS浓度改善效果显著。 展开更多

关键词 滆湖 沉水植物 沉积物再悬浮 数学模型 情景预测

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面源污染智慧监管的破局方案:从精准观测到精细管理

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作者 熊俊峰 林晨 +3 位作者 黄佳聪 陈沐松 谢晖 马荣华 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期203-217,共15页

农业面源污染不仅造成了地表水环境恶化,而且严重制约了农业绿色可持续发展,近年来愈发得到各部门高度重视,相关监测方案和管理体系逐步建立,但是仍存在面源污染治理成效较低的问题。本文总结了面源污染监测在不同尺度下的监测对象、时... 农业面源污染不仅造成了地表水环境恶化,而且严重制约了农业绿色可持续发展,近年来愈发得到各部门高度重视,相关监测方案和管理体系逐步建立,但是仍存在面源污染治理成效较低的问题。本文总结了面源污染监测在不同尺度下的监测对象、时空精度、污染源识别方案和管理措施现状,指出了监测精度不足、污染源识别动态性不足、污染源和管理措施匹配性不足的瓶颈,这也直接或间接导致面源污染监测体系不健全、智能化不足、精细化程度较低和污染治理效率较低等问题。随着信息化和数字化发展,物联网平台通过集成天空地一体化监测设备与算法,成为智能化监管的关键抓手,为面源污染精细化监测提供了技术支撑,构建农业面源污染物联网智能观测体系,解决模型关键参数观测精度问题,利用“面源污染模型+指纹示踪”的面源多污染源识别与追踪技术体系,解决污染源精准定位问题,考虑多污染源和多治理模式的成效评估及方案优选,解决精准化和差别化治理问题。最终实现面源管控的系统性、集成性和智能性水平提升,打通从“监测”到“治理”的关键突破路径。物联网智能监测平台应用与示范在太湖流域逐步开展,为农业面源污染智慧监管破局提供了重要参考。 展开更多

关键词 面源污染 物联网 智能监管 多目标配置

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抚仙湖浮游植物群落结构对水体垂直混合过程的响应

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作者 朱先龙 雷逸伦 +6 位作者 杨予 罗鸿 赖睿聪 罗文磊 王荣 徐润冰 邢鹏 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期36-49,共14页

深水湖泊冬季热力分层消亡,水体上下混合,水动力过程改变营养盐的分布格局,可能影响湖泊生态系统中浮游植物群落的演替。本研究在2022年11月2023年4月高原深水湖泊抚仙湖的热力分层消亡期、混合期和分层形成期,开展水体垂直剖面的理化... 深水湖泊冬季热力分层消亡,水体上下混合,水动力过程改变营养盐的分布格局,可能影响湖泊生态系统中浮游植物群落的演替。本研究在2022年11月2023年4月高原深水湖泊抚仙湖的热力分层消亡期、混合期和分层形成期,开展水体垂直剖面的理化环境因子及浮游植物群落高频观测,探究浮游植物群落时空变化特征及其对热力学混合过程的响应。结果表明:水体混合过程引起湖泊理化环境因子显著的时空变化,与分层消亡期和形成期相比,混合期水体总磷(TP)、溶解性有机磷(DOP)、正磷酸盐(PO_(4)^(3-)-P)和叶绿素a(Chl.a)浓度显著增加,总氮(TN)、溶解氮(DN)、颗粒氮(PN)、氨氮(NH 3-N)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)浓度显著降低。浮游植物群落中,绿藻门的转板藻属(Mougeotia)和小球藻属(Chlorella)在整个观测期密度较高,蓝藻门的长孢藻属(Dolichospermum)和拟柱孢藻属(Cylindrospermopsis)在分层消亡期密度较高,硅藻门的直链藻属(Melosira)和隐藻门隐藻属(Cryptomonas)在混合期密度高,绿藻门的栅藻属(Scenedesmus)在分层形成期密度较高。冗余分析发现,NH_(3)-N、PO_(4)^(3-)-P和碱性磷酸酶活性的动态变化显著影响浮游植物群落组成;而且,浮游植物不同种类对氮、磷营养盐的敏感性各不相同,其中长孢藻属和转板藻属的密度与氮营养盐呈正相关、与磷营养盐呈负相关;而其他浮游植物密度则呈现相反规律,分别与氮营养盐呈负相关,与磷营养盐呈正相关。通过结构方程模型分析水体混合期间浮游植物群落动态变化的驱动机制,发现一方面水温对浮游植物群落结构有直接影响;另一方面,水温通过调节不同形态的氮(NO_(3)^(-)-N、NH_(3)-N)、磷(PO_(4)^(3-)-P和DOP)营养盐浓度,从而间接地驱动浮游植物群落结构变化。这些直接和间接的影响共同作用,最终引起水体中Chl.a浓度变化。本研究有助于认识深水湖泊热力分层变化对生态系统结构和功能的影响。在全球变化背景下,加强对湖库热力分层的作用机制及其生态环境效应研究,有助于深水湖泊生态系统的保护和管理。 展开更多

关键词 抚仙湖 垂直混合 浮游植物 营养盐 驱动因子

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鄱阳湖洪泛湿地植被碳利用率时空格局演变及其对干旱的响应

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作者 袁灿煜 李相虎 +4 位作者 张丹 蔺亚玲 谭志强 叶许春 孙童 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第3期89-98,共10页

为阐明湿地生态系统的碳循环过程、精确评估区域碳收支状况以及生态系统服务功能的稳定性,基于多源遥感影像融合生成的长时序归一化植被指数(NDVI)数据集,并结合CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型和光能利用率集成(LUE)模型解... 为阐明湿地生态系统的碳循环过程、精确评估区域碳收支状况以及生态系统服务功能的稳定性,基于多源遥感影像融合生成的长时序归一化植被指数(NDVI)数据集,并结合CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型和光能利用率集成(LUE)模型解析了1986-2020年间鄱阳湖洪泛湿地植被碳利用率(CUE)的时空格局演变及其对干旱的响应特征。结果表明:在过去35 a间,鄱阳湖洪泛湿地植被碳利用率平均降低了44.08%,且碳利用率减小的区域面积覆盖了全湖区的63.99%;植被碳利用率的空间分别呈现出西南湖区>东部湖区>北部湖区的趋势,而在季节变化中表现为夏季>秋季>春季>冬季;芦荻、蒌蒿群落及林地的碳利用率整体保持在较高水平,平均为0.35~0.44;相较于正常年份,干旱年份中鄱阳湖洪泛湿地有高达69.11%的区域其植被碳利用率出现下降,尤其是在夏季,所有湿地植被类型的碳利用率均有所减少,其中苔草和蓼子草-虉草群落的平均降幅为0.16;春季和冬季期间,多数湿地植被类型的碳利用率在干旱年份略有增加,特别是蓼子草-虉草群落和林地表现得最为明显。 展开更多

关键词 碳利用率(CUE) 时空格局 干旱效应 遥感数据融合 CASA模型 光能利用率集成模型 洪泛湿地 鄱阳湖

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磁铁矿介导沉积物中菲的微生物降解机制

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作者 王鸿洋 尤佳 +2 位作者 晏再生 江和龙 叶华香 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期208-222,共15页

制备两种不同形态的磁铁矿(纳米Fe_(3)O_(4)和微米Fe_(3)O_(4)),对不同形态磁铁矿介导下沉积物中PAHs的生物降解影响进行了探究.在有氧条件下,纳米Fe_(3)O_(4)和微米Fe_(3)O_(4)未明显降低沉积物PAHs总含量.为进一步探究在不同氧化还原... 制备两种不同形态的磁铁矿(纳米Fe_(3)O_(4)和微米Fe_(3)O_(4)),对不同形态磁铁矿介导下沉积物中PAHs的生物降解影响进行了探究.在有氧条件下,纳米Fe_(3)O_(4)和微米Fe_(3)O_(4)未明显降低沉积物PAHs总含量.为进一步探究在不同氧化还原条件下磁铁矿对PAHs的厌氧生物降解影响,以菲为目标污染物,通过富集和培养沉积物中的相关降解菌群落,在不同氧化还原条件下投加两种形态的磁铁矿进行培养实验,发现投加Fe_(3)O_(4)在一定程度上促进了菲的厌氧生物降解.在没有外加电子受体的条件下微米Fe_(3)O_(4)能显著促进菲的降解,而在硫酸盐或硝酸盐处理组中纳米Fe_(3)O_(4)对菲降解的促进效果更显著,菲降解速率常数是对照组的1.39倍.电子传递体系(ETS)活性结果表明,投加Fe_(3)O_(4)可以显著提高微生物呼吸活性.纳米Fe_(3)O_(4)处理组和微米Fe_(3)O_(4)处理组的ETS活性较对照组分别提高了441.7%~511.2%和113.8%~141.1%.微生物群落结构表明,投加Fe_(3)O_(4)增加了芳香化合物降解菌Hydrogenophaga及Ignavibacterium的丰度;相对于微米Fe_(3)O_(4),纳米Fe_(3)O_(4)提高了PAHs降解菌Achromobacter和Ensifer的丰度.另外,纳米Fe_(3)O_(4)可能通过释放更多的Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)来介导微生物间的电子转移.这些结果有助于深入理解磁铁矿在有机污染物生物降解过程中的重要作用,为污染沉积物修复提供了一种潜在的应用方法. 展开更多

关键词 磁铁矿 多环芳烃 生物降解 电子传递

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江汉平原典型农区乡村重构及其环境胁迫演变

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作者 李营营 陈江龙 +1 位作者 余斌 陈诚 《地理科学》 北大核心 2025年第7期1524-1535,共12页

改革开放以来,中国乡村地域经历显著重构过程,对地区生态环境产生深远影响,揭示乡村重构背景下环境胁迫演变规律成为乡村地理科学亟待深入研究的重要课题。以人地关系地域系统理论为基础,将乡村重构分解为经济重构、社会重构、空间重构... 改革开放以来,中国乡村地域经历显著重构过程,对地区生态环境产生深远影响,揭示乡村重构背景下环境胁迫演变规律成为乡村地理科学亟待深入研究的重要课题。以人地关系地域系统理论为基础,将乡村重构分解为经济重构、社会重构、空间重构3个维度,以主导重构类型划分乡村重构阶段,通过人类活动作用强度和自然环境承载能力的相对变化刻画环境胁迫程度,以重构因素变化解析环境胁迫演变机理。研究表明:①随着地区经济社会发展和基础设施建设水平提高,案例地区乡村重构进程呈现“社会重构主导–经济重构主导–空间重构主导”的模式演化特征。②在不同重构主导模式下,地区环境胁迫演变特征存在差异。社会重构主导模式下地区人类活动的环境胁迫作用较弱,经济重构主导模式下胁迫作用增强,空间重构主导模式下出现减弱趋势。③环境胁迫演变机制表现为多维重构要素共同驱动,经济重构发挥主要作用。非农产业快速发展增加资源环境压力,规模化、高投入的农业发展方式加剧环境胁迫,农户生计多元化和乡村生产、生活、生态空间重构通过对自然资源的高效利用缓和人地矛盾。研究结果意在为乡村人地关系的地理研究提供启示,为案例地区的乡村振兴提供决策支持。 展开更多

关键词 乡村重构 环境胁迫 江汉平原典型农区 传统农区

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鄱阳湖典型湿地土壤水稳定同位素特征及对水分运动的指示

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作者 许秀丽 李云良 +2 位作者 邢子康 陈婷 储小东 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2745-2756,共12页

鄱阳湖水位波动显著,降水、土壤水、地下水转化过程复杂,受限于复杂的湿地野外条件和传统的监测手段,湿地土壤水分运动及其与地下水转化关系的定量研究较为困难.本研究选择鄱阳湖湿地不同高程处典型植被群落,基于生长季水文监测和降水... 鄱阳湖水位波动显著,降水、土壤水、地下水转化过程复杂,受限于复杂的湿地野外条件和传统的监测手段,湿地土壤水分运动及其与地下水转化关系的定量研究较为困难.本研究选择鄱阳湖湿地不同高程处典型植被群落,基于生长季水文监测和降水、湖水、地下水、0~80cm根区土壤水氢氧同位素测试,分析了不同植被群落根区土壤水同位素变化特征,阐释了不同水文时期湿地土壤水分运动过程,量化了地下水与土壤水的转化关系.结果显示,高位滩地茵陈蒿群落(Artemisia capillaris)的土壤水蒸发线斜率(5.91)明显低于当地大气降水线(LMWL,7.60),0~60cm土壤水lc-excess指数为负,说明土壤蒸发作用较强,最大影响深度为60cm.而中、低高程滩地处芦苇(Phragmites australis)和灰化薹草(Carex cinerascens)群落的土壤水蒸发线斜率(6.70和6.75)略低于LMWL,土壤水lc-excess值均接近于0,显示蒸发作用较小.在土壤水分运动方面,茵陈蒿群落土壤水剖面δ^(18)O在春季(5月)、夏季(6~8月)随深度增加而富集,表明土壤水受降水补给,并以活塞流模式下渗;秋季(9~10月)土壤水δ^(18)O明显富集,且随深度增加而贫化,指示主要受蒸发作用的影响此外,茵陈蒿群落根区土壤水δ^(18)O较地下水同位素显著富集,在地下水埋深最浅时(1.92m),土壤水中未发现地下水的贫化同位素信号及明显的水分补充说明根区土壤水与地下水间的垂向水文连通受阻.芦苇和薹草群落土壤水运动受地下水波动影响明显.在地下水位上升期(4~5月),芦苇和薹草群落浅层(0~40cm)土壤水主要来源大气降水,深层土壤水(40~80cm)受毛细水上升补给,地下水对根区土壤水的补给贡献超50%;在地下水浅埋期(6、8月),芦苇群落土壤水和地下水转化频繁;在地下水位下降期(9~10月),芦苇和薹草群落表现出非均匀土壤水流过程,存在明显优先流. 展开更多

关键词 稳定同位素 土壤水运动 优先流 地下水补给 鄱阳湖湿地 洪泛环境

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