太湖地区太阳辐射与水温的变化特征及其对叶绿素a的影响_陈桥

合集下载

太湖辐射和能量收支的时间变化特征

太湖辐射和能量收支的时间变化特征

太湖辐射和能量收支的时间变化特征太湖是中国最大的淡水湖,被称为“中国的心脏”。

太湖的辐射
和能量收支也是太湖动态健康研究中不可或缺的一部分。

本文将分析
太湖辐射和能量收支的时间变化特征。

太湖辐射主要包括陆地辐射和海洋辐射,其中陆地辐射的贡献度
要大于海洋辐射的贡献度。

太湖的辐射收支在以季节为主的时间变化
特征下,表现出明显的夏、秋、冬三季差异性。

夏季,陆地辐射和海
洋辐射均大于每月最小值,因此太湖总辐射较大;秋季和冬季,陆地
辐射和海洋辐射相比很小,太湖总辐射较小。

此外,太湖距离太湖湾也影响着太湖的能量收支,它主要包括流量、电力和太湖湾辐射等。

在流量方面,太湖的流量年变化小,只出
现明显的每季的波动,最大的流量出现在夏季,最小的流量出现在冬季。

在电力方面,由于太湖的深浅不同,冬季的电力会大于夏季,在
特定的季节和月份会出现极大的差异。

最后,太湖湾的辐射水平大于
太湖的辐射水平,随着季节的变化,太湖湾的辐射水平也会发生变化。

总之,太湖会受到季节变化的影响,其辐射和能量收支也会随着季节变化而变化。

特别是夏季,太湖陆地辐射和海洋辐射总量会超过每月的最小值,太湖总辐射量也会增加;秋季和冬季,太湖陆地辐射和海洋辐射总量相比很小,太湖总辐射量也会减少。

同样,流量、太湖电力和太湖湾辐射也会随着季节的变化而发生变化。

因此,太湖辐射和能量收支的时间变化特征对于更好地了解太湖动态健康是非常重要的,应该引起我们深入研究和重视。

YC湖区叶绿素a时空变化特征及影响因素分析

YC湖区叶绿素a时空变化特征及影响因素分析
安徽农学通报 2024 年 09 期
资源·环境·植保
YC 湖区叶绿素 a 时空变化特征及影响因素分析
谢茂嵘 刘 帅 吕 文 杨文晶 杨 惠 姜 宇 孙瑞瑞 蔡晓钰 杨金艳
(江苏省水文水资源勘测局苏州分局,江苏苏州 215011)
摘要 本研究基于 2021 年 YC 湖区水质逐月监测,分析了湖区生态系统响应参数(叶绿素 a)及氮、磷营养盐的
关键词 叶绿素 a;时空变化特征;生态系统;环境因子;多元逐步回归分析
中图分类号 X524
文献标识码 A
文章编号 1007-7731(2024)09-0077-07
Temporal and spatial characteristics of chlorophyll a and its influencing factors in YC Lake
安徽农学通报 2024 年 09 期 关环境因子的空间分布特征及相关性的研究还处 于 探索阶段。本研究通过对 2021 年 YC 湖区水质 进行监测,分析其各水质因子的年内变化趋势,探 究叶绿素 a 与相关环境因子的时空变化特征以及 其响应关系,为中小型浅水湖泊的治理提供参考。
1 材料与方法
1.1 监测站点布设 湖 体 水 域 总 面 积 为 117.4 km2,分 为 西 湖
和底层的混合水样,保温箱保存带回实验室分析水 质参数。实验室内用 Whatman GF/F、GF/C 玻璃纤
括 高 锰 酸 盐 指 数(CODMn)、TP、TN、Chl-a、氨 氮 (NH3-N)和 SD。
- 78 -
谢茂嵘等:YC湖区叶绿素a时空变化特征及影响因素分析
1.3 数据分析 采用 Excel 软件处理湖区 21 个监测点位的逐月
水质监测数据,绘制叶绿素 a 与环境因子的时间变

21高考地理核心讲练大一轮复习鲁教通用讲 核心考点·全突破 地球的宇宙环境 含解析

21高考地理核心讲练大一轮复习鲁教通用讲 核心考点·全突破 地球的宇宙环境 含解析

温馨提示:此套题为Word版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。

关闭Word 文档返回原板块。

讲核心考点·全突破考点一地球的宇宙环境下图是世界某区域略图。

简述①地建设航天发射基地的有利条件和不利因素。

高考命题解读核心素养这么考常见命题材料常用解题方法综合思维:通过航天基地的位置综合分析航天基地的区位选择区域图、统计图表或文字材料解读图文信息,结合相关知识回答问题考场解题建模答案:有利条件:纬度低、海运便利、地形平坦开阔、人口稀少等。

不利因素:天气多变。

突破1——归纳航天发射基地选址的条件气象条件晴天多、阴雨天少,风速小,湿度低,有利于发射和跟踪纬度因素纬度低,自转线速度大,可以节省燃料和成本地势因素地势越高,地球自转线速度越大地形因素地形平坦开阔,有利于跟踪观测海陆位置大陆内部气象条件好,隐蔽性强,人烟稀少,安全性强;海上人类活动少,安全性强交通条件内外交通便利,有利于大型航天装备的运输安全因素出于国防安全考虑,有的建在山区、沙漠地区,有的建在地广人稀处突破2——拓展航天器发射时间、方向的选择时间在一天中一般选择在晴朗无云的夜晚,主要是便于定位和跟踪观测我国发射时间主要选择在北半球冬季,一是便于航天测控网对飞船的监控、管理、回收;二是我国有多艘“远望号”监测船在南半球纬度较高的海域,选择北半球冬季是为了避开南半球恶劣的海况方向一般与地球运动方向一致,向东发射可充分利用地球自转线速度,节约能源突破3——拓展航天器回收基地选址的条件(1)地形平坦,视野开阔,便于搜救。

(2)人烟稀少,有利于疏散人群,保证安全。

(3)气候干燥,多晴朗天气,能见度高。

(4)地质条件好。

(5)无大河、湖泊,少森林的地区。

我国的回收场地大多选在内蒙古自治区的中部地区。

新华社消息:2018年7月9日11时56分,我国长征二号丙运载火箭从酒泉卫星发射中心,以“一箭双星”方式将两颗巴基斯坦卫星送入预定轨道。

太湖不同叶绿素a浓度水体荧光特征分析

太湖不同叶绿素a浓度水体荧光特征分析
第3 卷, 1 1 第 期
2011年 1月
光 谱






Vo . 1 N . , p 3 — 4 1 3 , o 1 p 1 61 0
S eto c p n p cr l p cr s o y a d S e t a An l ss ay i
J n ay,2 1 au r 01
中 图分 类 号 : 3 . 04 3 4
太湖叶绿素 a 浓度反演 的精度 。
引 言
1 数据获取与分析方法
叶绿素荧光特性是水体叶绿素浓度 、 初级 生产力和浮游 植物生理状 态 测量 的有效 指 标l ] 1 。浮 游植 物 在 4 0 7 0 0 ~ 0 m 太 阳光的激发下 , 6 3nn附近产 生明显 的峰值 , 在 8 r 通常 被称 为太 阳激发 的叶绿素荧光峰 。 9 6 , ye 和 S t 16 年 T l r mi J h 对 自然水体上行辐射 的早 期测量发 现 了这个 荧光峰 的存 在 , 之后 的几 十年 中,国外 已有众 多学者开展相 关研究 ,表明荧 光峰高度和荧光峰位置与叶绿素 a浓度有关l 。国 内对水体 4 j 叶绿素荧光特征 的研究 起步较 晚 ,赵冬 至等I 分析 了渤海 4 叉 角藻赤潮反射光谱荧光峰的变化 ,又进一 步阐述 了多种赤 潮 和非赤潮 藻类 由于生理状态 的差异 , 水体荧 光高度 与叶绿 素a 浓度的响应关 系不一 致 ; 0 6年 , 洪涛等 分析 了由 20 段 于吉林查干湖水体 叶绿素 a 量全 年分布范 围较 小 , 含 水体 光 谱 荧光峰位 置变化不够敏感 。
收 稿 日期 :20 —22 。 订 日期 :2 1—32 0 91 —2 修 0 00—9 ti J ̄N N:国家科技重大专项 (O 9 x0 5 70 62 和国防科技工业民用专项科研技术研究项 目( 7 0 0KJA0 A1 ) J ! 2 O Z 7 2—0 —) 0 K0 10 — 1 2  ̄g j 作 者 简 介 :李 莉 ,女 ,18 9 3年 生 ,中 国科 学 院遥 感 应 用 研究 所研 究 实 习员 emal igs 13 Cr - i l i 6 .O :li @ n

太湖水深变化对氮磷浓度和叶绿素a浓度的影响

太湖水深变化对氮磷浓度和叶绿素a浓度的影响

针对灌排调控的稻田排水中氮素浓度变化规律的研究成果,本次演示提出以 下建议:首先,应加强对稻田排水中氮素排放的监测与评估,明确不同因素对氮 素排放的影响程度,为灌排调控提供科学依据;其次,应大力发展节水灌溉技术 和排水调控措施,优化稻田水分管理,减少氮素排放;最后,应加强稻田生态环 境的保护与修复,合理利用水资源,提高稻田生产效益和生态环境质量。
为了探讨太湖水深变化对氮磷浓度和叶绿素a浓度的影响,本研究选择了太 湖流域的典型区域进行观测。观测时间跨度为2018年至2022年,每季度进行一次 采样和分析。水深采用水下机器人进行测量,氮磷浓度和叶绿素a浓度则通过水 样分析得出。数据来源主要包括太湖流域管理局、江苏省环境监测中心等。数据 处理方法包括统计分析和图表制作等。
同时,加强公众教育和科普宣传,提高公众环保意识和参与度,推动形成全 社会的环保共识。
展望未来,随着科技的不断进步和社会环保意识的增强,太湖水体磷控制目 标管理将迎来更多的发展机遇。未来的管理应更加注重科学化、精细化、系统化, 推动太湖生态环境的持续改善。通过实施一系列综合性的治理措施,我们有望实 现太湖水体中磷浓度的稳步下降,为太湖的可持续发展和生态文明建设奠定坚实 基础。
太湖水深变化对氮磷浓度和叶绿素a浓度的影响如下:
1、水深变化对氮磷浓度的影响
太湖水深的增加会导致氮磷浓度的降低。这是因为在较深的水域中,由于水 温、光照等条件的改变,藻类等浮游生物的数量减少,从而减少了氮磷等营养物 质的消耗量。此外,风浪引起的水体混合作用也会导致水体中的营养物质分布不 均,影响其浓度。
太湖,作为中国最大的内陆淡水湖之一,其水体质量对周边生态环境及人类 活动具有重要影响。近年来,太湖水体的磷浓度与赋存量呈现长期变化趋势,引 发了人们对未来磷控制目标管理的。

【全国省级联考】黑龙江、吉林两省八校2017届高三上学期期中考试地理(解析版)

【全国省级联考】黑龙江、吉林两省八校2017届高三上学期期中考试地理(解析版)

第Ⅰ卷(选择题共44分)一、选择题(本大题共22小题,每小题2分,共44分。

在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)太阳辐射中被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量称为光合有效辐射,简称PAR,它直接影响着植物的生长、发育、产量和产品质量。

读“太湖地区太阳总辐射(Q)与PAR的多年月平均值变化曲线图”,回答下列各题。

1.太湖地区太阳总辐射(Q)与PAR的季节变化特点是A.Q值夏秋季节小,冬春季节大B.PAR值冬春季节小,夏秋季节大C.PAR值比Q值季节变化更小D.Q值与PAR值在同一个月达到最大值2.造成太湖地区太阳总辐射(Q)8月达最高值的主要因素是A.太阳高度最大B.白昼最长C.炎热干燥的天气D.硬化路面剧增【答案】1.C2.C【考点定位】读图分析能力,区域太阳总辐射、有效辐射变化特点及影响因素。

【名师点睛】利用图文信息,比较区域太阳总辐射量、有效辐射量的变化特点,分析主要的影响因素。

结合区域的气候特点,分析太阳辐射量多少的原因。

读“同一时刻不同日期昼夜分布图”,图中最外圈纬线为60°N,虚线为北极圈,阴影区域为T2时刻黑夜范围,斜线区域为Ti时刻过后的T2时刻黑夜范围。

据此完成下列各题。

3.Ti时刻,世界时为A.5月6日6:00 B.5月6日20:00C.11月7日6:00 D. 11月7日20:004.白Ti至T2时期,下列现象正确的是A.上海市盛行西北风 B.北京市正值多雨季节C.亚洲高压势力增强 D.澳大利亚正值麦播忙季5.北京再次m现与Ti时期昼长相同的日期约为A.2月8日前后 B.5月6日前后C.8月8日前后 D. 11月6日前后【答案】3.A4、D5.C【考点定位】区时计算,昼长变化与季节,昼长时间计算。

下图是2012年11月3日某时刻,图示时刻呼和浩特和北京两地分别位于低压槽的两侧,其近地面等压面(单位:hPa)垂直剖面如下图所示。

读图,完成下列各题。

2019版高考地理一轮复习 章末检测(二)自然地理环境中的物质运动和能量交换练习 中图版

2019版高考地理一轮复习 章末检测(二)自然地理环境中的物质运动和能量交换练习 中图版

章末检测(二) 自然地理环境中的物质运动和能量交换(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题4分,共44分)(2017·温州十校联考)太阳辐射中被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量称为光合有效辐射,简称PAR,它直接影响着植物的生长、发育、产量和产品质量。

读太湖地区太阳总辐射(Q)与PAR的多年月平均值变化曲线图,完成1~2题。

1.太湖地区太阳总辐射(Q)与PAR的季节变化特点是( )A.Q值夏秋季节大,冬春季节小B.PAR值冬春季节大,夏秋季节小C.Q值比PAR值季节变化更大D.Q值与PAR值在同一个月达到最大值2.造成太湖地区太阳总辐射(Q)6月和8月差异的主要因素是( )A.太阳高度B.白昼长度C.天气状况D.地面反射率解析:第1题,读图可知,Q值和PAR值在春夏季节大,秋冬季节小,故A、B两项错误;Q 值8月达最大值,PAR值在7月达最大值,D项错误;Q值起伏比PAR值起伏大,即季节变化大,故C项正确。

第2题,太湖地区6月受梅雨天气影响,多阴雨天气;8月受伏旱天气影响,晴天多。

故8月份的太阳总辐射比6月份的多,是天气状况的影响。

答案:1.C 2.C(2017·山东潍坊模拟)下图示意洞庭湖水系上游一次洪水过程中洞庭湖出、入湖径流量的变化。

读图,完成3~5题。

3.此次洪水过程中,洞庭湖汇入长江的湖口处水流速度最快的时刻出现在( ) A.甲—乙B.乙—丙C.丙—丁D.丁以后4.洞庭湖水位最高的时刻是( )A.甲B.乙C.丙D.丁5.随着退耕还湖面积的扩大,同样一次洪水过程,洞庭湖径流的变化应是( ) A.湖泊峰值水位变高B.出湖径流量峰值提前C.入湖径流量峰值增大D.出湖径流量峰值增大解析:第3题,洞庭湖汇入长江的湖口处水流速度最快时也就是出湖径流量最大时,出现在乙—丙时间段。

第4题,乙时刻之前入湖径流量一直大于出湖径流量,且入湖径流量出现峰值,洞庭湖水位一直上升;乙时刻入湖径流量和出湖径流量相等;乙时刻之后,入湖径流量和出湖径流量呈波动变化,所以乙时刻洞庭湖水位最高。

富营养化湖泊叶绿素a时空变化特征及其影响因素分析

富营养化湖泊叶绿素a时空变化特征及其影响因素分析

富营养化湖泊叶绿素a时空变化特征及其影响因素分析毛旭锋;魏晓燕【摘要】The current study analyzed the spatial and temporal distribution characteristics of chlorophyll a based on the bimonthly monitoring data in the Ulansuhai Lake from May to November in 2013. Correlation between chlorophyll a and other factors including TN, TP,NH4--N, NO3--N, COD, pH and TOC were also analyzed to find the influencing factors of chlorophyll a. Results indicate that the concentration chlorophyll a was reduced along with water flowing from North to South. The peak concentration and the lowest concentration of chlorophyll a occurred in July and November, respectively. Except for indicator COD, other factors present a certain correlation with chlorophyll a. Negative correlation appeared in TOC and pH and positive correlation occurred in TP, TN, NH4--N and NO3--N. There is no primary factor that dominate the concentration of chlorophyll a in the water. The current research may provide scientific basis for eutrophication control and water resources management of eutrophic lakes in arid region.%基于内蒙古乌梁素湖区20个监测点5、7、9、11月的监测数据,分析水体中叶绿素a浓度时空变化情况。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第29卷第1期2009年1月环 境 科 学 学 报 Acta Scientiae C ircu mstanti a eV o.l 29,N o .1Jan .,2009基金项目:国家自然科学基金项目(No .30670351);中国科学院资源环境领域野外台站基金项目Supported by t h e NationalNatural S ci en ce Foundati on of Ch i na(No .30670351)and C hinese E cosyste m Res earch Net w ork 作者简介:陈桥(1983)),男,E-m ai:l qiaoc1007@;*通讯作者(责任作者),E-m ai:l w phu @n i glas .ac .cnBiography :CHEN Q i ao(1983)),m al e ,E-m a i :l qiaoc1007@163.co m;*Corresponding author ,E-m ai:l w phu@nigl as .ac .cn陈桥,韩红娟,翟水晶,等.2009.太湖地区太阳辐射与水温的变化特征及其对叶绿素a 的影响[J].环境科学学报,29(1):199-206C hen Q ,H an H J ,Zhai S J ,et a l .2009.In fl uen ce of s olar rad i ation and w at er te mp erature on ch l orophyl-l a level s i n Lake Ta i hu ,C hina[J ].Acta Scienti ae C ircum stan tiae ,29(1):199-206太湖地区太阳辐射与水温的变化特征及其对叶绿素a的影响陈桥1,2,韩红娟1,2,翟水晶1,2,胡维平1,*1.中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京2100082.中国科学院研究生院,北京100039收稿日期:2008-03-23 修回日期:2008-05-22 录用日期:2008-11-24摘要:基于中国科学院太湖湖泊生态系统研究站1993年以来的常规监测资料,利用比较与数理统计相关分析方法对太湖地区的太阳辐射和水温变化特征及其对水体叶绿素a 浓度的影响进行分析.结果显示,太湖地区太阳总辐射、光合有效辐射、光合有效辐射占总辐射的比例及水温总体上都呈上升的趋势.其中,光合有效辐射的增长速率大于总辐射的增长速率,年际水温增长率春季>秋季>夏季.太阳辐射及水温的年内变化呈夏季大,春秋季次之,冬季最小的特征.此外,太阳辐射和水温与叶绿素a 呈显著正相关关系(p <0.01),太阳辐射特别是光合有效辐射和水温的增加为藻类的大量生长和水华暴发提供了良好的物理条件,太湖蓝藻水华初始暴发时间有逐年前移的趋势且水华持续时间逐年增加.关键词:太阳辐射;水温;蓝藻水华;太湖文章编号:0253-2468(2009)01-199-08 中图分类号:X171 文献标识码:AInfluence of solar radiation and water te mperature on chlorophyl-l a levels i n Lake Ta i hu ,Ch i naC H E N Q iao 1,2,HAN H ong j u an 1,2,ZHA I Shu ijing 1,2,HU W eipi n g1,*1.S tat e K ey Laboratory ofLak e Science and Env i ron m en t ,Nan jing Insti tute ofGeography and Li m nology ,Ch i nes e Acade m y ofS ci en ces(CAS),Nan ji ng2100082.Gradu ate Un i versity of Ch i nese Acad e my of Sci en ces ,Beiji ng 100039R ecei ved 23M arch 2008; recei ved i n revised for m 22M ay 2008; accepted 24Nove m ber 2008A bs tract :V ariati on s of s un li ght and w ater te m perature i n the Tai hu region s i nce 1993and t h ei r i n fl u ence on chlorophyl-l a in Lake T ai hu w ere anal yzed us i ng t he rou ti n e observations of t he T ai hu Laboratory for Lake Ecosyste m Research (TLLER ),Nan ji ng Ins tit u te ofGeography&L i m no l ogy ,CAS.Th e resu l ts of the mu lt-i year study sho w t hat t h e g l oba l s o l ar rad iati on,phot osynthetically avail ab le rad iati on (PAR ),and t h e ratio of gl obal sol ar radiati on t o P AR and w ater te mp erature tend to i ncrease i n recen t years .A m ong these ,t he rate of i ncrease of PAR i s h i gher than that of g l obal s o l ar radiati on .Th e mu lt-i year i n crease rate of w ater te m perature i n s p ri ng i s h i gh est ,f ollo w ed by au t umn,w h ile that in s umm er is s m allest .Th e m axi m um val u e ofg l obalsolar rad i ati on and w at er te m perat u re occur i n summ er ,are approxi m atel y t he sa m e i n s pri ng and autu m n ,and are at a m i n i m um i n w i n ter .There is a s i gn ifi can t pos i ti ve correlati on (p <0.01)a m ong solar rad i ati on ,w ater te m perature and chlorophyl-l a w h i ch reveals that t h e i n creasi ng g l obal s o l ar rad i ation ,es peci ally PAR and w ater t e m perat u re ,f avor the gro w t h of algae and al gal b l oom s ,resu l ti ng i n t he firs t al gal b l oo m i n Lake Ta i hu .K eywords :s olar rad i ati on;w ater t e m perat u re ;algae b loo m;Lake Tai hu1 引言(Introducti o n)许多环境变化都与太阳辐射有关系(Sm ith,2005).太阳辐射与全球气候变暖直接相关,全球变暖会造成生态混乱、物种灭绝、水源短缺等一系列环境问题(丁惠萍等,2003).对湖泊生态系统而言,太阳辐射也是一个至关重要的影响因子,其带来的部分能量通过初级生产者的光合作用进入生态系环境科学学报29卷统,参与湖泊生态系统的物质和能量循环.太阳辐射的变化通常会导致湖泊中生物链的改变,打破已建立的物质和能量动态平衡关系,进而引起整个湖泊生态系统的自我调控能力发生变化.湖水的热量主要来自于太阳辐射,太阳辐射量影响着湖泊水温的变化.太湖水温的变化将造成适宜生存温度阈值的年内出现时间发生改变,从而使水生生物的生命周期受到影响.浮游植物、水生植物、浮游动物、鱼类等的种群数量和时空分布都与光照条件密切相关.太阳辐射总量特别是光合有效辐射量的增加为藻类的大量生长提供了条件,提高了藻类水华暴发的可能性.水温是藻类水华暴发的重要影响因子,温度的升高有利于藻类复苏和大量生长,使藻类气囊增多,浮力发生变化上浮聚集并形成水华(孔繁翔等,2005).刘伟龙等(2007)研究发现,马来眼子菜成为太湖水生植物优势种的重要原因是其表现出对湖泊光环境较强的表型可塑性.水生生物作为湖泊生态系统的重要调节者,其群落结构和功能的变化将降低太湖生态系统自我调节功能,而水环境的进一步恶化会加剧富营养化程度,致使藻类水华频繁暴发.淡水鱼类也依温度生态型的差异呈现出不同适宜生长分布区特征(刘乃壮等,1997).因此,太阳辐射和水温是湖泊生态系统重要的物理因子,研究其变化及相互关系对了解水生生物的种类、群落结构与功能、保护湖泊资源、改善水质具有重要的现实意义.当前,有关太阳辐射与温度对湖泊生态系统影响的研究仍须加强.本研究中对太湖近几年太阳辐射和水温变化及其环境效应进行分析,探讨太湖物理影响因子的变化特征,以期为揭示太湖藻类水华频繁暴发、水质下降提供基础数据,同时为太湖水生生物保护和湖泊富营养化治理提供科学依据.2材料与方法(M ater i a ls and m ethods)2.1采样地点及方法通过中国科学院太湖湖泊生态系统研究站对太湖地区的水环境、大气环境、生物环境等方面的长期定位监测,本研究采用其中部分长期监测数据(太阳辐射、水温、叶绿素a)进行分析.监测站点位于长江流域下游梅梁湖的东岸(31b24c16d N,120b 12c55d E),海拔20m(吴淞基面),气候类型属于北亚热带南部向中亚热带北部过渡的东南-西北季风气候区.监测站点所处地理位置场地开阔,周围没有遮蔽物的影响.站内布置了AMRS-I气象辐射自动观测系统,其中太阳总辐射、光合有效辐射(PAR)等分光辐射资料采用TB Q-4-1分光光谱辐射传感器进行自动观测记录,能够获得各观测时刻各通道的瞬时值、小时累计值(时累)、日累计值(日累)以及最大瞬时值所对应的时刻.辐射传感灵敏度为7~14L V#W-1#m-2,稳定度为[?2%(年内灵敏度变化率),总辐射测量准确度为[?5%,光合有效辐射测量准确度为[?10%.水温探头型号为HM P45D.各项监测仪器定期校验,送回厂家检测保养.因此,可以认为观测记录的数据较为准确,可信度较高.叶绿素a样品根据金相灿等(1990)的5湖泊富营养化调查规范6中所述方法采集并进行预处理,选用热乙醇分光光度法(陈宇炜等,2000)测定其在水体中的浓度.2.2数据分析方法使用SPSS对数据进行统计分析;使用O ri g i n715软件绘图.3结果(Results)3.1太湖地区太阳辐射变化特征分析3.1.1总辐射与光合有效辐射总量分析如表1所示,本研究中选择1998年、2000年、2005年、2006年、2007年的太阳辐射数据加以对比分析(由于仪器故障,1999年及2001~2004年的太阳辐射数据缺乏完整性和精确性,故剔除),说明近几年来太湖地区太阳辐射的总体变化特征.可以计算出,太湖地区1998年、2000年、2005年及2006年的太阳辐射年总量分别为4259.55、4894.65、5015.1、4792.45 M J#m-2;光合有效辐射年总量分别为1598.7、154716、2084.15、2000.2M J#m-2.相比之下,2005年和2006年的太阳辐射和光合有效辐射年总量较前期都有明显的增长.光合有效辐射占总辐射的比例亦有所上升,这说明光合有效辐射的增长率要比总辐射的增长率大.以1998年为参照,2005年和2006年太阳总辐射年平均日总量相对增长17.7%、12.5%;对应的光合有效辐射值相对增长30.4%、25.1%.结合张运林等(2002;2003)对太湖地区1960~2000年太阳辐射变化特征以及本研究结果可以发现:由于工业的飞速发展与城市化建设进程的加快使得大气中悬浮物量增加,1998年以前太湖地区太阳辐射总体呈下降趋势;1998年之后太阳辐射呈现逐年上升现象.2001期陈桥等:太湖地区太阳辐射与水温的变化特征及其对叶绿素a的影响表1太湖太阳总辐射、光合有效辐射的月平均日总量及之间的比值T able1The m on t h l y m ean da il y t otal of global solar rad i ation(Q)and photos yn t h eti call y availab l e rad i ati on(PAR),and t heir rati o(G)in t he T ai hu region月份太阳总辐射Q/(M J#m-2)1998年2000年2005年2006年2007年多年月平均17.527.438.53 6.366.947.3629.5210.197.878.4411.019.4137.8713.1315.1314.3613.0712.71412.4716.0817.2215.5517.0615.68 512.9717.9517.6516.6516.30 613.1516.3020.1417.5716.79 718.3421.2417.7016.9218.55 817.7522.6716.0919.9319.11 913.4413.8315.1713.1913.91 1011.108.8312.0612.3811.09 119.26.888.597.798.1212 6.776.378.668.397.55年平均值11.6713.4113.7413.13年总量值4259.554894.655015.14792.45月份光合有效辐射PAR/(M J#m-2)1998年2000年2005年2006年2007年多年月平均1 2.541.853.11 2.452.722.542 2.902.963.22 3.434.313.373 2.974.086.03 5.765.254.824 4.675.457.13 6.306.896.095 4.966.187.55 6.916.406 5.195.858.637.336.7577.307.547.907.517.5687.055.807.148.687.179 5.254.446.54 5.735.4910 4.152.984.96 5.264.3411 3.261.933.45 3.162.9512 2.261.832.81 3.252.54年平均值 4.384.245.71 5.48年总量值1598.71547.62084.152000.2月份G1998年2000年2005年2006年2007年多年月平均133.8%24.9%36.5%38.5%39.2%34.6% 230.5%29.0%40.9%40.7%39.1%36.1% 337.7%31.0%39.9%40.1%40.2%37.8% 437.5%33.9%41.4%40.5%40.4%38.7% 538.3%34.5%42.8%41.5%39.3% 639.5%35.9%42.8%41.7%40.0% 739.8%35.5%44.6%44.4%41.1% 839.7%25.6%44.4%43.5%38.3% 939.1%32.1%43.1%43.5%39.4% 1037.4%33.8%41.1%42.5%38.7% 1135.4%28.0%40.1%40.6%36.0% 1233.5%28.7%32.4%38.7%33.3%年平均值36.8%31.1%40.8%41.4%年总量值注:/0表示没有数据;n ote:/0m ean s no data;下同t h e sa m e b el o w.G=P AR#Q-1@100%.201环 境 科 学 学 报29卷3.1.2 总辐射与光合有效辐射变化规律分析 从表1及图1中可以发现,太阳总辐射和光合有效辐射的变化趋势基本一致,具有很明显的季节变化特征,总体来说,夏季大,春秋次之,冬季最小.太阳总辐射极大值出现在8月份,多年月平均值为19111M J #m -2,极小值出现在1月份,为7.36M J #m -2,绝对变幅(Q m ax -Q m i n )为11.75M J #m -2,相对变幅(1-Q m i n /Q max )为61.5%.光合有效辐射多年月平均极大值出现在7月份,为7.56M J #m -2,1月份和12月份出现极小值2.54M J #m -2,绝对变幅(PAR max -P AR m in )为5.02M J #m -2,相对变幅(1-PAR m in /PAR m ax )为66.4%.图2表明了太湖地区多年平均光合有效辐射占总辐射比例的变化特征.图2表明,太湖地区多年平均光合有效辐射占总辐射图1 总辐射与PAR 的多年月平均值变化曲线F i g .1 The annualvari ation of t he monthlym ean dail y t otal of gl ob alradiati on and PAR比例的变幅较大,介于33.3%~41.1%;但体现出的规律性比较明显,夏季大,冬季小.其中8月份出现一个低值,这主要与太湖地区的季风气候状况相关.总体来说,8月份太湖地区以晴好天气为主,云量与降雨量都较少,云和水汽对红外等长波辐射吸收相对其它月份降低,太阳总辐射量增加较大,因此,该月份的光合有效辐射占总辐射的比例降低(张运林等,2002).图2 PAR 占总辐射百分比的多年月平均变化曲线F i g 2 The annual vari ati on of t he ratio of P AR to gl obal rad i ation3.2 太湖近12年水温变化特征分析本研究中以1993~2006年的数据来说明太湖水温的变化特征(由于仪器故障,1997年、2000年的水温数据缺乏完整性和精确性,故剔除).结合表2与图3可以看出,水温的年内变化规律很明显,即夏季高,冬季低,极高值出现在7、8月份,极小值出现在1月份.表2 1993~2006年太湖月平均水温(e )T ab l e 2 The m on t h l y m ean w ater te mp erature fro m 1993t o 2006i n Lake Ta i hu (e )年份月份1234567891011121993---16.1320.5826.8928.6027.7526.0719.9114.006.4719945.89 6.7810.4116.9321.4026.1232.4030.4625.6520.1815.9710.2219956.477.9312.3516.2521.7325.1230.0931.2726.7120.7513.167.9219965.54 6.499.5815.2621.7926.5428.1132.2127.0220.8514.148.1019986.208.1010.8018.8022.9025.7031.7031.7025.7021.4016.509.7019997.429.3411.0217.0321.9722.8024.5326.6125.0020.3115.0910.2220016.597.4012.8217.5024.1926.1232.4229.4026.4721.4415.067.9620027.5010.3514.5218.3920.5527.1129.8628.9226.3120.76--20034.297.6111.0317.1722.1526.4530.9730.4527.6718.8913.817.1820045.878.9911.4118.5223.0326.4631.7831.4025.3720.3816.079.8120053.58 5.4910.9819.6122.7828.4030.5929.5027.2120.7816.055.5920066.277.3712.8118.6822.7630.4728.1731.9325.2623.3116.168.89多年月均值5.977.8011.6117.5222.1526.5229.9330.1326.2020.7515.098.372021期陈桥等:太湖地区太阳辐射与水温的变化特征及其对叶绿素a的影响图3 多年月平均水温年变化曲线F i g .3 The annu al vari ati on ofm on t h l y m ean water te m perature随着富营养化程度的加重,近年来太湖常常发生以铜绿微囊藻(M icrocystis aeruginos a )为优势种群的水华.水华多发生在夏季,有明显的季节性特点(孔繁翔等,2005;Chen et al ,2003).水温是蓝藻水华暴发的重要因子之一(孔繁翔等,2005;赵孟绪等,2005),适宜的水温可以促进藻类的复苏和生长(孔繁翔等,2005;赵孟绪等,2005;C ere et al ,1984).在光照、营养盐浓度、溶解氧等条件相同的情况下,若相同月份的水温逐年升高,则蓝藻复苏、大量生长和暴发的时间就会提前到来,反之则推后.因此,分析太湖春、夏、秋季节水温的变化特征对研究太湖藻类水华暴发很有意义.气象学上以阳历3~5月为春,6~8月为夏,9~11月为秋,12~次年2月为冬.本研究中以春夏相接的4个月(4、5、6、7月)及秋季的2个月(10、11月)水温年际变化特征为例进行水温年际变化趋势分析,春夏水温变化结果见图4,秋季水温变化结果见图5.由图4可知,尽管4个月份水温的变化趋势不尽相同,但均在波动中有所增长;这表明,太湖水温总体上呈现出逐年上升的趋势,这为藻类的复苏、大量生长以及水华提前暴发提供了温度保障.秋季10、11月份的年际水温变化与春夏季相似,即水温在波动中有所升高的趋势(图5),这将可能延迟藻类的休眠时间.结合表2、图4与图5可以看出,虽然各年际间温度值有波动现象,但总体呈现出上升趋势.按照这种发展态势,一年内水温在25e 以上的时间范围将逐渐扩大.另外,6、7月份的温度值波动比较剧烈,温度值离散程度较高,这可能与该地区的气候有关,太湖地区夏季各年气候条件差异比较大,变化较剧烈,常伴有雷雨天气;春秋季节的水温变化相对平缓,温度值离散程度较小,呈现明显的上升趋势.各月份水温年间变化速率有所差异,从图6中可以看出水温年际增长速率呈抛物线型,即春季增长速率最快,秋季次之,夏季增长最慢.图4 太湖春夏季各月平均水温的年际变化曲线Fi g .4 The mu lt-i year variati on ofm on t h l y m ean w ater te m perat ure i n s p ri ng and summ er i n Lake T ai hu203环境科学学报29卷3.3太阳辐射和水温与叶绿素a浓度关系分析太阳辐射和水温是太湖叶绿素a浓度的主要影响因子.适当的光照和水温为太湖蓝藻暴发提供了条件,致使水体中叶绿素a含量升高.本研究中以1993~2005年的太湖叶绿素a的数据,并结合太阳辐射及水温数据,对多年月平均太阳辐射总量与水温,以及水温与水体中叶绿素a浓度进行Pearson相关分析(见图7、8),可以发现,太阳辐射、水温与叶绿素a浓度三者之间呈较显著的正相关关系(p<0101).太阳辐射为水体提供热量以及为藻类的大量生长提供/食物0,太阳辐射量的增加将传递更多的热量使一年内适宜藻类大量生长的温度阈值范围扩大,对于太湖这样的富营养湖泊而言,蓝藻水华暴发的条件已经成熟.4讨论(D iscussion)虽然太阳辐射在特定地区的环境变化中的驱动因素还不明朗,但许多环境的变化与太阳辐射量直接或间接相关(Sm ith,2005).温室效应已经引起全世界的关注,全球变暖趋势进一步加快.太阳辐射是温室效应的直接能量来源,太阳辐射量的增加将有助于增强温室效应.由图7可以看出,太湖水温的变化与太阳辐射呈显著正相关关系(p<0.01).湖泊富营养化也是人类所面临的一个严重的环境问题.研究表明(黄漪平,2001),我国目前66%以上的湖泊、水库处于富营养化的水平,其中重富营养和超富营养占22%,使得富营养化成为我国湖泊目前乃至今后相当长一段时期内的重大水环境问题.2041期陈桥等:太湖地区太阳辐射与水温的变化特征及其对叶绿素a 的影响与湖泊富营养化相伴随的一个普遍现象就是许多浮游植物,尤其是藻类,通常会过度生长形成藻类的水华.光照和温度条件对藻类的生长产生重要的影响.由于铜绿微囊藻对强光的耐受性以及生长对能量的较低需求使其成为太湖水华的优势种群(孔繁翔等,2005).大量研究证明,多数蓝藻生长的最适温度范围为25~35e (H a et al .,1999;N ale w a j k o et al .,2001;林毅雄等,1998),较高的水温有利于蓝藻成为优势种群和水华的暴发(陈宇炜等,2001;王炜等,2003),水温低于15e 时蓝藻的生长会受到限制(Robarts et al .,1987).图9 4月份太湖叶绿素a 与水温的关系Fi g .9 The relati on s h i p b et w een ch l orophy l -l a and w ater te m perat u rei n Ap ril f ro m 1993to 2005i n Lak e Tai hu结合本研究中对太湖地区近几年太阳辐射和水温变化分析可以发现,太阳辐射(特别是光合有效辐射量)的逐年增加,为铜绿微囊藻的生长提供了充足的/食物0.当前太湖属于中富营养湖泊,当溶解氧、营养盐等其他条件都得到满足时,足够的光照为藻类的大量生长提供了基础,促使更多的太阳辐射能量进入生态系统向生物能转化.藻类生长达到一定的程度后会导致湖泊处于缺氧状态、水质恶化,严重威胁到其它生物的生存环境.因此,进入生态系统的能量传递平衡就被破坏,形成恶性循环.从时间上来讲,水温的逐年上升将会使藻类最佳生长时间提前,休眠及死亡时间推后,藻类大量生长周期延长.从表2和图3可以看出,目前最适宜藻类生长的月份包括6、7、8、9月.按照图4和图5中各月水温的增长速度,太湖蓝藻水华的提前暴发已经具备了良好的温度条件.目前,6月以前和9月以后已经出现个别年份温度蹿升至藻类最适生长的范围现象.这证明,太湖蓝藻水华暴发有从夏季往春秋季外延的趋势.图9反映了太湖1993~2005年(不包含4月份叶绿素a 值不完整的1994年、1996年、1997年、2000年、2004年的数据)4月份的水温与叶绿素a 的变化关系.春季4月份水温较高时,相应地水体中叶绿素a 的含量也较高.从以上对水温年际变化的分析,藻类在太湖这样的富营养化状态下会不断增加.2007年4月份的全太湖蓝藻水华提前大暴发以及引起的/无锡水事件0已经初步证实了本文的推断.渔业生产是自然界物质与能量循环的一部分,合理的鱼类种群结构通过下行效应能够优化浮游生物结构,有利于湖泊生态系统从藻型向草型的转变,从而提升湖泊生态系统改善水质的功能.光、热、水资源的拥有量和质量是决定一个水域光合生产力与鱼载量的重要条件(刘乃壮等,1997).太湖地区太阳辐射和水温的增加将会影响鱼类种群结构.另外,良好的光、热条件使藻类的大量生长反映出太湖相应鱼群的水体环境、新陈代谢和产量水平,将会破坏合理的鱼类种群结构,促使太湖从草型向藻型湖泊转变.综上分析,太湖地区太阳辐射和水温与叶绿素a 含量呈显著的正相关关系(p <0.01),目前太湖的太阳辐射和水温条件有利于藻类的生长,蓝藻水华的大量生长和暴发有从时间上前移的趋势.2007年4月太湖蓝藻水华全面暴发,相对往年从时间上提前了近一个月,说明适宜藻类复苏和大量生长的光照和温度条件已经提前成熟.5 结论(Conc l u si o ns)1)太湖地区1998年以后太阳辐射年总量(Q ),光合有效辐射(PAR )年总量,光合有效辐射占总辐射的比例(G =PAR #Q-1@100%)都呈上升趋势.2)总辐射和光合有效辐射的年内变化规律相似,夏季大,春秋季次之,冬季最小.光合有效辐射占总辐射的比例的年内变化曲线也呈现夏季大、冬季小的特征,其中,8月份G 出现一个较低值,这与当地该月的天气状况有关.3)太湖水温年内变化曲线规律显著,夏季大,冬季小,极大值出现在7、8月份,极大值出现在1月份.年际间相同时期水温逐年升高,高温有提前出现的趋势,并且延续的时间增长,水温年际增长速率春季最大,秋季次之,夏季最小.4)综合对太湖地区近几年太阳辐射和水温变205环境科学学报29卷化的分析可以看出,太阳辐射和水温特征都有利于太湖藻类的大量生长,蓝藻水华有可能较往年提前暴发并且持续时间逐年增加.责任作者简介:胡维平(1964)),男,理学博士,研究员,博士生导师.主要从事湖泊水动力学,湖泊生态模型和湖泊物理-生态工程研究,参加国家/七五0,/八五0及国际合作等多项课题的研究工作,发表研究论文八十多篇.目前正从事太湖富营养化生态模型及太湖水环境预警平台的研制与开发.参考文献(R eferences):C eres O,Reynol ds C S.1984.So m e effect of artifi ciall y-enh ancedanox i a on the gro w th of M icroc ystis aerug i nosa K tz.e m end.E lenk i n,w ith s peci al reference to the i n itiati on of its annual grow t hcycl e i n l akes[J].A rch H ydrob i o,l99:379)397陈宇炜,高锡云.2000.浮游植物叶绿素a含量测定方法的比较测定[J].湖泊科学,12(2):185)188C hen Y W,G ao X Y.2000.Co m pari son of t w o m et h ods f orphyt op lankton ch l orophy l-l a con cen trati on m eas u re m ent[J].J ou rnal of Lake Science,12(2):185)188(i n Ch i n ese)陈宇炜,秦伯强,高锡云.2001.太湖梅梁湾藻类及相关环境因子逐步回归统计和蓝藻水华的初步预测[J].湖泊科学,13(1):63)71C hen Y W,Q i n B Q,Gao X Y.2001.Pred icti on of b l u e-green al gaeb l oo m u si ng stepw is e m u lti p le regressi on bet w een al gae&relatedenvironm en tal factors i n M eiliang B ay,Lake T ai hu[J].J ou rnal of Lak e S ci en ce,13(1):63)71(i n Ch i n ese)C hen Y W,Q i n B Q,Teubner K,et a l.2003.Long-ter m dyna m ics ofphyt op lankton asse m blages:M icrocystis-do m i nati on i n Lak eT ai hu,a l arge s hall o w l ake i n Ch i na[J].Jou rnal of P l ank ton Res earch,25: 445)453丁惠萍,张社奇,冯秀绒.2003.太阳辐射与温室效应[J].物理,32(2):94)97D i ng H P,Zhang S Q,Feng X R.2003.Preli m i nary s t ud i es on solarrad i ati on and the greenhouse effect[J].Physics,32(2):94)97(i n Ch i nese)H a K,Cho E A,K i m H W,e ta l.1999.M icrocysti s b l oo m f or m ation i nthe l o w er N akdong River,Sou t h Korea:i m portance of hydrodyna m i cs and nutrient load i ng[J].M ari n e and Fres hw ater Research,50(1):89)94黄漪平.2001.太湖水环境及其污染控制[M].北京:科学出版社Hu ang Y P.2001.The w at er environm ent and poll u ti on control i n Lake Taihu[M].Beiji ng:Science Press(i n Ch i n ese)金相灿,屠清瑛.1990.湖泊富营养化调查规范(第2版)[M].北京:中国环境科学出版社,88)270J i n X C,Tu Q ke Eu troph i cati on Investi gati on S tandard [M].Beiji ng:C h i na Environm ental S ci en ce Press,88)270(i n Ch i n ese)孔繁翔,高光.2005.大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考[J].生态学报,2(3):589)595K ong F X,G ao G.2005.H ypothes i s on cyanob acteri a b loo m-for m i ng m ec h an i s m i n l arge shall ow eu troph ic l ake[J].Acta E cologia S i n ica,25:589)595(i n Ch i n ese)林毅雄,韩梅.1998.滇池富营养化的铜绿微囊藻生长因素的研究[J].环境科学进展,6(3):82)87L i n Y X,H an M.1998.The study gro w th fact or of t he M icroc ystis aerug inosa K tz duri ng eu troph icati on of D i an c h i Lak e[J].Advances i n Environm en t al S ci en ce,6(3):82)87(in Ch i nese)刘乃壮,刘建新,朱乃海.1997.淡水渔业与水体气候的关系[J].生态农业研究,5(2):15)19L i u N Z,L i u J X,Zhu N H.1997.The rel ati on bet w een fresh water fis h ery and the cli m ate of w ater bod i es[J].E co-agricu l ture R esearch,5(2):15)19(i n Ch i nese)刘伟龙,胡维平,陈桥.2007.不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究[J].生态环境,16(2):363)368L i u W L,H u W P,Chen Q.2007.Th e m orpho l og i cal p l asti cit y of P otam o g eton ma l a i anu s on t h e eff ect of sed i m ent s h ift and S ecch i dep t h variati on i n Taihu Lak e[J].E cology and Env i ron m en t,16(2):363)368(i n Ch i nese)N al ewa j ko C,M u rphy T P.2001.E ffects of te m perature and availab ilit y of n itrogen and phosphorus on t h e abund ance of An abaen a and M icrocystis in Lake B i w a,Japan:an exp eri m en tal app roach[J].Li m nology,2:45)48Robarts R D,Zohary T.1987.Te m perat ure effects on phot os ynthetic capaci ty,resp i rati on,and gro w t h rates of b l oom-f or m i ng cyanb acteria [J].M ari n e and Freshwater Research,21:391)399Sm it h H J.2005.Of sun li gh t,w ater,tree[J].S ci en ce,310(5745):19王炜,方志发,余卫东.2003.千岛湖蓝藻密度制约因素分析[J].黑龙江环境通报,27(2):60)63W angW,Fang Z F,Yu W D.2003.Researc h on restri cted f act ors of Cyanophyceae den sity i n Q i an-dao Lake[J].H eil ong ji ang Environm en t al J ourna,l27(2):60)63(i n Ch i nes e)张运林,秦伯强,陈伟民,等.2003.太湖无锡地区近40a来日照的变化特征分析[J].气象科学,23(2):231)237Zhang Y L,Q i n B Q,Chen W M,e t al.2003.The analys i s of vari ation characteristics of s un s h i ne i n the recen t f ort y years i n W uxi region [J].Scienti a M eteoro l og i ca S inica,23(2):231)237(i n Ch i nes e)张运林,秦伯强.2002.太湖地区光合有效辐射(P AR)的基本特征及其气候学计算[J].太阳能学报,23(1):118)123Zhang Y L,Q i n B Q.2002.Th e basic characteri sti c and cli m at o l og i cal calc u lati on of t he phot osyt heti cally avail ab le rad i ati on i n Ta i hu region [J].A ct a Energiae Solaris S i n i ca,23(1):118)123(i n Ch i n ese)赵孟绪,韩博平.2005.汤溪水库蓝藻水华发生的影响因子分析[J].生态学报,25(7):1556)1563Zhao M X,H an B P.2005.Analys is of factors affecti ng cyanob acteriab l oo m i n a trop ical reservoir(T angxi Reservoir,Ch i na)[J].ActaEco l og i ca S i n ica,25(7):1556)1563(i n Ch i nese)206。

相关文档
最新文档