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湖水基本物理化学性质和浮游生物变化
湖水基本物理化学性质变化
水温和盐度是湖泊对气候变化响应的重要物理化学指标。对纳木错水温与气温变化的观测和模拟研究发现,1979—2012 年湖水表层夏季平均水温升高率为 (0.52℃±0.25℃)/10 a,湖水温跃层(湖水上部具有水温季节变化的薄层与下部水温相对稳定的厚层之间出现水温急剧下降的层)的分层开始日期以 (4.20±2.02) d/10 a 的速率提前,而分层的持续时间以(6.00±3.54) d/10 a 的速率递增,因子相关分析表明,气温升高和湖水接受的长波辐射是造成湖泊水温上升、温跃层提前和持续时间延长的主要原因。对色林错最近 40 年的盐度变化比较显示,湖水矿化度已经从 1979 年的 18.5 g/L 下降到 2017 年的 12.4 g/L,而大量的以降水为主的淡水补给则是造成湖泊盐度下降的主要原因。
湖泊透明度不仅是湖泊水体的基本物理化学指标,也对湖泊水生生态环境具有重要影响。对青藏高原 24 个具有不同透明度变化的湖泊研究表明,湖泊水色与其透明度具有很好的相关性。影响湖泊水色的 3 个要素是湖水中的浮游植物叶绿素、有机黄色物质和无机悬浮物。青藏高原地区气候环境恶劣,大多数湖泊基本不受人类活动影响,湖泊生态系统生产力与内外源有机质输入微弱。作者调查实测数据表明,该地区大部分湖泊叶绿素 a 浓度仅为 0.1—5μg/L,有机质含量和悬浮物浓度仅为 0.1—10 mg/L。因此,影响青藏高原湖泊水色,进而决定其透明度变化的主要因素是溶解性物质及其浓度。利用水色-透明度反演模型 重建的 2000—2017 年青藏高湖泊透明度变化结果表明,在所研究的 152 个湖泊中,有 91 个表现出明显的透明度增加(增加率为 0.09 m/a),而其他 61 个湖泊呈现透明度下降(下降率为−0.04 m/a),这说明整个青藏高原的湖泊透明度在 2000—2017 年具有增加的态势(图 3),而湖泊透明度增加与降水的变化具有显著的正相关关系。
图 3 青藏高原面积大于 50 km 2 的湖泊 2000 — 2017 年的透明度(以 SD 深度计算)变化
蓝色圆圈表示湖泊 SD 深度增加,红色圆圈表示湖泊 SD 深度下降;圆圈的大小对应于变化率的绝对值