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冰封-非冰封条件下达里湖TDS空间变化及影响因素
1
作者 张博尧 李文宝 +2 位作者 郭鑫 史玉娇 杜蕾 《干旱区资源与环境》 CSCD 北大核心 2024年第8期149-158,共10页
溶解性固体总量(TDS)是水循环过程的关键示踪剂之一。特别是寒旱区,湖泊既经历冬季冰封期,也会接受夏季集中大气降水输入,这导致不同深度湖水TDS含量对应了补给源水化学特征。基于此,文中以内蒙古达里湖为目标,持续采集了2018至2020年湖... 溶解性固体总量(TDS)是水循环过程的关键示踪剂之一。特别是寒旱区,湖泊既经历冬季冰封期,也会接受夏季集中大气降水输入,这导致不同深度湖水TDS含量对应了补给源水化学特征。基于此,文中以内蒙古达里湖为目标,持续采集了2018至2020年湖水(冰)等样品共324个,系统分析了湖泊TDS含量的变化特征,并结合氢、氧稳定同位素(δD和δ^(18)O)变化,探讨了冰封-非冰封状态下补给源差异对TDS变化的影响。结果表明:1)冰封条件下冰中TDS含量较低(平均约213mg/L),对应冰体中δD和δ^(18)O值最富集(约-24.25‰和-1.22‰),而水体TDS含量相对较高(平均约483mg/L),但δD和δ^(18)O值相对贫化(约-33.56‰和-2.35‰);在非冰封期,TDS含量随水深增加小幅下降,而δD值和δ^(18)O值(平均值-32.375‰和-2.09‰)则比冬季水体更加富集。特别地,夏季湖水d-excess值明显偏负,显示大气降水等补给量增加。2)虽然达里湖水样中TDS与δD、δ^(18)O值变化过程相似,但是由于不同水深补给源以及外界环境条件差异导致于表层水主要受大气降水、河流输入和结冰过程等影响而深层水主要受地下水输入影响,因此造成表层水中TDS与同位素值相关性在非冰封阶段较低,而冰封条件下由于“冷冻浓缩”影响而相关性较高;而底层水受不同深度地下水补给过程差异影响,导致深水区(水深>7.0m)底层水TDS含量与同位素值的相关性在冰封-非冰封条件下均较高。特别地,达里湖TDS含量变化与d-excess值呈明显反相关系,指示蒸发和大气降水对湖泊水文化学特征的影响,进一步显示TDS含量变化受到水文循环过程的影响。 展开更多
关键词 TDS 氢氧同位素 补给来源 冰封期 达里湖
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黄河内蒙段开河期细菌群落结构特征研究
2
作者 史玉娇 李文宝 郭鑫 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1487-1496,共10页
为探索黄河内蒙段开河初期水-土介质中细菌群落组成情况及生态网络结构,于2021年4月中旬进行取样,共获得黄河水样6个和土样4个.利用16S rRNA基因高通量测序方法对水、土样品进行测定,并从菌门及菌属水平对二者的细菌群落组成进行了分析... 为探索黄河内蒙段开河初期水-土介质中细菌群落组成情况及生态网络结构,于2021年4月中旬进行取样,共获得黄河水样6个和土样4个.利用16S rRNA基因高通量测序方法对水、土样品进行测定,并从菌门及菌属水平对二者的细菌群落组成进行了分析.结果显示:河漫滩土样细菌群落结构的分布较水样更为分散,且土样中细菌群落丰富度、均匀度及多样性均高于水体,二者多样性存在显著的组间差异;在菌门水平上,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门等是构成水-土样品的优势细菌门类,其中变形菌门在河水中相对丰度均值约为36.57%,在土样中则下降到25.39%,而酸杆菌门主要存在土样中,相对丰度约为14.17%;在菌属水平上, hgcI_clade(6.19%~12.75%)、CL500-29_marine_group(2.97%~5.05%)和Acinetobacter(0.74%~12.24%)是水体中的优势菌属,而norank_f__norank_o__norank_c__KD4-96(1.95%~4.91%)、 norank_f__norank_o__Vicinamibacterales(2.35%~4.67%)和norank_f__Gemmatimonadaceae (2.20%~4.73%)是土样中的优势菌属;不同菌属对水-土细菌群落结构的响应并不一致,其中分别归属于酸杆菌门和芽单胞菌门的norank_f__norank_o__Vicinamibacterales及norank_f__Gemmatimonadaceae等是联系水-土细菌群落的主要菌属,而归属于放线菌门的hgcI_clade和CL500-29_marine_group等是造成水、土优势菌门存在差异的主要菌属;虽然土样较水样拥有更大的生态网络结构,且Delftia、Candidatus_Methylopumilus、Arthrobacter和Rb41等是维持黄河内蒙段水、土介质生态网络结构的关键菌属,但相较于土样网络结构,水体网络结构中不同模块关键菌门及菌属间的生态功能较为一致. 展开更多
关键词 细菌群落 水土介质 网络结构 开河期 黄河内蒙段
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冰封状态下达里湖冰-水中浮游细菌群落结构差异 被引量：6
3
作者 李文宝 杨旭 +1 位作者 田雅楠 杜蕾 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2276-2286,共11页
细菌是湖泊生态环境、物质能量循环的关键参与者.为了解寒旱区湖泊冰封状态下上部水体中浮游细菌群落结构变化特征,于2019年1月中旬,在内蒙古达里湖进行了15个取样点处的湖冰底层、冰下表层水等样品("底冰"和"表水"... 细菌是湖泊生态环境、物质能量循环的关键参与者.为了解寒旱区湖泊冰封状态下上部水体中浮游细菌群落结构变化特征,于2019年1月中旬,在内蒙古达里湖进行了15个取样点处的湖冰底层、冰下表层水等样品("底冰"和"表水")的采集与分析.结果表明,在门类水平上,达里湖底冰中浮游细菌群落多样性比表水中略低,且优势浮游细菌门类的相对含量出现明显冰-水差异.虽然底冰和表水中优势浮游细菌门类均由Proteobacteria、Actinobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidetes、Verrucomicrobia、Planctomycetes、Tenericutes及Gemmatimonadetes等组成,但Proteobacteria的相对含量在底冰中平均达到63.64%,而表水中的平均相对含量下降到26.75%,明显小于Actinobacteri的平均相对含量(39.10%).再者,由于冰封过程中"冷冻浓缩"作用导致氮(N)、磷(P)等元素迁移幅度不同,促使底冰和表水中Proteobacteria和Actinobacteria等优势细菌门类相对含量存在明显的差异响应,导致主要浮游细菌属种的相对含量出现冰-水明显不同.整体上,总磷(TP)和溶解性总磷(DTP)等变化成为影响底冰中优势细菌门类结构变化的环境因子,而溶解态无机磷(DIP)和氨氮(NH_(4)^(+)-N)等变化成为影响表水中优势细菌门类结构变化的环境因子.显然,不同形态N、P元素的迁移幅度等成为影响冰封状态下湖泊表层水体中浮游细菌结构差异的主要影响因素,这也将为进一步分析寒旱区湖泊水生态环境提供基础数据. 展开更多
关键词 冰封 元素迁移 浮游细菌 结构 达里湖
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近1800年以来内蒙古达里湖浮游植物群落演变及驱动因素
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作者 郭鑫 李文宝 +2 位作者 史小红 刘晶晶 史玉娇 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1268-1278,共11页
湖泊是地质历史上区域生态环境演变的重要载体,其沉积物中包含了丰富的环境演变信息。达里湖是典型的草原内陆封闭型湖泊,位于东亚夏季风的北部边缘,地理位置关键。本研究基于在达里湖采集的约238 cm沉积物岩芯(GDL-1),通过210 Pb和137 ... 湖泊是地质历史上区域生态环境演变的重要载体,其沉积物中包含了丰富的环境演变信息。达里湖是典型的草原内陆封闭型湖泊,位于东亚夏季风的北部边缘,地理位置关键。本研究基于在达里湖采集的约238 cm沉积物岩芯(GDL-1),通过210 Pb和137 Cs(岩芯上部20 cm)、AMS 14 C测年,以及沉积物样品中甾醇等生物标志物含量分析,重建了近1800年以来达里湖硅藻、蓝藻等典型藻类含量的演化历史,并结合总氮(TN)、总磷(TP)、盐度(Sr/Ba)和温度(T)等环境代用指标,分析藻类群落的主要影响因素。结果显示达里湖典型藻类总量平均为2.03 ng/g(最高6.69 ng/g,最小0.53 ng/g),其中蓝藻占比平均为60%,绿藻和硅藻占比平均为20%;环境因子对硅藻、蓝藻和典型藻类生物量的解释率分别为47.7%、55.20%和48.10%,T、TN和Sr/Ba是影响浮游植物群落的主要影响因素;硅藻占比与温度呈显著负相关,小冰期硅藻占比最高,中世纪暖期占比最低;在达里湖的高盐环境下,湖泊营养盐浓度对藻类的影响受到限制,成为藻类等生长的限制因素;Sr/Ba小于0.9时,硅藻含量与典型藻类总量随着Sr/Ba值的升高而增加,Sr/Ba大于0.9时,典型藻类总量与Sr/Ba值呈负相关关系,而硅藻则表现出对盐度具有一定的耐受性;整体上,近1800年以来,区域或全球性气候事件通过改变达里湖盐度、营养元素浓度和温度来影响典型藻类群落结构。在暖期阶段,蒸发作用增强等导致的湖泊盐度增加成为达里湖典型藻类群落结构演变的主要影响因素;在冷期,营养元素浓度和温度的降低成为湖泊水体浮游植物生物量的主要影响因素。 展开更多
关键词 生物标志物 浮游植物 群落结构 近2000年 达里湖
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氢氧稳定同位素对达里湖水体蒸发与补给来源的指示作用 被引量：5
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作者 郭鑫 李文宝 孙标 《干旱区研究》 CSCD 北大核心 2021年第4期930-938,共9页
为了研究稳定同位素质量平衡法在寒旱区封闭型内陆湖泊水量平衡计算中的适用性,以内蒙古高原达里湖作为研究区域,基于流域水体样品中氢氧稳定同位素(δD、δ18O)特征分析,讨论了δD、δ^(18)O对水体蒸发和补给来源的指示作用。结果表明... 为了研究稳定同位素质量平衡法在寒旱区封闭型内陆湖泊水量平衡计算中的适用性,以内蒙古高原达里湖作为研究区域,基于流域水体样品中氢氧稳定同位素(δD、δ18O)特征分析,讨论了δD、δ^(18)O对水体蒸发和补给来源的指示作用。结果表明:夏季达里湖水体氢氧稳定同位素值不断减小,其主要受到降水过程的影响;冬季结冰过程使得氢氧同位素在冰体中富集。达里湖湖水δ^(18)O-δD关系点落在了当地大气降水线的右下方,显示湖区水体蒸发最为强烈;部分河水和地下水δ^(18)O-δD关系点落在当地大气降水线左上方,显示当地大气降水并非其地下水的主要补给来源。利用稳定同位素质量平衡法对2018年达里湖蒸发量和地下水补给量进行估算,结果显示年蒸发量约为2.69×10^(8) m^(3),全年地下水补给量约为1.65×10^(8) m^(3)。在考虑动力分馏和初始水体同位素组成的条件下,利用水体稳定同位素分馏过程中δD与剩余水体比例的关系,计算得到达里湖湖水蒸发损失量约为初始水体的41%~46%。 展开更多
关键词 氢氧稳定同位素 蒸发 补给 达里湖
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