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毕业论文网 > 开题报告 > 地理科学类 > 应用气象学 > 正文

基于水平衡法对太湖水-气界面CO2通量时空变化特征的研究开题报告

 2022-01-04 21:10:00  

全文总字数:12693字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

由于受人为活动的强烈影响,近20年来,大气中的温室气体浓度,如co2、ch4及n2o持续升高[1],由此导致的全球气候变暖及一系列生态环境问题,严重威胁了人类自身的生存和社会经济的持续发展。co2是大气中除水汽以外浓度最高的一种温室气体[2],据预测,如果co2以目前的排放速率持续下去,地球表面的气温则有可能每10年上升0.2℃[3]。经研究发现,湖泊是大气中co2重要的自然源。国外学者在这方面的研究大多数集中于生产力不高的中小型湖泊、深水湖,生态类型和水文特性也比较简单,但近几年研究表明亚热带的浅水湖泊将会成为新的排放热点[4, 5]。而且当前的湖泊富营养化日益严重,这将有可能促使co2排放增加[6]。因此,在富营养化条件下,亚热带浅水湖泊的co2排放特征成为全球温室气体循环研究中亟待解决的科学问题。

太湖是我国第三大淡水湖泊,也是我国亚热带地区大型的浅水湖泊,近年来水环境日益恶化,蓝藻频繁爆发[7, 8],在该条件下准确评价太湖co2排放量可为该区域温室气体排放的准确估算及co2减排的制定提供一定的理论支持,同时也为亚热带其他大型浅水湖泊温室气体的研究提供借鉴和参考。

近年来国内外开展对水体co2排放的监测、估算与评价时,最常用的三种方法是静态箱法、水平衡法、涡度相关法。静态箱法虽然可以实现定点上较为精确的观测,但由于水体co2的排放具有较为复杂的时空分布规律,故该方法在较大时空尺度的研究中较为局限[9]。涡度相关法测定通量时对被测水面的环境要求比较高,水面扰动对观测结果影响较大[10]。同时,涡度相关法所测定的通量贡献区在数公里以内,对于区域面积较大的水体而言,其测定结果不具有空间上的代表性。水平衡法可以实现对较大区域的快速连续观测[9],其不确定性在于气体交换系数,当该值的精度得到满足时,水平衡法的计算结果较为准确。因此本文采用水平衡法,通过对2011~2016年采集到的太湖梅梁湾站和全湖29个采样点及环湖51条出湖及入湖河道水样中的co2浓度进行分析,定量得到太湖co2的排放通量,在明确co2通量排放的时空变化特征的基础上分析其影响因子。

国内外研究现状

2.1水体co2通量的主要研究方法

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2. 研究的基本内容

(1)太湖水-气界面co2通量的时间变化特征

分析2011~2016年太湖水-气界面co2通量的季节变化和年际变化。

(2)太湖水-气界面co2通量的空间变化特征

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

4.1实施方案

4.1.1研究地概况

太湖位于长江三角洲地区,是我国第三大淡水湖,也是亚热带地区大型的浅水湖泊(面积2338km2,平均水深1.9m)。太湖年平均气温为16.5~17.1℃,且月平均最高气温出现在7、8月,最低气温出现在1月;年平均湿度为69.8~71.1%,夏季湿度较大;年平均风速为2.53~2.68m/s,且年际变化小;年降水量为931.1~1376mm,且年际变化大;累积日照时数为1630.2~1846.4h,日照充沛[10]。当前太湖面临的主要环境问题是湖泊富营养化,根据太湖污染物输入的空间变化和水体植被的分布情况,可以将太湖划分为七个富营养化不同的湖区,分别为梅梁湾、贡湖湾、东沿岸区、东太湖、西南沿岸区、西北沿岸区和湖心区[39]。其中,东沿岸区因沉水植物较多水质较好,而西北沿岸区因污染物大量输入属于富营养化严重区。

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4. 参考文献

[1]hartmann d.l., tank a.m.g.k., rusticucci m. ipcc fifth assessment report, climate change 2013: the physical science basis[j]. 2013. [2]吴兑. 温室气体与温室效应[m]: 气象出版社, 2003. [3]李香华. 太湖水—气界面温室气体通量及时空变化特征研究[d]. 河海大学, 2005. [4]kirschke s., bousquet p., ciais p., et al. three decades of global methane sources and sinks[j]. nature geoscience, 2013. 6(10): 813-823. [5]nisbet e.g., dlugokencky e.j.,bousquet p. methane on the rise—again[j]. science, 2014. 343(6170): 493-495. [6]martinez d., anderson m.a. methane production and ebullition in a shallow, artificially aerated, eutrophic temperate lake (lake elsinore, ca)[j]. science of the total environment, 2013. s 454–455(5): 457-465. [7]hu w., j?rgensen s.e., zhang f., et al. a model on the carbon cycling in lake taihu, china[j]. ecological modelling, 2011. 222(16): 2973-2991. [8]秦伯强. 太湖生态与环境若干问题的研究进展及其展望[j]. 湖泊科学, 2009. 21(4): 445-455. [9]赵炎, 曾源, 吴炳方, 等. 水库水气界面温室气体通量监测方法综述[j]. 水科学进展, 2011. 22(1): 135-146. [10]肖启涛. 太湖水—气界面温室气体(co_2、ch_4、n_2o)通量研究[d]. 南京信息工程大学, 2014. [11]matthews c.j., st louis v.l., hesslein r.h. comparison of three techniques used to measure diffusive gas exchange from sheltered aquatic surfaces[j]. environmental science technology, 2003. 37(4): 772-780. [12]e. duchemin, m. lucotte and r. canuel. comparison of static chamber and thin boundary layer equation methods for measuring greenhouse gas emissions from large water bodies[j]. environ.sci.technol, 1999. 33(2): 350-357. [13]reeburgh w.s., king j.y., regli s.k., et al. a ch4 emission estimate for the kuparuk river basin, alaska[j]. journal of geophysical research atmospheres, 1998. 1032(d22): 29005-29014. [14]tremblay a., lambert m., gagnon l. do hydroelectric reservoirs emit greenhouse gases?[j]. environmental management, 2004. 33(1): s509-s517. [15]gurin f., abril g., ser?a d., et al. gas transfer velocities of co2 and ch4 in a tropical reservoir and its river downstream[j]. journal of marine systems, 2007. 66(1–4): 161-172. [16]邢阳平, 杨洪, 倪乐意. 武汉东湖夏季水-气界面co2、ch4通量研究[j]. 2004. [17]陈永根, 李香华, 胡志新, 等. 中国八大湖泊冬季水-气界面co2通量[j]. 生态环境学报, 2006. 15(4): 665-669. [18]林茂. 鄱阳湖水—气界面温室气体通量研究[d]. 北京林业大学, 2012. [19]raymond p.a., cole j.j. gas exchange in rivers and estuaries: choosing a gas transfer velocity[j]. estuaries and coasts, 2001. 24(2): 312-317. [20]frankignoulle m., abril g., borges a., et al. carbon dioxide emission from european estuaries[j]. science, 1998. 282(5388): 434-436. [21]jonsson a., karlsson j., jansson m. sources of carbon dioxide supersaturation in clearwater and humic lakes in northern sweden[j]. ecosystems, 2003. 6(3): 224-235. [22]demarty m., bastien j., tremblay a. annual follow-up of gross diffusive carbon dioxide and methane emissions from a boreal reservoir and two nearby lakes in qubec, canada[j]. biogeosciences, 2011. 8(1): 41-53. [23]姚骁, 李哲, 郭劲松, 等. 水-气界面co_2通量监测的静态箱法与薄边界层模型估算法比较[j]. 湖泊科学, 2015. 27(2): 289-296. [24]于贵瑞, 孙晓敏. 陆地生态系统通量观测的原理与方法[m]: 高等教育出版社, 2006. [25]huotari j., ojala a., peltomaa e., et al. long-term direct co2 flux measurements over a boreal lake: five years of eddy covariance data[j]. geophysical research letters, 2011. 38(38): 113-120. [26]norman m., rutgersson a., s?rensen l.l., et al. methods for estimating air–sea fluxes of co2 using high-frequency measurements[j]. boundary-layer meteorology, 2012. 144(3): 379-400. [27]刘辉志, 冯健武, 孙绩华, 等. 洱海湖气界面水汽和二氧化碳通量交换特征[j]. 中国科学:地球科学, 2014(11): 2527-2539. [28]吕迎春, 刘丛强, 王仕禄, 等. 贵州喀斯特水库红枫湖、百花湖p(co2)季节变化研究[j]. 环境科学, 2007. 28(12): 2674-2681. [29]嵇晓燕, 崔广柏, 杨龙元, 等. 太湖水-气界面co2交换通量观测研究[j]. 环境科学, 2006. 27(8): 1479-1486. [30]陈桥, 韩红娟, 翟水晶, 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[j]. 环境科学学报, 2009. 29(1): 199-206. [31]苏睿丽, 李伟. 沉水植物光合作用的特点与研究进展[j]. 植物学报, 2005(s1): 128-138. [32]sobek s., tranvik l.j., cole j.j. temperature independence of carbon dioxide supersaturation in global lakes[j]. global biogeochemical cycles, 2005. 19(2): 99-119. [33]wanninkhof r., mcgillis w.r. a cubic relationship between air‐sea co2 exchange and wind speed[j]. geophysical research letters, 1999. 26(13): 1889-1892. [34]crosswell j.r., wetz m.s., hales b., 等. air‐water co2 fluxes in the microtidal neuse river estuary, north carolina[j]. journal of geophysical research, 2012. 117(c8): 8017. [35]王跃思. 中国陆地和淡水湖泊与大气间碳交换观测[m]: 科学出版社, 2008. [36]soumis n., duchemin ., canuel r., et al. greenhouse gas emissions from reservoirs of the western united states[j]. global biogeochemical cycles, 2004. 18(3): 73-73. [37]xing y., xie p., yang h., et al. methane and carbon dioxide fluxes from a shallow hypereutrophic subtropical lake in china[j]. atmospheric environment, 2005. 39(30): 5532-5540. [38]赵炎, 曾源, 吴炳方, 等. 三峡水库香溪河支流水域温室气体排放通量观测[j]. 水科学进展, 2011. 22(4): 546-553. [39]zhao g., gao j., tian p., et al. erratum to: spatial–temporal characteristics of surface water quality in the taihu basin, china[j]. environmental earth sciences, 2011. 64(3): 809-819. [40]tvi a. greenhouse gas emissions -- fluxes and processes : hydroelectric reservoirs and natural environments[j]. apress, 2005. 7(2): 111-127. [41]wanninkhof r. relationship between wind speed and gas exchange over the ocean[j]. journal of geophysical research atmospheres, 1992. 12(6): 351-362.

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