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2.5中国湖泊与湿地
湖泊与湿地是地球表层系统中极为重要的自然地理单元,具有供水、防洪、养殖、休闲旅游、调节区域气候和维护生物多样性等生态功能.地理学家在湖泊湿地资源调查和保护、湖泊演化与全球变化(尤其是湖面变化)、湖泊污染和富营养化、湖泊湿地生态系统保护等方面开展了基础研究.年和年国际古湖沼大会和国际湖沼学大会在中国的召开,标志着中国湖沼和古湖沼研究进入国际前沿的新阶段.
2.5.1古湖沼学研究及大湖期争论
自20世纪60年代以来,大量古湖岸堤或湖相沉积遗存地貌被报道和发现,其年代学研究表明,位于季风-西风过渡区的许多湖泊自晚更新世以来都出现过剧烈的水位波动和湖面扩张与收缩,其中位于河西走廊东段的腾格里沙漠古大湖是研究晚更新世“大湖期”的典型代表之一.这些广泛存在的“大湖期”事件,其形成及古气候驱动机制不仅对干旱-半干旱区的水文气候变化和近地表粉尘释放产生重大影响,而且与季风环流和新构造运动等重要气候环境系统演化密切相关,成为开展特征地质时期气候环境变化以及亚洲季风和西风环流系统演化的关键议题之一.
对于大湖期的争论主要是对其形成时代的认识存在巨大分歧.青藏高原及周边沙漠和新疆等地,早期大量的14C测年结果显示大湖期出现在约40~25ka(对应于MIS3a),据此提出了“MIS3a大湖期”假说,并结合古气候模式分析,认为主要是亚洲季风环流或中纬度西风环流增强带来的充沛降水所致.随着新的定年技术在湖泊沉积物测年中的应用,大湖期的年代框架得到了重新厘定.湖岸堤石英OSL或钾长石的红外光测年结果显示,青海湖高湖面出现在末次间冰期(MIS5);尕海、居延海和*旗海等湖泊晚更新世最高湖面也出现在MIS5甚至更老.铀系等时线技术获得的纳木错古湖岸堤年代结果显示其大湖期出现于MIS5;而“吉兰泰-河套”OSL测年表明,该地区大湖期形成于60~50ka之前的某一时期.对典型“大湖期”的腾格里沙漠古大湖系统的OSL和14C测年对比研究结果发现,两种测年方法所得结果差别较大,OSL数据表明大湖期形成于MIS5,而传统研究基于14C的年代普遍年轻于实际沉积年龄.测年机理研究表明,两种测年结果的差异源自14C测年上限和后期污染造成对样品真实年龄的低估,这对重新认识晚更新世大湖期及环境意义具有重要的参考价值.
2.5.2湖泊污染与富营养化
湖泊水体的富营养化是全球性普遍现象.20世纪80年代以来,中国大多数湖泊都呈现出不同程度的污染与富营养化问题;但由于基础研究不足,对于如何治理存在许多争议,如浅水湖泊底泥内源污染要不要控制?蓝藻水华暴发的机制是什么?如何通过生态修复治理富营养化?通过一系列国家和部委资助的研究,基本厘清了上述基础理论问题.
针对大型浅水湖泊复杂的生态环境问题,发展了以“抓过程、释机理”为指导的浅水湖泊系统研究思想和多学科协同的野外原位观测、模拟与实验研究方法,基于遥感和高频自动监测技术,实现了对水文气象、水质、生物和蓝藻水华等多指标的高频在线监测,在中国湖泊污染和富营养研究方面取得了方法与理论的重要进展.揭示了大型浅水湖泊风浪扰动引起沉积物再悬浮致使内源营养盐大量释放,促进藻类大量生长繁殖,并在水动力扰动碰撞过程中形成大群体,在风浪减弱时快速上浮形成肉眼可见的藻类水华.同时,蓝藻水华堆积腐烂会造成沉积物表层极度缺氧,使得外源汇入蓄积湖底的磷不断被活化释放而增加内源污染负荷,加速营养盐循环利用,有助于蓝藻水华频繁暴发.另一方面,全球气候变暖和风速下降引起的湖泊温度升高、温跃层深度增加及湖泊化学性质改变等效应,也在一定程度上加剧富营养化,影响水体透明度从而导致水生植物消亡;并造成湖泊中浮游动物小型化,减弱下行效应更有利于蓝藻水华的维持.在更长时间尺度上的暖期(如隋唐暖期和中世纪暖期),夏季风增强引起的土壤侵蚀加剧导致输入湖泊营养物质的增加,也会引起自然条件下的高山湖泊富营养化,这对未来全球变暖背景下的湖泊富营养化预测和预防具有重要意义.
2.5.3中国湿地研究进展
湿地是分布于陆地系统和水体系统之间的、由陆地系统和水体系统相互作用形成的自然综合体,在全球生态系统中占有重要的地位,发挥着“地球之肾”和“碳库”等生态系统功能,在中国有广泛分布,尤其在东北和长江中下游地区.中国远在古代就已有湿地记载,历史悠久.中华人民共和国成立后中国科学院在东北布置地理研究所,重点开展湿地研究.年中国第一本湿地专业学术期刊《湿地科学》创刊,年第十届国际湿地大会首次在中国举办.从20世纪90年代开始,中国也对水稻田的CH4排放开展了大量的实验监测研究工作,发现冬灌田是CH4排放量最高的一类稻田,纠正了国际上严重高估中国和世界稻田的CH4排放量的错误.70年来,湿地学科在中国经历了从探索到创建新学科的艰苦历程,目前已初步形成了完整的学科体系,中国湿地研究逐渐形成了自己的特色,在湿地生物地球化学循环和温室气体排放、湿地生态水文与水资源、湿地生物多样性、湿地生态系统服务、湿地生态恢复与重建等方面取得了长足进展.
参考文献：
陈发虎,傅伯杰,夏*,吴铎,吴绍洪,张镱锂,孙航,刘禹,方小敏,秦伯强,李新,张廷*,刘宝元,董治宝,侯书贵,田立德,徐柏青,董广辉,郑景云,杨威,王鑫,李再*,王飞,胡振波,王杰,刘建宝,陈建徽,*伟,侯居峙,蔡秋芳,隆浩,姜明,胡亚鲜,冯晓明,莫兴国,杨晓燕,张东菊,王秀红,尹云鹤,刘晓晨.近70年来中国自然地理与生存环境基础研究的重要进展与展望[J].中国科学:地球科学,,49(11):-.
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