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期刊信息/Journal information
湖泊科学
中国科学院南京地理与湖泊研究所 中国海洋湖沼学会
湖泊科学

中国科学院南京地理与湖泊研究所 中国海洋湖沼学会

王苏民

双月刊

1003-5427

jlakes@niglas.ac.cn;jlakes@ptt.js.cn

025-86882041

210008

南京市北京东路73号

湖泊科学/Journal Journal of Lake SciencesCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>> 《湖泊科学》(; ISSN 1003-5427)创刊于1989年，由中国科学院南京地理与湖泊研究所和中国海洋湖沼学会联合主办，主要报道湖泊（含水库）及其流域在人与自然相互作用下资源、生态、环境变化的最新研究成果，刊载与湖泊科学有关的各学科（如物理学、化 学、生物学、生态学、地质学、地理学等）以及湖泊工程、流域综合管理的理论性或应用性研究论文、简报和综述.
正式出版
收录年代

    小水电站对赤水河连通性影响评估及恢复对策

    赵文通贺蔚赵先富陈锋...
    253-265页
    查看更多>>摘要：赤水河作为长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区的重要组成部分,其生态连通性对于长江上游特有鱼类至关重要.但赤水河流域内广泛分布的小水电站严重影响了该区域的连通性.本研究收集了赤水河流域小水电站的空间位置、建设年份、装机容量等详细信息,并采用树状水系连通性指数(DCI)、溪流连续性指数(SCI)、河流破碎化指数(CAFI)和新提出的改进的河流破碎化指数(CAFIM)全面评估小水电站对赤水河流域水系连通性影响的时空变化.研究发现,赤水河流域几乎每条河流都建有小水电站,主要分布在低阶河流.DCI和SCI指数表明,随着电站数量的增加,赤水河流域的连通性显著下降,中下游地区连通性低于上游地区.CAFI和CAFIM指数揭示了类似的趋势,随小水电站的建设河流破碎化程度不断加剧,特别是在习水河、大同河和桐梓河流域表现显著.CAFIM指数将小水电站的装机容量因素纳入考虑,能够更加全面准确地评估小水电站的影响.CAFIM指数相较于传统指标,对装机容量变化更为敏感,能有效反映大型电站的影响.根据CAFIM等指数评估结果,研究评估了赤水河流域内各小水电站障碍物的优先级,提出应优先整改位于高阶河流且装机容量大的电站,以最大程度地改善流域连通性.根据各指数评估结果,研究发现电站的位置和装机容量是决定其优先拆除顺序的关键因素,位于高阶河流且装机容量大的电站(如金阳、圆满贯等)的拆除对改善流域连通性效果最为显著.该研究全面评价了赤水河流域的连通性状况,提出了优化小水电站拆除的策略,为该流域生态修复提供了决策依据,对保护长江上游特有鱼类具有重要意义.本研究为小水电站对流域河网连通性的评估及恢复对策提供了理论基础和方法支持.

    河流连通性小水电站改进的河流破碎化指数CAFIM连通性指数赤水河流域

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    基于氢氧稳定同位素的鄱阳湖流域"五河"新水比例及其滞留时间量化研究4

    李楷文丁梦瑶范宏翔吴华武...
    266-278,中插27页
    查看更多>>摘要：流域河流新水比例和滞留时间是表征径流过程以及污染物、营养物质运输的重要参数.确定水的来源及其在流域内的滞留时间,对于理解流域水文过程和功能至关重要.为了定量解析鄱阳湖流域河流的新水比例和滞留时间,本文通过对鄱阳湖流域降水及河水(赣江、修河、信江、抚河、饶河,以下简称"五河")稳定同位素(δ18O和δD)的高频率监测与分析,利用正弦拟合方法分析了降水和河水δ18O和δD值的变化.结果表明:(1)"五河"河水及降水氢氧同位素表现出相似的季节变化特征,雨季(5-7月)较为贫化,旱季(12月—次年2月)较为富集,河水同位素变化与局地降水同位素、地下水同位素密切相关,说明流域内不同水体之间存在良好的水文连通性;(2)"五河"流域内小于3个月的新水占比范围为3％～42％,流域内滞留时间范围为123.83～2495.0 d,其中赣江平均滞留时间最长、新水比例最低,乐安河和昌江的新水比例最高、平均滞留时间最短;(3)流域面积和单位面积上干流长度是"五河"流域新水比例的主要控制因素,坡度与新水比例存在负相关关系,但其负相关性被单位面积上干流长度与新水比例的正相关性所掩盖;(4)修河、赣江流域较其他流域显著受到蒸发分馏的影响;(5)鄱阳湖湖水同位素值明显高于河水,且在湖口站点湖水同位素值较都昌站点偏低,这表明湖口站湖水受长江来水和蒸发分馏的影响.该研究结果有助于对鄱阳湖流域水文联系和水文过程进行解析,可为流域污染物的输移模拟及其机制阐释等提供科学参考.

    鄱阳湖流域新水比例平均滞留时间氢氧同位素水文过程

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    基于概念性水文模型与长短时记忆模型耦合的汉江上游流域径流模拟

    邓超孙培源尹鑫邹佳成...
    279-292页
    查看更多>>摘要：为了探究概念性水文模型(GR4J)与长短时记忆模型(LSTM)耦合过程中物理模型参数反馈机制以及考虑土壤含水量作为中间变量对物理引导机器学习(PIML)模型径流模拟的影响,本研究构建了 PIML模型并设置考虑参数反馈、考虑中间变量和两者同时考虑的3种方案(依次简称为H1、H2、H3),以安康站为控制站的汉江上游流域开展实例研究.结果表明:(1)3种PIML模型径流模拟效果均优于LSTM模型,其中验证期纳什系数(NSE)平均提升10.6％,而PIML-H1与PIML-H3模型径流模拟效果优于GR4J模型,验证期NSE平均提升4.2％,其中PIML-H3模型在3种PIML模型中表现最佳,表明基于LSTM和GR4J模型构建的PIML模型对径流模拟效果有所改善,且同时考虑中间变量和参数反馈因素时对径流模拟效果改善最佳;(2)3种PIML模型对低水流量的模拟效果均优于GR4J和LSTM模型,且PIML-H3模型效果最佳,而对于高水流量,3种PIML模型均表现不佳,说明PIML模型往往在模拟低流量事件中更占优势;(3)3种PIML模型的径流模拟效果均表现出较强的季节性变化,PIML-H2和PIML-H3模型相较于PIML-H1模型受到的季节性变化影响更为明显,说明PIML模型模拟径流结果的季节性变化受到中间变量的影响.研究可为汉江上游流域径流模拟预报提供技术支撑.

    物理引导机器学习径流模拟中间变量GR4JLSTM汉江

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    金沙江下游梯级水电开发引起的水温累积效应分析

    胡光洋杨中华白凤朋任玉峰...
    293-303页
    查看更多>>摘要：金沙江下游梯级水库群在流域水温调控中扮演着关键角色,然而,对于梯级水库联合运行对下泄水温影响的认识仍然不够充分.本研究基于金沙江下游龙街(三)、乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水文站长序列实测水温数据,从水温基线偏移、相位偏移和极值变幅3方面定量分析了金沙江下游梯级水库在不同运行阶段对沿程水温的累积影响.结果表明:(1)金沙江下游梯级水库建成后"热源效应"显著,乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝年均下泄水温逐年升高,年内水温变幅较天然水温最大减小4.1、2.4、1.6、3.2℃,沿程增温率由天然状态的0.348 ℃/100 km降至现阶段的0.256℃/100 km.(2)随着建库时间的增长,金沙江下游梯级水库水温累积程度逐渐增强,变化速度趋缓,至2022年四级水电全部投产运行后,乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝下泄水温比天然水温分别滞后19、58、49、65 d.(3)金沙江下游4个水库中白鹤滩对水温的影响最大,且不同类型水库在水温传递和累积方面呈现出独特的规律,混合型水库作为"龙头"水库时表现为正效应,稳定分层型水库表现为正效应,不稳定分层型和过渡型水库在不同阶段分别表现出正效应和负效应.本研究对于优化水资源管理、提高水电效益具有指导作用,同时为维护下游生态系统的健康提供了科学依据.

    金沙江下游梯级水库水温累积效应

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    基于SIMSTRAT的近20年内蒙古南湖冰厚生消特征分析

    朱云印罗红春冀鸿兰薛中姝...
    304-317页
    查看更多>>摘要：湖冰是冰冻圈水文学的重要研究对象,湖冰的生消对气候变化极其敏感,可以作为气候变化的指示因子,并通过影响湖泊与大气之间的物质能量交换,调节区域气候和湖泊生态系统.湖冰厚度是研究湖冰生消过程的关键变量,明晰其生消特征对于揭示气候变化下湖泊响应过程具有重要的理论价值和现实意义.本文以内蒙古南湖湖冰为研究对象,基于2013-2017年和2022-2023年原型测冰数据,利用ERA5-Land再分析数据作为大气强迫场,通过SIMSTRAT湖泊过程模型重建2003-2022年内蒙古南湖完整冰厚生消过程并分析其变化特征.结果表明:1)SIMSTRAT模型模拟与原型观测得到的初冰日和终冰日平均偏差为3.40 d,冰厚数据平均偏差为1.29 cm,平均绝对误差为1.29 cm,均方根误差为1.90 cm.模拟结果与现场观测结果具有较高的一致性.2)2003-2022年南湖封冻期平均持续119 d,冰厚生长期、平衡期、融化期平均日数分别为64、34、21 d.南湖封冻期整体呈缩短趋势,缩短率为4.27 d/10 a;其中,融化期年际变化幅度较大,缩短率为3.67 d/10 a.3)近20年,南湖年均冰厚介于14～30 cm之间,2012-2017年冰厚年际波动剧烈,整体呈下降趋势.南湖冰厚在每年12月与1月以0.43和0.55 cm/d的速率快速增加,3月以0.74 cm/d的融化速率快速融化.4)SIMSTRAT模型揭示了南湖冰厚生消受气温、降水、风速等气象因素综合影响.气温是影响冰厚生消特征的主要因素,累积气温降低会显著延长冰厚生长期和平衡期日数,同时增大当年最大冰厚;降水量和风速对冰厚生消特征也存在不同程度影响.

    湖冰物候冰厚SIMSTRAT模型内蒙古南湖

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    兴伊措古生态记录揭示的近300年来气候变化及人类活动对青藏高原东南缘湖泊的影响

    仇恒帅王荣赵雁捷朱可欣...
    318-327页
    查看更多>>摘要：青藏高原是生态系统响应全球变化研究的热点区域.目前,对该区域水生生物群落如何响应气候变化和人类活动的认识还存在不足,需要更多的研究案例.本研究以古湖沼学手段研究了青藏高原东南部的兴伊措过去300年来的湖泊生态系统演变历程.研究结果显示,1930年之前沉积钻孔中生物指标硅藻以及理化指标变化不大,表明湖泊及其流域环境变化较为有限.1930年以来,该湖泊流域风化和侵蚀持续增加,湖泊营养水平上升.研究时间段内,硅藻群落中优势属种变化不明显,但稀有硅藻属种在1930年后出现显著变化.该研究认为,气候变化是兴伊措流域风化、侵蚀增加的主要原因,人类放牧活动可能加剧了气候变化的影响.当前的环境变化尚未对兴伊措水生生态系统优势类群造成显著影响,但湖泊中稀有属种自1930年以来的快速响应表明如果环境压力持续增加,未来该区域湖泊生态系统可能面临突变风险.

    古湖沼学稀有属种侵蚀全球变化硅藻兴伊措

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    基于遥感的1984-2019年查干湖及周边湖泊透明度变化

    赵方睿王强穆春生刘阁...
    328-338页
    查看更多>>摘要：湖泊透明度是衡量水质变化和湖泊水生生态系统健康的重要指标.湖泊透明度一般通过塞氏盘现场观测获得,其变化主要由水体中非藻类颗粒物、藻类和黄色物质(CDOM)浓度共同决定,因此可以通过光学遥感进行反演.本研究基于2004-2009年8次查干湖实地采样获得的132条透明度数据,通过分析同步Landsat天顶反射率产品数据(TOA)不同波段组合与透明度之间的相关性,发现以红波段和蓝波段比值和红绿蓝波段均值AV(B3,B1)组合建立的透明度反演模型精度最高,误差最小,进而基于此模型反演了 1984-2019年查干湖以及周边湖泊透明度.结果表明:查干湖透明度范围在1.0～63.0 cm之间,年均值为17.6 cm.查干湖透明度年均值变化分为两个阶段:1984-2001年间透明度波动范围较大,没有明显趋势;2002-2019年期间呈上升趋势(2.3 cm/10 a).查干湖透明度与风速、降水量、湖泊面积和归一化植被指数具有一定的相关性.通过长时间尺度上遥感监测查干湖水体透明度的时空格局变化,分析其变化特征与规律,可为查干湖流域生态治理提供科学依据.

    查干湖透明度Landsat遥感

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    《湖泊科学》征稿简则

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