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亚热带城市湖泊与河流CO_(2)气体通量特征及其影响因素

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湖泊科学 2024年第2期36卷 499-511页

作者：刘纪明赵优肖启涛屈琦胡又心李郑杰易心钰卢伟志中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 中南林业科技大学南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004 中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室南京210008 湖南省植物园长沙410000 湖南长株潭城市群森林生态系统国家定位观测研究站长沙410116

湖泊、河流等内陆水体是连接陆地生态系统和海洋的“长程碳环路”的重要节点,也是温室气体二氧化碳(CO_(2))排放源,在调节陆地、海洋间的碳迁移转换中发挥着重要作用。相对于自然水体,城市水体因面积小、水深浅且受监测方法限制,水-气... 详细信息

湖泊、河流等内陆水体是连接陆地生态系统和海洋的“长程碳环路”的重要节点,也是温室气体二氧化碳(CO_(2))排放源,在调节陆地、海洋间的碳迁移转换中发挥着重要作用。相对于自然水体,城市水体因面积小、水深浅且受监测方法限制,水-气界面碳通量经常被忽略。为探讨我国亚热带城市水体温室气体排放特征,本研究以湖南省长沙市典型城市水体,包括洋湖、西湖、松雅湖、月湖4个湖泊和湘江长沙段为研究对象,分别于2022年4和10月采用光化学反馈-腔增强吸收光谱法(OF-CEAS)和扩散模型法对水-气界面CO_(2)通量进行对比测定。结果表明,长沙城市湖泊与河流春季为CO_(2)排放源,秋季为吸收汇,河流水-气界面CO_(2)通量呈显著季节差异。河湖之间CO_(2)通量在春季表现为显著差异,秋季差异不显著。CO_(2)通量与水体溶解氧、水体总氮浓度等呈显著正相关。2种方法的CO_(2)通量对比测定在湖泊上显著相关,但对河流而言相关性不显著。研究揭示的城市湖泊与河流CO_(2)气体的排放特征有利于深入探究城市水体碳的迁移转化,可对全面了解全球气候变化过程和河湖湿地温室气体减排和调控提供科学支撑。

关键词：城市湖泊与河流 CO_(2)通量季节变化影响因素

典型农业流域不同类型池塘水体CO_(2)排放特征

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湖泊科学 2024年第1期36卷 88-98页

作者：陈嘉宁肖启涛刘臻婧肖薇谢晖罗菊花邱银国胡正华段洪涛南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室南京210008 湖南省气候中心长沙410118

内陆水体是大气CO_(2)收支估算的重要组成部分。农业流域分布着大量池塘景观水体,且具备蓄洪抗旱、消纳污染、水产养殖等多种功能。但是,农业流域不同功能的小型池塘CO_(2)排放特征尚不清楚。本研究以极具农业流域代表性的烔炀河流域为... 详细信息

内陆水体是大气CO_(2)收支估算的重要组成部分。农业流域分布着大量池塘景观水体,且具备蓄洪抗旱、消纳污染、水产养殖等多种功能。但是,农业流域不同功能的小型池塘CO_(2)排放特征尚不清楚。本研究以极具农业流域代表性的烔炀河流域为研究对象,选取流域中用于水产养殖(养殖塘)、生活污水承纳(村塘)、农业灌溉(农塘)、蓄水(水塘)的4个功能不同的景观池塘,基于为期1年的野外实地观测,以明确农业流域小型池塘CO_(2)排放特征。结果表明,不同功能池塘水体CO_(2)排放差异显著,受养殖活动、生活污水输入和农田灌溉等人类活动影响,养殖塘((80.37±100.39)mmol/(m^(2)·d))、村塘((48.69±65.89)mmol/(m^(2)·d))和农塘((13.50±15.81)mmol/(m^(2)·d))是大气CO_(2)的热点排放源,其CO_(2)排放通量分别是自然蓄水塘((4.52±23.26)mmol/(m^(2)·d))的18、11和3倍。统计分析也表明,该流域池塘CO_(2)排放变化总体上受溶解氧、营养盐等因素驱动。4个不同景观池塘CO_(2)排放通量全年均值为(37.31±67.47)mmol/(m^(2)·d),是不容忽视的CO_(2)排放源,其中养殖塘和村塘具有较高的CO_(2)排放潜力,在未来研究中需要重点关注。

关键词：农业流域池塘 CO_(2)通量影响因子

农业小流域句容水库出入库水体CO、CH浓度与通量特征

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生态与农村环境学报 2024年

作者：史家宾王圆媛曹琰梅柯浩楠武熳秋刘超肖启涛胡正华李琪南京科技职业学院环境工程学院中国科学院南京地理与湖泊研究所/中国科学院流域地理学重点实验室淮阴师范学院生命科学学院南京信息工程大学应用气象学院

为探究农业小流域句容水库出入库水体二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)的变化特征，本研究以句容水库为研究对象，进行为期2年的逐月野外试验，探明农业小流域水库水体CO2、CH4浓度与通量特征。结果表明：句容水库出入库水体的CO2、CH4浓度与... 详细信息

为探究农业小流域句容水库出入库水体二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)的变化特征，本研究以句容水库为研究对象，进行为期2年的逐月野外试验，探明农业小流域水库水体CO2、CH4浓度与通量特征。结果表明：句容水库出入库水体的CO2、CH4浓度与排放通量有明显的空间差异。年均CO2浓度和排放通量，入库口A[(108.57±14.27)μmol·L-1、(210.55±36.58)mmol·m-2·d-1]和入库口B[(162.74±17.86)μmol·L-1、(338.74±47.25)mmol·m-2·d-1]显著高于出库口[(28.04±3.53)μmol·L-1、(10.05±4.04)mmol·m-2·d-1]；入库口B的年均CH4浓度和排放通量[(747.05±190.63)nmol·L-1、(1.84±0.46)mmol·m-2·d-1]显著高于出库口[(115.75±15.75)nmol·L-1、(0.11±0.02)mmol·m-2·d-1]。句容水库水体CO2和CH4有明显的季节变化，水体CO2、CH4浓度和排放通量均表现为暖季高、冷季低的变化规律，其水体CO2和CH4的时间变化显著受到水温、溶解氧和降水量的影响，同时外源氮素的输入影响CO2和CH4的空间变化。综上，农业小流域句容水库是大气CO2、CH4的排放源，排放通量高于国内水库的平均值。

关键词： CO CH 排放通量水库农业小流域

高强度农业种植区不同景观池塘氧化亚氮排放特征

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环境科学 2024年第4期45卷 2385-2393页

作者：张欣悦肖启涛谢晖刘臻婧邱银国罗菊花徐向华段洪涛南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院南京地理与湖泊研究所流域地理学重点实验室南京210008 湖南省气候中心长沙410118

农业流域水体氮循环过程与农业活动有着十分紧密联系,会随着农业活动的持续进行而成为大气N_(2)O的重要排放源.小型池塘具有灌溉、蓄水和纳污等多种功能,是农业种植区和农村景观的重要组成部分.以巢湖北岸典型农业流域烔炀河流域为研究... 详细信息

农业流域水体氮循环过程与农业活动有着十分紧密联系,会随着农业活动的持续进行而成为大气N_(2)O的重要排放源.小型池塘具有灌溉、蓄水和纳污等多种功能,是农业种植区和农村景观的重要组成部分.以巢湖北岸典型农业流域烔炀河流域为研究对象,选取3种不同类型(村塘、农塘和水塘),共计6个池塘,于2020年9月至2021年9月连续采样观测,探究了农业流域不同景观池塘N_(2)O排放特征及其影响因素.结果表明,用于生活污水承纳的村塘N_(2)O排放最高,其次为用于农业灌溉的农塘,其N_(2)O排放通量分别为流域自然水塘排放量[(1.33±2.50)μmol·(m^(2)·d)^(-1)]的8倍和4倍.连续观测表明不同景观池塘N_(2)O排放表现出明显的时间变化特征,但其N_(2)O排放时间变化的调控因子有所不同.其中,村塘与农塘N_(2)O排放主要受氮负荷和降雨影响,而远离村庄农田的水塘N_(2)O排放变化主要受水温驱动.烔炀河流域池塘是大气N_(2)O显著排放源,年均N_(2)O排放通量为(5.73±10.61)μmol·(m^(2)·d)^(-1),农业氮负荷输入是其N_(2)O高排放的主要原因,明晰池塘用途和类型对估算农业流域小型水体N_(2)O排放十分重要.

关键词：农业活动池塘水体 N_(2)O排放时空变化影响因素

过去20年中国湖泊从CO2源向汇转变（英文）

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Science Bulletin 2024年第12期 1857-1861页

作者：肖启涛 Xiaofeng Xu 齐天赐罗菊花 Xuhui Lee 段洪涛 Key Laboratory of Watershed Geographic Sciences Nanjing Institute of Geography and Limnology Chinese Academy of Sciences Biology Department San Diego State University School of the Environment Yale University University of Chinese Academy of Sciences Nanjing (UCASNJ)

Lakes emit large amounts of carbon dioxide（CO2） into the atmosphere with 0.81 Pg C a-1[1], which offsets approximately24% of global land carbon sink. However, there is considerable uncertainty in the estimate due to limited data and the effects of human activity and climate change. In China, lakes exhibit substantial variability in CO2exchange, resulting in uncertainties in national and regional land carbon sink assessments.

关键词：

长沙市综合服务类社区养老设施空间环境使用后评价研究

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长沙市综合服务类社区养老设施空间环境使用后评价研究

作者：肖启涛湖南大学

学位级别：硕士

在人口快速老龄化的当前时期,随着不同的养老服务需求陆续出现,社区养老设施类型与养老需求不同的服务对象之间匹配关系渐渐清晰。不以托养服务为主要功能的综合服务类社区养老设施是社区老年人开展日常活动可以选择的主要场所之一。使... 详细信息

在人口快速老龄化的当前时期,随着不同的养老服务需求陆续出现,社区养老设施类型与养老需求不同的服务对象之间匹配关系渐渐清晰。不以托养服务为主要功能的综合服务类社区养老设施是社区老年人开展日常活动可以选择的主要场所之一。使用社区养老设施建筑空间的老年人,其活动、休憩行为动态往返发生于设施内部及周边社区环境中,对老年人来说,社区养老设施空间并非一个独立场所而是日常养老生活行为空间系统中的一环。现有综合服务类社区养老设施存在规模有限、部分空间使用效率较低、与社区空间环境割裂等现象,反映出了建筑策划或改造设计与实际使用需求不符的问题。使用后评价是建立环境使用情况反馈,解决设计与使用脱节问题的重要手段。本文以综合服务类社区养老设施老年人空间环境为研究对象,以使用后评价为研究的理论与方法,对长沙市综合服务类社区养老设施老年人空间环境进行使用后评价,并对评价获得的长沙市社区养老设施使用状况及老年人满意度结果进行分析,提出相应的空间优化策略,用于指导长沙市社区养老设施的建设工作。本文首先阐述了社区养老设施及使用后评价的相关理论,其次通过对搜集到的相关资料及实地调研整理了长沙市综合服务类社区养老设施的总体现状,分析总结其建筑类型和普遍存在的空间使用问题并确定了研究的主客体,然后通过文献提取以及Delphi法建立了综合服务类社区养老设施空间环境的评价指标集,并运用AHP法计算了指标权重。之后,对长沙市典型的综合服务类社区养老设施空间环境进行陈述式评价,对设施内老年人的满意度情况进行收集,利用收集统计的数据进行定量分析,得到老年人满意度与空间环境各项指标之间的关系。最后,依据使用后评价结果提出综合服务类社区养老设施规划选址以及建筑空间层面、社区环境层面三个方面的优化策略,希望对长沙市社区养老设施的建设工作开展有着较为积极的指导意义。

关键词：综合服务类社区养老设施使用后评价使用者意见评价长沙市

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太湖竺山湾甲烷扩散通量及其驱动机制

中国环境科学 2022年第1期42卷 393-401页

作者：刘臻婧肖启涛胡正华张弥王伟肖薇南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室江苏南京210008 南京信息工程大学大气环境中心江苏南京210044

选取竺山湾为研究区域,同时选取受人为活动影响较小的湖心区作为对比区域,基于2011年11月至2013年8月逐月连续观测,探讨外源输入及富营养化对CH_(4)扩散通量的影响及其驱动机制.结果表明,竺山湾水-气界面CH_(4)扩散通量显著(P<0.01)高... 详细信息

选取竺山湾为研究区域,同时选取受人为活动影响较小的湖心区作为对比区域,基于2011年11月至2013年8月逐月连续观测,探讨外源输入及富营养化对CH_(4)扩散通量的影响及其驱动机制.结果表明,竺山湾水-气界面CH_(4)扩散通量显著(P<0.01)高于湖心区CH_(4)扩散通量,其平均通量分别为(0.193±0.049)mmol/(m^(2)·d)和(0.024±0.005)mmol/(m^(2)·d).同时,竺山湾湖区不同点位间CH_(4)扩散通量也表现出明显差异,位于河流入湖口附近点位的CH_(4)扩散通量显著(P<0.01)偏高.逐月观测表明湖心区CH_(4)扩散通量具有明显的时间变化特征,且与水温表现出显著正相关关系(R^(2)=0.53,P<0.01),但竺山湾无此结果.另外,入湖河流CH_(4)溶存浓度与竺山湾CH_(4)溶存浓度及其扩散通量呈显著正相关关系(浓度:R^(2)=0.75,P<0.05;通量:R^(2)=0.64,P<0.05).考虑到入湖河流具有较高的CH_(4)溶存浓度和污染负荷,河流外源输入可能弱化了竺山湾CH_(4)通量对温度的依赖性,并导致富营养化的竺山湾是大气CH_(4)的“热点”排放源.

关键词：富营养化湖区 CH_(4)扩散通量时间变化空间变化外源输入

河流输入对博斯腾湖溶解性有机物组成的时空影响

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光谱学与光谱分析 2023年第5期43卷 1636-1644页

作者：蒋昕桐肖启涛李一民廖远珊刘东段洪涛西北大学城市与环境学院陕西西安710127 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室西北大学陕西西安710127 中国科学院流域地理学重点实验室中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008

博斯腾湖是我国西北干旱区最大的内陆吞吐型淡水湖,近年来随着流域人类活动与污废水排放的增加,湖泊生态系统和周围居民的饮用水安全已经受到了严重影响,需重点关注河流输入对湖泊水质的影响。对夏秋两季的实测有色溶解有机物(CDOM)三... 详细信息

博斯腾湖是我国西北干旱区最大的内陆吞吐型淡水湖,近年来随着流域人类活动与污废水排放的增加,湖泊生态系统和周围居民的饮用水安全已经受到了严重影响,需重点关注河流输入对湖泊水质的影响。对夏秋两季的实测有色溶解有机物(CDOM)三维荧光光谱进行平行因子分析,解析出博斯腾湖CDOM三种组分:陆源类腐殖质组分C1、类酪氨酸组分C2和类色氨酸组分C3;同时,基于Pearson相关性分析了夏秋两季河流输入对博斯腾湖DOM的影响。结果表明,不同季节河流输入对博斯腾湖DOM的影响不同且与河流水质季节性变化直接相关。夏季开都河入湖水主要来自冬季积雪融水,携带大量陆源类腐殖质入湖,而秋季主要为冰川融水,随着入湖流量增加,携带陆源类腐殖质含量降低,整体表现为河口附近DOM浓度夏季高、秋季低。解析出的三种组分C1、 C2与C3在湖西部开都河和黄水沟入湖处含量较高,且三种组分受季节性的影响较为相似。同时对开都河河口附近采样点和其他区域采样点的DOM与电导率进行相关性分析,发现外部河流输入对博斯腾湖DOM的影响主要集中在河口附近,且河口附近区域DOC与CDOM关系显著,可以先遥感反演CDOM再估算DOM含量。研究不同季节河流输入对博斯腾湖溶解性有机物组成的影响对保护湖泊生态环境和提升湖泊水质具有十分重要的意义。

关键词：博斯腾湖溶解性有机物有色溶解有机物时空变异平行因子分析

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藻型湖区氧化亚氮排放特征及其影响因素

湖泊科学 2023年第2期35卷 483-492页

作者：廖远珊肖启涛刘臻婧胡正华张弥肖薇段洪涛西北大学城市与环境学院西安710127 西北大学陕西省地表系统与环境承载力重点实验室西安710127 中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室南京210008 湖南省气候中心长沙410000 南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心南京210044

湖泊等内陆水体是大气N_(2)O潜在的重要排放源,也是全球N_(2)O收支估算的重要组成部分。目前全球湖泊普遍面临富营养化和蓝藻暴发等问题,明晰藻型湖泊N_(2)O排放强度及其环境影响因子对准确估算湖泊N_(2)O排放和预测其未来变化至关重要... 详细信息

湖泊等内陆水体是大气N_(2)O潜在的重要排放源,也是全球N_(2)O收支估算的重要组成部分。目前全球湖泊普遍面临富营养化和蓝藻暴发等问题,明晰藻型湖泊N_(2)O排放强度及其环境影响因子对准确估算湖泊N_(2)O排放和预测其未来变化至关重要。本研究选择太湖藻型湖区为研究对象,同时选取人为活动影响较小的湖心区作为对比区域,基于2011年8月至2013年8月为期2年的逐月连续观测,探讨藻型湖区N_(2)O排放特征及其影响因素。结果表明,藻型湖区呈现极强的N_(2)O排放,其排放通量为(4.88±3.05) mmol/(m^(2)·d),是参考区域(湖心:(2.10±4.31) mmol/(m^(2)·d))的2倍多。此外,在藻型湖区中不同点位N_(2)O排放差异显著,受河流外源输入影响,近岸区是N_(2)O的热点排放区,其年均排放通量高达10.93 mmol/(m^(2)·d)。连续观测表明N_(2)O排放具有显著的季节变化模式,但在不同区域调控N_(2)O排放时间变化的因子有所不同。其中,近岸区N_(2)O排放主要受氮负荷影响,其他区域N_(2)O排放变化受水温和氮负荷等多因子影响。氮素富集是藻型湖区N_(2)O高排放的直接原因,水体氮负荷可以作为N_(2)O排放热点的重要指示因子。但藻型湖泊N_(2)O排放极其显著的时空变异等在未来研究中应得到更多关注。

关键词：太湖藻型湖区 N_(2)O通量空间变化时间变化影响因子