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基于涡度相关法和无线传感网的雷竹林碳通量估算

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基于涡度相关法和无线传感网的雷竹林碳通量估算

作者：陈丽萍浙江农林大学

学位级别：硕士

森林生态系统是陆地生态系统最重要的组成部分,在碳储量与碳循环中具有重要的作用。根据森林资源连续清查结果,竹林的面积与株数连年增加,在生态系统的重要性逐渐增加。基于微气象学的涡度相关法是国际公认的估算区域碳通量的标准方法... 详细信息

森林生态系统是陆地生态系统最重要的组成部分,在碳储量与碳循环中具有重要的作用。根据森林资源连续清查结果,竹林的面积与株数连年增加,在生态系统的重要性逐渐增加。基于微气象学的涡度相关法是国际公认的估算区域碳通量的标准方法。随着无线传感技术的发展,使用无线传感网络获取环境因子的方法正在普及。本研究基于太湖源通量观测系统2013年的数据计算该雷竹林生态系统的碳通量、通量贡献区等,结合观测区域下垫面土地利用对不同地类通量信息进行提取。此外,在垂直维度上,本研究在通量塔上安装了无线传感器节点,根据获取的CO2浓度、湿度和气压等数据计算了CO2通量,主要结论为:1)90%贡献水平下,在相同大气稳定度条件下,0°~90°、90°~180°、180°~270°、270°~360°方向的通量贡献区范围差别不大。稳定大气条件下贡献区长度为96.19~941.63m,不稳定大气条件下贡献区长度为28.62~313.54m,可见,通量贡献区在观测塔为中心的2km×2km范围内。2)研究区下垫面主要由雷竹林、非雷竹林（针叶林、阔叶林和针阔混交林）、其他用地（村落和农田）、道路和水体组成。在2km×2km观测区域内,雷竹面积占总面积的67.28%、非雷竹林占17.33%,其他用地占11.97%,水体占2.4%,道路占1%,使得观测区域内通量信息不完全来自于雷竹林生态系统。因此,本研究提出了通量信息提取方法。通量塔观测的下垫面年总净固碳量为148.93gC?m-2?a-1,用通量提取方法得到的纯雷竹林生态系统年总净固碳量为115.98gC?m-2?a-1;当下垫面全部为非雷竹林时（针叶林、阔叶林和针阔混交林）年总净固碳量为181.32gC?m-2?a-1。从NEE月平均值来说,纯雷竹林＜观测通量＜下垫面全部为非雷竹林,但由于非雷竹林在研究区内所占比重较小,因此对整体的通量贡献不大。3)使用无线传感网络观测数据计算的CO2通量与使用涡度相关系统计算的通量结果在变化趋势上具有较好一致性;无线传感网络计算结果与涡度相关计算结果做相关性分析结果为r=0.834,p＜0.05,说明相关性显著。

关键词： FSAM 雷竹林 CO2通量通量分解无线传感网络

潟湖的悬沙输运特征与机制分析：以海南岛新村、黎安港为例

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第四纪研究 2016年第1期36卷 154-162页

作者：王丹汪亚平杨旸高建华杨阳南京大学中国南海研究协同创新中心南京210023 南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室南京210023

根据2013年8月在海南岛新村和黎安港潟湖定点站位进行的水位、流速和悬沙浓度的全潮测量数据,分析了双湖的流速结构和悬沙浓度的时空分布特征;同时,利用机制分解法研究湾内悬沙输运特征和机制,并探讨了双湖沉积动力过程与地貌特征的关系... 详细信息

根据2013年8月在海南岛新村和黎安港潟湖定点站位进行的水位、流速和悬沙浓度的全潮测量数据,分析了双湖的流速结构和悬沙浓度的时空分布特征;同时,利用机制分解法研究湾内悬沙输运特征和机制,并探讨了双湖沉积动力过程与地貌特征的关系.结果表明,新村、黎安港海域受不规则全日潮控制,潮流为往复流,落潮流略强于涨潮流;本区悬沙浓度较低,且变化不大,属于低悬沙浓度、弱潮流作用的沙坝潟湖海岸.通量分解结果显示,欧拉余流和潮汐捕捉效应是此海域悬沙输运的主要贡献项;其中,新村港的悬沙输运以欧拉余流输运为主,黎安港以潮汐捕捉效应和重力环流作用占优,两湖悬沙均有向外海输运的趋势.

关键词：沉积物输运通量分解潮汐余流悬沙浓度海南岛潟湖

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南黄海苏北近岸西洋水道水沙输运机制分析

海洋科学 2011年第11期35卷 120-127页

作者：刘运令汪亚平吴祥柏施晓钟邹欣庆南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室江苏南京210093 厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室福建厦门361005 大丰市港务管理局江苏大丰224145

基于2008年3月份在南黄海辐射沙脊群西洋水道内5个站位大潮期间的观测数据(包括流速与悬沙质量浓度的垂向剖面),利用机制分解法计算了西洋水道内的水与悬沙通量。结果表明,水体在多数时段内均处于分层向混合过渡的状态,中下层水体的理... 详细信息

基于2008年3月份在南黄海辐射沙脊群西洋水道内5个站位大潮期间的观测数据(包括流速与悬沙质量浓度的垂向剖面),利用机制分解法计算了西洋水道内的水与悬沙通量。结果表明,水体在多数时段内均处于分层向混合过渡的状态,中下层水体的理查德森数(Ri)与瞬时悬沙输运量中的平均流输沙项及流速的潮周期变化相关项之间存在显著的负相关关系,表明水体的层化效应和混合程度对悬沙输运有重要影响。西洋水道内悬沙净输运率为10-1～100 kg/(m.s)量级,并以欧拉余流向岸输运为主,该结果揭示了苏北近岸潮滩在陆源物质供应减少背景下向海快速淤长的重要物质基础和水动力作用机制。

关键词：悬沙质量浓度通量分解理查德森数西洋水道

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长江口北港口门海域悬沙输运机制分析

海洋工程 2014年第3期32卷 45-54页

作者：陈景东汪亚平史本伟高建华杨世伦南京大学地理与海洋科学学院华东师范大学河口海岸学国家重点实验室

根据2012年10月24日至11月1日在长江口北港口门海域获取的沉积动力学数据,采用输运通量分解方法分析水沙输运机制。结果表明,长江口北港口门附近海域涨、落潮期间底部悬沙浓度与近底部流速呈显著线性相关,存在显著的再悬浮作用;潮周期... 详细信息

根据2012年10月24日至11月1日在长江口北港口门海域获取的沉积动力学数据,采用输运通量分解方法分析水沙输运机制。结果表明,长江口北港口门附近海域涨、落潮期间底部悬沙浓度与近底部流速呈显著线性相关,存在显著的再悬浮作用;潮周期内的悬沙输运具不对称特征,涨潮悬沙浓度大于落潮悬沙浓度,悬浮泥沙有向陆输运的趋势。拉格朗日平流输运是影响悬沙输运的主要贡献项;潮泵效应(尤其是潮汐捕捉效应)以及河口垂向环流作用是两个次要影响因素,在影响程度上前者比后者略大。观测发现,长江口北港口门海域潮流除了具有涨落潮流速、历时等不对称现象外,还具有流速结构不对称的特征,进而导致涨、落潮底部湍流混合程度不对称与输沙不对称,这可能是造成悬沙向河口内输运形成最大浑浊带的重要因素。

关键词：悬沙浓度通量分解再悬浮平流输运长江口

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巴达棱湾悬沙分布特征及动力机制

热带海洋学报 2014年第6期33卷 24-30页

作者：杨阳李锐祥刘愉强朱鹏利陆茸国家海洋局南海工程勘察中心广东广州510300

利用2007 年4 月和7 月在巴达棱湾进行的旱季和雨季水位、流速、悬沙浓度的全潮观测资料, 结合2007 年5 月~2008 年4 月周年风、波浪资料, 分析该海域悬沙分布特征和运移趋势, 并利用机制分解法分析悬沙输运机制.结果表明, 研究海域的... 详细信息

利用2007 年4 月和7 月在巴达棱湾进行的旱季和雨季水位、流速、悬沙浓度的全潮观测资料, 结合2007 年5 月~2008 年4 月周年风、波浪资料, 分析该海域悬沙分布特征和运移趋势, 并利用机制分解法分析悬沙输运机制.结果表明, 研究海域的水体含沙量存在旱季低、雨季高的季节变化, 以及大潮高、小潮低的潮期变化; 在平面上表现出东西两侧大、中间小, 近岸高、远海低的分布特征.单宽输沙量方向与余流方向一致, 表现为旱季冲刷、雨季淤积, 即旱季指向外海, 雨季指向湾内.通量机制分析结果表明, 欧拉余流是悬沙输运的主要控制因素, 其方向和大小决定了泥沙输移方向和输移量, 在水深较深海域, 垂向重力环流是相对次要的, 而在水深较浅的海域相对次要的是悬沙潮泵输运项.

关键词：巴达棱湾悬沙潮泵效应通量分解

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舟山海域悬浮体的特征及输运机制

海洋地质与第四纪地质 2020年第6期40卷 39-48页

作者：胡吉连杜晓琴浙江海洋大学海洋科学与技术学院舟山316022

为了明确舟山群岛海域悬浮体的特征和输运机制,本研究于2018年夏季大潮期间进行了现场观测,包括温盐深、水动力和悬浮体的剖面观测,以及海水和海底表层沉积物的采集等。结果发现,悬浮体在垂向上可分为3种类型:跃层以上有效密度较高的颗... 详细信息

为了明确舟山群岛海域悬浮体的特征和输运机制,本研究于2018年夏季大潮期间进行了现场观测,包括温盐深、水动力和悬浮体的剖面观测,以及海水和海底表层沉积物的采集等。结果发现,悬浮体在垂向上可分为3种类型:跃层以上有效密度较高的颗粒絮凝程度低;跃层以下的颗粒絮凝程度较高;跃层附近的悬浮体主要为生物颗粒,有效密度最低。一个全日潮周期内,超过3000 kg·m−1的悬浮体向南输运,受控于夏季陆架环流和潮汐捕捉以及垂向净环流输运的共同作用。因此,浙闽沿岸流和潮汐的不对称性导致的南向悬浮体输运对浙闽泥质区的演化起积极作用;而流速和悬浮体的垂向分布不均导致的北向输运,在一定程度上抑制了这一作用。

关键词：源-汇过程絮凝悬浮体输运通量分解浙闽泥质区

弱动力浅海中的悬沙输运机制:以天津港附近海域为例

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海洋学报 2012年第1期34卷 136-144页

作者：杜家笔裴艳东高建华于欣王福范昌福王宏汪亚平南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室中国地质调查局天津地质调查中心

根据在天津港附近海域获取的水动力和浊度数据,分析了悬沙输运特征和输运机制,结果表明:天津港附近海域受不规则半日潮控制呈低流态往复流特征,但涨潮流强于落潮流;涨潮期间底部悬沙浓度与垂线平均流速呈显著线性相关,存在显著的再悬浮... 详细信息

根据在天津港附近海域获取的水动力和浊度数据,分析了悬沙输运特征和输运机制,结果表明:天津港附近海域受不规则半日潮控制呈低流态往复流特征,但涨潮流强于落潮流;涨潮期间底部悬沙浓度与垂线平均流速呈显著线性相关,存在显著的再悬浮作用;潮周期内的悬沙输运呈典型的不对称特征,形成向岸的净输运趋势。输运机制分析结果显示:潮泵效应(尤其是潮汐捕捉效应)是天津港附近海域悬沙输运的主要贡献项,其次是拉格朗日平流输运项,前者比后者高一个量级;垂向剪切作用最小。涨落潮期间流速与悬沙浓度的显著不对称是造成潮汐捕捉效应占主导的基本条件。在潮下带这种悬沙输运格局可能和潮间带发生的细颗粒沉积物捕集(堆积)作用有关。

关键词：潮泵效应底部再悬浮流速不对称通量分解

鸭绿江河口最大浑浊带水动力特征对叶绿素分布的影响

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海洋学报 2012年第2期34卷 101-113页

作者：于欣杜家笔高建华杨旸冉隆江李富祥刘月程岩南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室辽东学院城市建设学院

在河口最大浑浊带有独特的生态动力过程。利用鸭绿江河口最大浑浊带上下游两个定点站和大面站的流速、叶绿素和浊度数据,在分析最大浑浊带形成的基础上探讨了悬沙浓度与叶绿素浓度分布的对应关系及最大浑浊带水动力特征对叶绿素分布的... 详细信息

在河口最大浑浊带有独特的生态动力过程。利用鸭绿江河口最大浑浊带上下游两个定点站和大面站的流速、叶绿素和浊度数据,在分析最大浑浊带形成的基础上探讨了悬沙浓度与叶绿素浓度分布的对应关系及最大浑浊带水动力特征对叶绿素分布的影响。分析结果表明,定点站大小潮涨落潮时均出现悬沙浓度与叶绿素a浓度的高值分布中心,该中心主要出现在底部,且高叶绿素a浓度与高悬沙浓度中心相对应。通过对最大浑浊带形成机制的分析发现,强烈的底部泥沙再悬浮是鸭绿江河口最大浑浊带形成的主要原因。最大浑浊带内悬沙浓度与叶绿素a浓度的相关关系均为底层大于表层,大潮高于小潮;高叶绿素a浓度与高悬沙浓度时刻有很好的对应关系,在一定程度上表明水动力特征对叶绿素a浓度在时间和空间上的分布有重要影响。初步分析认为鸭绿江河口最大浑浊带内的高叶绿素a浓度主要是由再悬浮作用使底部沉积物中的底栖藻类和沉积物一起聚集在水体的底部造成的,但是该结论还有待结合其他相关研究进一步检验。

关键词：水动力特征最大浑浊带形成机制悬沙浓度叶绿素浓度通量分解鸭绿江河口

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南黄海辐射沙脊群潮汐水道的悬沙输运特征

海洋学报 2014年第11期36卷 150-162页

作者：徐粲高建华杨旸汪亚平高抒南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室

根据南黄海辐射沙脊群定点站位的流速和浊度数据,利用通量分解方法,分析了潮汐水道的悬沙输运特征和输运机制。结果表明,辐射沙脊群海域潮汐水道中潮流为往复流,悬沙浓度较高,属于强潮流控制的悬沙浓度相对较高的陆架浅海环境;悬沙输运... 详细信息

根据南黄海辐射沙脊群定点站位的流速和浊度数据,利用通量分解方法,分析了潮汐水道的悬沙输运特征和输运机制。结果表明,辐射沙脊群海域潮汐水道中潮流为往复流,悬沙浓度较高,属于强潮流控制的悬沙浓度相对较高的陆架浅海环境;悬沙输运主要受欧拉余流和潮汐捕捉效应控制,再悬浮的沉积物通过平流作用进行输运。其中,陈家坞槽和西洋水道的悬沙输运以潮汐捕捉效应占优,沉积物向潮汐水道外输运,处于冲刷状态;苦水洋水道以欧拉余流输运为主,水道内的再悬浮的沉积物在强潮流作用下向陆输运,主要堆积在蒋家沙和西洋西侧岸滩等浅滩和潮间带上。由此可见,在陆源物质供应减少背景下,南黄海辐射沙脊群内部的物质充当了新的物源,短期内能够维持近岸潮滩和沙脊的持续增长。

关键词：沉积物输运通量分解欧拉余流悬沙浓度临界起动流速辐射沙脊群