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我国学者发现人为气溶胶排放可能已改变了自然变暖对高山湖泊环境影响的方式

日期 2017-03-23   来源:地球科学部   作者:冷疏影  【 】   【打印】   【关闭

  在国家自然科学基金项目(项目编号:41130102,41471162,41505043,41601186)等资助下,兰州大学西部环境教育部重点实验室刘建宝(第一作者)、陈发虎(通讯作者)等于2017年2月27日在Nature Climate Change上在线发表了研究论文“Aerosol-weakened summer monsoons decrease lake fertilization on the Chinese Loess Plateau”(气溶胶引起的东亚夏季风减弱减轻了中国黄土高原湖泊富营养化)。论文链接:http://www.nature.com/nclimate/journal/v7/n3/full/nclimate3220.html。

  本研究将位于黄土高原上的高山湖泊作为研究对象,首次揭示出现代暖期和隋唐、中世纪等自然暖期高山湖泊环境变化过程存在显著差异,快速工业化产生的气溶胶对亚洲夏季风的显著影响可能是导致上述变化过程迥异的主要原因。文章的作者加拿大女王大学John P. Smol教授(共同通讯作者)和Kathleen M. Rühland博士、河北师范大学许清海教授共同完成了部分野外采样工作以及室内的实验分析工作。

  已有研究认为,亚洲地区的快速工业化和城市化发展导致近几十年来该地区气溶胶含量显著增多,在亚洲大陆上空产生“阳伞效应”,导致海陆热力差异减小,进而导致亚洲夏季风减弱。在当前变暖背景下,气溶胶导致的这种夏季风减弱,使得该区域水生生态系统是否受到影响,已经发生哪些变化或可能存在哪些潜在的变化过程?这些问题对阐明全球变暖对湖泊环境的影响均至关重要。陈发虎研究组等依托位于山西西部黄土高原上过去2000年的高山湖泊记录,发现在自然暖期下,季风降水增强导致更多的营养物质被侵蚀输入到湖泊,致使湖泊发生了显著的富营养化;而在现代暖期,由于季风减弱,导致被侵蚀到湖泊中营养物质减少,致使湖泊并未发生富营养化。因此,在现代气候变暖背景下,快速工业化产生的气溶胶造成亚洲夏季风减弱的影响是导致其对高山湖泊生态和环境产生了不同于自然暖期下的影响过程的主要因素(下图)。研究组通过研究还指出,未来人为气溶胶的减排以及全球气候的持续变暖,将可能导致亚洲夏季风气候又返回自然变暖下季风增强的状态,从而可能导致更多营养物质输入到高山湖泊中,进一步加剧高山湖泊的生态退化,使该地区已经较为紧张的淡水供应的形势更加严峻。

图. 现代暖期(a)与自然暖期(b)背景下的不同湖泊生态系统响应过程

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