喀斯特地下水DOM的来源、转化及识别手段研究进展

地下水中的溶解有机质(DOM)在生态系统和生物多样性中发挥关键作用,影响全球碳循环。喀斯特地下水作为世界上最大的地下水体,富含溶解无机碳(DIC),在微生物作用下,溶解无机碳被转化成有机碳,在碳循环中起着重要的作用。然而,关于DOM的研究主要集中在地表水环境,而以化能自养为主的地下水生态系统,其DOM的研究相对不足,尤其是占有重要地位的喀斯特地下水。针对以上科学问题,对喀斯特地下水中DOM来源、转化与识别手段研究进展进行了总结,重点突出了喀斯特地下水DOM在全球碳循环中的重要性,并展望了未来在喀斯特地下水DOM研究中高分辨率动态监测的必要性。

浅水湖泊物理-生态过程模拟平台(湖泊模拟平台)

湖泊是我国地表水资源库和山水林田湖草生命共同体的重要组成。湖泊生态系统相对封闭,结构与功能较为清晰,生物与环境相互作用紧密,是开展生态学理论与实践研究的优良场地。湖泊生态学研究的主要方法有野外观测、受控实验及数值模拟。而浅水湖泊环境容量小,湖泊生态系统对环境变化敏感。比如,风浪等物理过程能显著引起湖泊沉积物悬浮和内源营养盐释放,影响上覆水光环境,进而影响浮游植物生长乃至整个湖泊生态系统结构与功能。受制于野外受控实验系统的条件限制,目前我国湖沼学实验大多停留在数立方米体积的水池试验和条件较难控制的湖体中试,大尺度受控模拟试验装置缺乏,重要湖沼学过程和关键条件参数获取困难。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院太湖湖泊生态系统研究站在我国第三大淡水湖——太湖建成了浅水湖泊物理-生态过程模拟平台,以高仿真湖泊物理模型实验平台为核心,配套大型生态实验平台与数值模拟平台,可以开展波浪、湖流、河道脉冲式输入等湖泊物理过程影响下的湖体污染物迁移转化过程、生物生理与生态系统响应过程,以及水体鱼类、高等水生植物、浮游藻类、底栖生物等生态系统模拟试验。利用模拟平台开展了重要水体生态过程研究、工程技术参数确定,极大增加了野外站受控实验能力和数值模型参数精度,提升了支撑国家生态修复与管理需求、国际湖沼学理论前沿探索的能力。