研究简介:冰冻改善盐湖盆地地下水与湖泊的连通性

北半球一半以上的土地结冰,无论是季节性结冰还是永久冻土结冰。当土壤结冰时,会减少蒸发,从而增加地下水流量并排放到水体中。1[...]帖子研究简介:结冰改善盐湖盆地地下水与湖泊的连通性首先出现在《湖泊科学家》上。

来源:湖泊科学家

北半球一半以上的土地结冰,无论是季节性结冰还是永久冻土结冰。当土壤冻结时,会减少蒸发,从而增加地下水流量并排入水体。1

这种季节性变化改变了生态系统动态,并在淡水系统中得到了广泛记录。然而,在盐系统中,冻土和地下水的相互作用研究较少,其中盐度可能会增加这种温度驱动的相互作用的复杂性。1

为了帮助填补这一知识空白,2025 年发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文研究了中国巴丹吉林沙漠盐湖中的这种关系。1

作者模拟了冻融循环如何影响淡水与咸水相互作用并控制咸水盆地的地下水流。

恩戈罗恩戈罗火山口,坦桑尼亚的一个盐湖。 (来源:flowcomm viaFlickrCC BY 2.0)

方法

巴丹吉林沙漠位于中国中部,沙丘极高,沙丘之间散布着数百个大多为咸水的湖泊。它们主要靠含水层的地下水供水,而沙漠在冬季会结冰。1

宽泛的温度和盐度创造了理想的生活实验室,而研究地点南苏穆贾兰湖拥有强大的背景数据。

作者利用 MARUN 模型模拟地下水流和溶质迁移,以了解冰冻如何影响湖泊与地下水的连通性和养分通量。1,2 利用湖泊的典型地形和水文地质性质创建了湖泊横断面。

在一个日历年中,在不同的湖泊盐度下进行了多次模拟,这些盐度代表了巴丹吉林沙漠湖泊的观测范围。1他们还评估了每种情况下冰冻的影响。

根据之前观测到的浓度模拟养分通量,包括盐度、溶解氧 (DO)、溶解有机碳 (DOC)、硝酸盐 (NO3-)、磷酸盐 (PO43-) 和铵 (NH4+)。

结果