湖泊热力学过程是湖泊生态系统中最基本的物理过程，与湖泊光学和水动力学过程紧密相关，同时对物质分解、浮游生物的新陈代谢及初级生产过程起着非常重要的作用，因此水温及其季节变化决定生物群落结构和水生生态系统生产力。而对于深水湖泊/水库而言，湖泊水温差形成的湖泊热力分层及循环还是引起水体各种理化过程（如溶氧分布、底泥营养盐释放）、上下层水流混合和对流等动力现象的主要因素。因此，全球变暖引起的湖泊增温首先会改变湖泊热力学结构，影响温跃层深度、厚度、强度、湖泊热力分层和热力循环，进而进一步影响湖泊生态系统其它物理、化学和生物过程，最终影响生态系统的结构和功能。在研究所“一三五”重点布局的湖泊光热过程耦合等项目的资助下，中国科学院南京地理与湖泊研究所张运林研究小组与淳安县环境监测站、杭州市环境科学研究院在深水湖泊热力循环及对全球气候变化响应方面取得研究进展。
基于2010年至2013年千岛湖（新安江水库）3个站点水温垂直剖面月观测以及千岛湖周边5个气象站1951年至2012年月平均气温观测数据，研究发现从每年的3、4月到次年的1、2月千岛湖存在长期稳定热力分层，表层水温和透明度是影响湖泊热力分层的主导因素。在温跃层稳定及减弱阶段，表层水温与温跃层深度存在显著负相关，与温跃层厚度和强度存在显著正相关；透明度与温跃层深度存在显著正相关，与温跃层厚度存在显著负相关。过去62年千岛湖地区气温上升造成温跃层深度降低1.4m，厚度和强度增加1.1m和0.22°C/m；而过去26年千岛湖透明度下降造成温跃层深度降低2.72 m，温跃层厚度增加1.62 m。气温上升和透明度下降强化湖泊热力分层，延长分层时间，不利于上下层水体交换和溶解氧扩散，造成下层水体缺氧，影响湖泊水质。
以上研究结果发表在湖沼学期刊《湖沼学与海洋学》（Limnology and Oceanography）第4期。这是张运林研究小组第二次在该刊发表我国湖沼学方面的研究成果，2010年该刊曾刊登张运林研究小组关于云贵高原湖泊有色可溶性有机物特征和来源方面的研究成果。
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