伊犁盆地北部山麓黄土粒度端元指示的粉尘堆积过程

中亚干旱区是全球重要的粉尘源区,是全球变化与区域响应研究的关键区域之一。中亚粉尘形成搬运沉积过程一直是全球变化研究的热点科学问题。本文选取位于伊犁盆地北部、北天山南麓不同地形和气候条件下的两处黄土剖面,对其沉积速率最高的层段进行了粒度测试分析,结合聚类分析和粒度分布曲线拟合两种方法,重建了黄土粉尘的堆积过程。伊犁盆地黄土主要由远源和近源物质组成,分别由高空西风和中尺度的区域风搬运而来。高空西风所携带的远源粘粒级矿物颗粒对盆地东部降雨较高地区有一定的贡献,而在盆地西部不容易沉降下来。中尺度区域风所搬运的近源物质组成了黄土沉积物的主体,而近源区沉积物的可用性在黄土的形成过程中扮演着重要角色。另外,非风暴过程中（沙尘暴过后）出现的浮尘在沙尘暴天气频率减少的时期对黄土的发育有重要贡献,而在沙尘暴天气频发的时期,较差的植被覆盖度能够使得已经沉降下来的浮尘组分重新被扬起至大气中。由此建立了一个粉尘堆积的概念模型。认识黄土粉尘的堆积过程对现代沙尘天气的治理和人类生存环境的改善具有重要作用。     

中国西北主要粉尘源区地表物质的常量元素分析

粉尘是大气气溶胶的主要种类之一,对区域甚至全球的环境和气候具有重大影响。对中国西北地区主要粉尘源区的元素特征深入研究,关系到西北、华北、远东和太平洋地区粉尘堆积、来源以及环境效应的认识。分析塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠、柴达木盆地、河西走廊和黄土高原等西北主要粉尘源区地表样品的常量元素含量,表明:①Mg、Si和Na的含量各源区之间差异较大,反映了利用Mg、Na和Si识别不同源区的可能性; ②兰州、洛川黄土的各元素除Na外,其余分布特征基本一致,可能揭示了兰州与洛川马兰黄土的物源基本相同; ③气候和母质共同决定了元素分布的区域差异。     

淮河上游全新世风成黄土-土壤物质来源研究

通过对淮河上游地区河南新郑全新世黄土—古土壤剖面磁化率和粒度的测量分析，揭示了淮河上游地区沙质黄土和古土壤的物质来源。该区黄土—古土壤磁化率明显低于黄土高原区，而粒度明显比黄土高原区粗，属于沙质黄土。通过两地区粒度分布的对比，揭示了它们有不同的粉尘源区，分属于不同的风成系统。淮河上游地区黄土是近源风尘沉积物，粉尘主要来源于孟津以东黄河冲积、洪积扇的松散河流沉积粉沙，实质是黄土高原水土流失的产物。黄河的频繁决口、改道、泛滥沉积为其提供了丰富的物源，其粗颗粒粉尘产生和搬运堆积的动力是东北风。淮河上游地区全新世早期粉尘是近源粗颗粒堆积，堆积速率可达18．6cm／ka，是黄土高原南部地区的2．3倍。     

松嫩沙地地球化学特征及其对风尘物质贡献的指示

中国北部沙漠-沙地作为亚洲风尘系统的重要组成部分，是亚洲重要的粉尘源区。对松嫩沙地和欧亚黄土带最东端黄土沉积的源-汇系统进行研究，有利于了解松嫩平原冰期-间冰期大气环流模式与粉尘传输路径之间的关系，并为区域生态环境和沙尘天气治理提供科学依据。本研究采集了松嫩沙地全范围的47件样品（<63μm）进行元素地球化学分析（常量元素、微量元素和稀土元素），建立了完整的松嫩沙地地球化学数据库，并通过主成分分析和频率模型进行物源定量重建，结合物源判别图解探讨松嫩沙地对下风向区域风尘物质的贡献度。结果表明：松嫩沙地处于化学风化初级阶段，沉积物的成熟度较低，由大多数初次循环和少数再循环沉积混合组成。定量重建结果将松嫩沙地划分为西北部、西南-W部、西南-E部3个分区，对哈尔滨黄土的贡献度依次为西南-E部（即松花江水系沉积物）40.5%～66.3%、西南-W部24.9%～48.9%、西北部1.9%～13.2%。物源判别图解表明哈尔滨黄土与现代尘暴粉尘有相似的源区，揭示了松嫩平原冰期-间冰期粉尘传输路径一直以西南方向为主，与冰期以西北风为主导的环流模式存在差异。哈尔滨西北方向粉尘源区（松嫩沙地西北部和呼...     

地形对黄土高原滑坡的影响

高分辨率地形与影像数据的缺乏已成为研究地表现象、特征与过程的重要瓶颈。低成本无人机设备和摄影测量技术的发展,打开了地学领域获取高分辨率数据的大门,大大提高了地质灾害野外调查与灾害编目的精度与效率。本文通过无人机野外调查和遥感室内目视解译,构建了一个包含307个黄土滑坡属性的数据库。在此基础上,通过数字地形分析和数理统计等方法,总结归纳了黄土滑坡样本数据的分布规律,探讨了地形对黄土滑坡分布的影响,阐述了地形相对高差对最长滑动距离、滑坡周长、滑坡面积的影响,提出了基于传统经验公式拟合的滑坡规模快速预测公式。结果表明：① 滑坡规模—频率分布具有明显的规律性,不同最大长度、最大宽度和周长的黄土滑坡数量分布均呈现正偏态分布,而不同面积的滑坡数量分布则服从幂函数分布;② 地形对黄土滑坡发育控制作用明显,不同地形高差、平均坡度、坡形的斜坡单元滑坡发育数量差异较大;③ 地形相对高差与滑坡的最长滑距、周长和面积的拟合曲线很好地符合幂律分布规律,但不同地形区的拟合效果有所差异,黄土丘陵区拟合效果最好,黄土高原全区次之,黄土台塬区最差;④ 本文建立的黄土滑坡规模快速预测模型,为黄土滑坡灾害调查提供了经验公式支撑。     

塔里木盆地中的大气环流及昆仑山北坡的黄土堆积

通过分析塔克拉玛干沙漠风积地貌形态所揭示的风向及盆地边缘25个气象站40 a的盛行风,我们恢复了盆地中沙尘暴形成时的风场。对大气环流分析表明,在暖季（春、夏）由于地面对大气感热加热作用强烈,形成了浅薄的热低压。当冷空气入侵时,在和田—于田—民丰一带形成强大的辐合上升区,使这个地区成为中国沙尘暴发生频率最高的地区,其扬起的粉尘沉降在昆仑山北坡而形成黄土堆积。由于冷空气入侵的强度不同,粉尘的扬升高度也不同,昆仑山北坡黄土厚度表明平均扬升高度在海拔2 900~3 400 m左右,最强的沙尘暴可将粉尘扬升到5 500 m的西风急流区。     

基于EEMD-瞬时频率变换的黄土高原典型地貌沟蚀活跃区识别研究

黄土沟谷是黄土高原物质和能量交换最频繁、形态和形状变化最剧烈的区域.黄土沟沿线作为沟蚀的重要地形特征线,是研究黄土沟蚀特征的重要切入点.该文以黄土峁区(窑家湾)、黄土梁区(安塞)和黄土塬区(长武)3个典型小流域为研究样区,以低空摄影测量生成的1 m分辨率DEM为实验数据,采用集合经验模态分解(EEMD)-瞬时频率变换方法分析各样区黄土沟沿线地形剖面的变化特征.结果表明,黄土高原不同地貌类型区沟沿线地形剖面变化特征差异明显,各样区的沟蚀活跃区多分布于沟头,沟蚀方式以沟头的溯源侵蚀最为活跃,反映了黄土高原地貌的发育进程和沟蚀活跃性,3个样区中黄土梁区(安塞)的沟蚀和沟谷发育最活跃,与实地调查结果一致.     

新疆伊犁地区自然环境特点与黄土形成条件

本文通过新疆伊犁地驱自然条件分析,深入探讨了区域自然环境与黄土分布及黄土形成条件的关系,得出了伊犁地区自然条件十分有利于粉尘降沉与黄土形成,因此,伊犁地区是新疆重要的黄土分布区之一之结论。     

青藏高原东部黄土沉积的基本特征及其环境

青藏高原东部黄土沉积分布广泛。本文对青藏高原东部较大范围内黄土沉积从地层学、年代学和沉积学等方面做了初步研究。结果表明:高原黄土属典型的风成沉积,其物质主要来源于高原本身,高原冬季风是粉尘搬运的动力。研究区黄土沉积虽始于中更新世,但目前分布最广泛的黄土沉积主要是末次间冰期以来的产物。高原黄土沉积地层的黄土-古土壤序列中蕴藏着丰富的环境变化信息,是研究高原季风演化的良好地质记录。中更新世以来,末次间冰期以前,研究区经历了11次高原冬季风强盛和11次高原夏季风占优势的时段;末次间冰期以来,共经历了6次夏季风占主导地位和5次冬季风强盛时期。     

松嫩高平原县域土地利用空间格局地形梯度特征分析——以巴彦县为例

以黑龙江省巴彦县为研究区,基于研究区DEM数据,运用土地利用类型的分布指数、土地利用结构的信息熵、均衡度和优势度,明确研究区土地利用空间格局的地形梯度特征及地形因子对土地利用空间格局的影响。结果表明：① 研究区土地利用空间格局在地形因子的作用下存在明显的梯度特征,旱地、水田、草地、水域、建设用地及其他用地主要分布在较低地形级别区,林地主要分布在较高地形级别区。② 除林地以外,其他土地利用类型分布的优势地形位均位于较低地形级别区,林地分布的优势地形位位于较高地形级别区,各土地利用类型分布的优势区域不尽相同。③ 研究区土地利用结构的信息熵及均衡度变化趋势相同,优势度的变化趋势与信息熵、均衡度的变化趋势相反,土地利用空间格局与地形因子具有显著的相关性。     

2000—2019年新疆积雪终日时空变化特征

基于Google Earth Engine（GEE）遥感云平台,利用2000—2019年MODIS积雪产品资料提取和计算新疆积雪终日信息,利用趋势分析,变异系数等方法分析了新疆积雪终日时空变化特征和变化趋势。结果表明：（1） 新疆积雪终日以天山为界,天山以北长于南部,山区为积雪终日的高值区,盆地为积雪终日的低值区。北疆准噶尔盆地和伊犁河谷积雪终日在75~114 d之间,南疆塔里木盆地在0~31 d之间属于低值区。阿尔泰山脉、天山山脉和昆仑山脉区域在224~365 d之间属于高值区。（2） 南疆和北疆积雪终日有明显的时空差异,2000—2019年北疆准噶尔盆地和高海拔山脉地区积雪终日有明显的推迟趋势,推迟幅度达到14 d,占新疆总面积的8%。南疆塔里木盆地和东疆区域有明显的提前趋势,提前幅度达到16 d约占新疆总面积的44%。塔里木盆地和准噶尔盆地具有相反的变化趋势。（3） 新疆积雪终日年际变化差异显著,天山中段和北疆积雪终日出现不稳定状况,天山中段2002—2009年总体上呈现“M”型的特点,即多年积雪消融日年均值中出现明显的波峰和波谷,北疆2009—2019年积雪终日有较大的年际变化呈现出不稳定状况,出现明显的波峰和波谷,年际变化较大。     

新疆地区表土孢粉空间分布规律研究

中国新疆地区表土花粉研究结果展示了干旱区主要孢粉的空间分布规律,大部分表土花粉属种的地理空间分布与含量与相应植物的分布区域基本一致,藜科、蒿属、麻黄属及木本植物云杉属、桦木属等花粉普遍呈超代表性,柽柳属花粉呈低代表性。干旱区主要草灌木表土花粉数据的聚类分析结果可以基本反映本区植物群落的主要生态组合类型。主成分分析进一步表明该区草本和灌木花粉分布主要受水文和湿度等因素控制。     

天山冰碛物中的花粉组合及冰期环境

通过对天山乌鲁木齐河源区和天山南麓台兰河口区、木扎尔特河口区冰碛物中花粉分析，表明在冰期阶段不同区域的花粉组合均以灌木及为主，乔木含量很低，反映冰川所到之处距云杉林均大于５ｋｍ。冰期阶段，天山南北坡环境差异明显，北坡以草原为主，南麓带以荒漠草原为主，山地气候较现代干燥，山麓地带较现代略湿润。     

共和盆地末次冰消期以来的植被和环境演变

在青藏高原共和盆地中的内陆湖泊--达连海获取40.92 m长的湖泊岩芯(DLH钻孔),选用植物残体作为测年材料,利用AMS14C测年技术建立可靠的地层年代序列,对岩芯进行孢粉分析,重建该地末次冰消期以来的古植被和古环境。末次冰消期以来达连海周围山地在14.8～12.9Cal ka BP和9.4～3.9 Cal ka BP时段曾发育森林,气候较湿润,达连海附近盆地发育的荒漠草原盖度增加或演化为草原;在15.8～14.8 Cal ka BP、12.9～9.4 Cal ka BP 和3.9～1.4 Cal ka BP 时段该地气候比较干旱,依据干旱的程度周围山地森林退化或消失,盆地内发育盖度较低的荒漠草原或草原化荒漠。1.4 Cal ka BP以来湿度有所增加,发育草原植被类型。依据植被的演替历史推断该地气候的变化历程是15.8～14.8 Cal ka BP 干旱,14.8～12.9 Cal ka BP 湿润,12.9～9.4 Cal ka BP干旱,9.4～3.9 Cal ka BP湿润,3.9～1.4 Cal ka BP干旱,1.4～0 Cal ka BP湿润。达连海的孢粉记录与附近青海湖的孢粉结果对比,发现两地植被发育基本一致。末次冰消期Bølling-Allerød 时期,山地森林发育;新仙女木事件发生时森林萎缩;全新世中期两地针叶林发育达到鼎盛,之后逐渐减少至消失。早全新世达连海森林扩张的时间滞后于青海湖,主要与两地森林树种的不同和植被演替的时间差异有关。该区森林发育的全盛时期在中全新世,这与石笋记录到的亚洲季风强盛时期在早全新世不相一致,可能与植被复杂的响应机制有关。     

新疆天山及北疆地区积雪反照率差异

新疆天山和北疆地区是我国三大稳定积雪区之一，积雪反照率的变化显著地影响其地表吸收的太阳辐射能量。2018年1~3月，在新疆天山和北疆地区进行了积雪反照率观测，发现研究区的积雪反照率存在明显的时空差异。时间上，由于受到气温变化的影响，研究区的积雪反照率整体呈现下降的趋势，而且不同时期的下降幅度有差异，1月末~3月初反照率的降低相比1月初~1月末反照率降低更加明显。空间上，由于受到污化物的影响，各区域（阿勒泰地区、塔城地区、天山北坡和伊犁河谷）的积雪反照率之间存在差异，其中天山地区（天山北坡和伊犁河谷）的积雪反照率低于北疆地区（阿勒泰地区和塔城地区），天山北坡的反照率最低；在积雪稳定期及消融期，污化物对积雪反照率的影响最为明显。     

Late Quaternary (30.7–9.0 cal ka BP) vegetation history in Central Asia inferred from pollen records of Lake Balikun, northwest China

Surface and fossil pollen samples were collected to reconstruct the vegetation and environment since 30.7 cal ka BP in the Lake Balikun Basin, northwest China. This record demonstrates that the region was occupied by four vegetation communities during the interval 30.7–9.0 cal ka BP, including desert steppe (30.7–25.1 cal ka BP), Amaranthaceae-Asteraceae desert (25.1–17.7 cal ka BP), Amaranthaceae-Artemisia-Asteraceae desert (17.7–12.8 cal ka BP) and Amaranthaceae desert (12.8–9.0 cal ka BP), corresponding to relatively humid, the coldest and driest, cold and dry, and colder and drier conditions, respectively. The reconstructions of vegetation and environmental changes around Lake Balikun do not support the interpretation of an extremely humid LGM in Central Asia, challenging the cold-moist (glacial), warm-dry (interglacial) pattern of late Quaternary environmental change in Central Asia. The Last Glacial Maximum was cold and dry, and similarly harsh conditions continued into the early Holocene.     

近40a新疆输沙势的分析

利用新疆100个气象站近40a来风的观测资料分析了南北疆合成输沙势的时空分布。分析表明: ①新疆风能高能地区较多, 其东部、北疆西部、西北部合成输沙势(RDP)较高, 南疆西部、西南部RDP较低, 北疆比南疆高。②北疆四季、年RDP从20世纪70年代以来波动减小, 南疆四季、年RDP在60、70年代达到最大, 之后到1998年振荡减小, 1998年后却陡然增大。南北疆RDP在春季最大, 夏季次之, 冬季最小, 在60年代较大, 70年代最大, 90年代最小。③南疆东部、西南、西北部RDP/DP(方向变率指数)较大, 中部、西部较小; 从东部到西部方向逐渐由偏西、西南向偏东、东南转变。北疆东部RDP/DP较大, 中部、天山中部和北麓平原一带在0.6~0.7之间, 西部、西北部有两个低值中心, 东北部在0.7~0.8之间; 方向以偏东南、东居多。     

准噶尔盆地的气候变化与荒漠环境研究

通过对北疆及准噶尔盆地的气候变化与荒漠环境效应研究认为,该区一是受气候变化的影响,其次是受地形和人类活动的影响。在气候变化和环境效应研究中,该地区有着不可替代的区域特征和学科意义。尤其是该区域受西风环流控制和受太平洋季风的影响较少,因此具有季风气候和地中海气候的双重性。因此,该研究区荒漠环境的正逆发展过程不仅受降水和温度的重大影响,而且季节性积雪和高山雪冰融水为荒漠植物的萌发与生长提供了有效的水资源。但是,该地区的生态环境十分脆弱,人类的过度开发和扰动对其的影响也非常严重。所以,加强气候变化与环境效应的相互影响研究,保护干旱生态的平衡发展,再造秀美山川,是该地区今后研究的重要任务和发展方向。     

天山山区与南、北疆近40a来的年温度变化特征比较研究

分析天山山区近40 a来年温度变化的基本特征,并与南疆、北疆进行比较,其结果是:(1)天山山区年平均温度在冷暖变化阶段上与北疆的相似性强于南疆。(2)新疆三大区域年平均温度的最主要空间分布特征均是同步变化,但同步性的程度北疆较好,南疆及天山山区较差;而空间分布的反向变化性,南疆及天山山区较好,北疆较差。(3)三大区域年平均温度的年代际变化趋势是不同的,但均以20世纪90年代为最暖。(4)近40 a的显著线性增温趋势以年平均最低温度及年平均温度表现得空间范围最广,年平均最高温度最差;年平均温度的长期增温率以北疆最大,天山山区和南疆较小;年平均最低温度的10 a增温率变化在0.34~0.37℃之间。(5)三大区域最佳升温趋势出现的时段比较一致,增温率以北疆为最大,天山山区和南疆相同。(6)北疆与南疆年平均温度分别在1960年和1978年发生了由低向高的突变。