哈拉湖湖滨沉积物的粒度分布特征及其环境意义

哈拉湖盆地是祁连山西部的一个山间盆地。哈拉湖位于盆地中心,属高山内陆湖泊。湖面海拔高度4077米,最大水深65米,平均274米[1]。湖泊呈北西西-南东东延伸,长32公里,平均宽度13公里,面积为580平方公里。哈拉湖盆地北部有疏勒南山巍峙,海拔在5000米以上,南为哈拉湖南山,平均海拔不到5000米。盆地东西两侧的分水岭均系低平的丘陵地带。南北二山由上泥盆统、石炭系和三叠系地层组成,盆地内部除零星出露第三纪地层外,余为第四系洪积、冰水冲积物覆盖。     

祁连山现代冰川小资料

祁连山地跨甘肃青海两省,由一系列西北西走向的平行山脉和谷地组成,山脉总长800余公里。西段主要高山有大雪山、党河南山、土尔根达坂山和柴达木山,中段有走廊南山、托来山、托来南山、疏勒南山和哈尔科山,东段有冷龙岭。许多山峰高出雪线,发育了众多的山岳冰川,成为十二条较大河流的源头。其中石羊河、黑河、北大河、疏勒河和党河,属河西走廊内陆水系;哈尔腾河、鱼卡河、塔塔棱河和巴音郭勒河,属柴达木盆地内陆水系;哈拉湖为一独立的内陆湖泊水系;布哈河属青海湖内陆水系;大通河注入黄河支流湟水,是祁连山区除庄浪河以外唯一的外流水系。充分利用祁连山高山冰雪资源,必将对河西走廊和柴达木盆地的国民经济发展作出有益的贡献。     

RECENT CHANGES OF SELECTED LAKE WATER RESOURCES IN ARID XINJIANG,NORTHWESTERN CHINA

新疆干旱区处于内陆腹地,降水稀少而蒸发量大,区内湖泊经长期自然演化后多为盐湖和咸水湖.近几十年来,在气候持续增暖和人类活动驱动下,湖泊波动变化频繁,对湖泊资源环境及其区域生态环境产生重大影响.本文通过新疆地区山地、平原等不同地貌单元的6个淡水和微咸水湖泊的水量、水质状况分析和对比研究,进行了近期湖泊水资源变化分析.研究表明,近十多年来,喀纳斯湖和赛里木湖等山地湖泊有一定的扩展,但湖泊的水量和水质没有明显的变化.博斯腾湖和柴窝堡湖等山前绿洲湖泊以及乌伦古湖和吉力湖等河流尾间湖泊总体收缩,水体咸化.湖泊的变化总体上是对区域气候变化的响应,但湖泊流域人类活动和湖盆形态特征等方面的不同,导致湖泊演化过程的空间差异.湖泊水质变化与湖泊水量变化具有明显的对应关系,湖泊水量增加水体淡化,反之咸化.近十多年来,山地湖泊赛里木湖和喀纳斯湖水质变化相对稳定,山前绿洲湖泊博斯腾湖和柴窝堡湖水质则持续恶化,而河流尾闾湖泊乌伦古湖和吉力湖水质变化波动较大,并从2008年开始逐渐好转,处于水化学类型易变的过渡阶段.     

粒度和元素证据指示的居延海1.5kaBP来环境演化

居延海是黑河的终端湖, 在最近3 000 a来已由原来面积 800 km2逐渐萎缩而最终干涸, 同时其周边环境也发生了巨大的变化.东居延海(索果诺尔)湖相沉积的粒度和元素资料研究结果表明: 明清以前湖泊的变化主要受气候变化的影响, 温暖时期, 气候偏湿, 入湖水量增多, 湖泊面积扩大, 流域化学风化作用增强; 寒冷时期, 气候偏干, 入湖水量减小, 湖泊萎缩, 流域化学风化作用减弱.明清之后特别是近40 a来, 由于黑河上中游地区大规模的土地开发及水资源利用, 入湖水量不断减小, 甚至河流断流, 最终导致了目前居延海的干涸.     

黑河流域降水的研究进展与展望

归纳总结了黑河流域降水方面已有的研究成果,主要集中在流域降水的时空变化规律及降水的影响因子分析两个方面.在降水变化研究方面,对整个流域降水的时空变化特征与上游祁连山区降水的变化特征分析已有不少工作;在降水影响因子研究方面,对上游祁连山区地形与降水的关系研究在逐步开展;水分条件,气候变化、人类活动与流域降水的关系研究也取得了一些进展.这些研究使我们对流域的气候特征、降水分布情况及降水的地形影响等方面有了一定的了解.为更全面、深入地研究黑河流域降水机理奠定了基础,但仍需在以下两个方面展开深入细致地研究:1)与大尺度环流系统变化有关的水汽来源及输送对黑河流域降水的影响;2)与地形有关的局地因子对黑河流域降水的影响.     

苏干湖盆地水资源与生态环境及其向区外调水的影响

苏干湖水系属于柴达木内流水系西北端的一个独立水系, 在现状条件下, 苏干湖盆地水循环关系为大小哈尔腾河-苏干湖的"补给-蒸发"相平衡.大小苏干湖为盆地水资源的尾闾汇集区, 生态景观大部分为戈壁荒漠, 生态植被集中分布在湖外围地下水埋深小于5 m的浅埋带.在评价分析现状水均衡的基础上, 分析了盆地水循环过程, 结合氢氧同位素测试和遥感信息提取, 得出大、 小苏干湖水体的补给来源不同, 河流来水量的变化主要反映在大苏干湖水域, 对小苏干湖水体影响较小.初步建立了苏干湖盆地生态植被变化模式, 结合引哈济党工程, 分析了不同调水情景下, 大苏干湖水体面积的变化、 地下水浅埋带的变化及生态变化. 结果表明: 在大哈尔腾河调水1.0×10⁸m³时, 不会对苏干湖水系生态状况造成明显的影响, 因而可对敦煌生态保护起到积极作用.     

应用氢、氧同位素研究苏干湖盆地大、小苏干湖湖水补给来源

苏干湖盆地是嵌套在柴达木盆地中的一个封闭盆地,大、小苏干湖是盆地地表水和地下水的汇集中心,两湖相距20km,但大苏干湖为咸水湖、小苏干湖为淡水湖。文章通过氢、氧同位素分析盆地中大、小苏干湖湖水补给来源,解释了两湖虽近,但矿化度差别较大的原因。为解决敦煌盆地地下水资源短缺问题,政府部门计划从苏干湖盆地地下水的主要补给源——大哈尔腾河引水至党河当中,但湖水补给源的不同,导致引水对两湖影响不一。结果表明,大苏干湖湖水补给来源为大、小哈尔腾河上游4 800m以上冰雪融水补给,且径流路径长,蒸发强烈。小苏干湖主要由来自党河南山西段和阿尔金山区雨水补给,径流路径短。因此,大、小苏干湖矿化度差别较大,补给源的不同导致引水对大苏干湖湖水影响较大,而对小苏干湖湖水影响较小。     

全新世以来滇西北地区天才湖粒度特征及古降水

根据滇西北高山冰蚀湖泊——天才湖的地理位置与湖泊特征,探讨了天才湖粒度所代表的古气候意义,认为天才湖沉积物的粒度特征能有效地显示该地区古降水的变化历史.综合分析天才湖TCK1沉积钻孔的粒度指标,同时结合磁化率、烧失量指标,认为全新世以来天才湖湖区的古降水经历了6个阶段,即11940～11240cal.aB.P.期间,降...     

青藏高原近25年来主要湖泊变迁的特征

青藏高原分布有青海湖、纳木错、色林错3个特大型湖泊和扎日南木错、当惹雍错、阿牙克库木湖、班公错、哈拉湖、鄂陵湖、羊卓雍错、扎陵湖、赤布张错、乌兰乌拉湖、昂拉仁错11个大型湖泊。通过对20世纪70年代中期的MSS图像和90年代末期—21世纪初期的ETM 图像的解译,对近25年来青藏高原重点湖泊的变迁进行了分析。研究结果表明,哈拉湖、鄂陵湖面积相对稳定;青海湖、扎日南木错、当惹雍错、阿牙克库木湖、扎陵湖、乌兰乌拉湖等8个湖泊的面积都有不同程度的缩小,其中青海湖、乌兰乌拉湖面积减少最多,分别为60.60km2、59.80km2;纳木错、色林错、班公错3个湖泊的面积都有不同程度的增加,其中色林错面积增加最多,达140.52km2。重点湖泊的变迁分析为研究青藏高原的湖泊演化和气候、环境变迁提供了新资料。     

湖北省湖泊现状与变化遥感研究

湖北省是长江流域重要的湖泊分布区,由于河(江)湖关系自然演变和人类活动的双重影响,湖泊数量和湖泊面积变化都较大。本文利用时相为1975、2000、2007、2017年的卫星遥感影像作为基本信息源,借助GIS技术,调查研究了湖北省湖泊现状及变化情况。结果表明,2017年,湖北省域大、小天然湖泊共计808个(其中大于100km2的湖泊有4个),湖泊总面积(平水位)2776.96km2,湖泊面积总量大,数量多,但空间分布极度不匀;1975-2017年的40余年间,湖泊总面积共减少了129.88km2,年平均减少量为3.09km2;湖泊变化阶段性特征突出,前30余年湖泊面积消减,数量减少,后10年面积增加,数量增加,反映出近10年来湖泊湿地生态环境总体趋于良性演化。     

河西内陆河流域水资源及其动态变化

The Qilian Mountains is the cradle of all inland rivers in the Hexi arid region. The mountain glaciers are an important water resources for this region. Changes of the mountain runoffs resulted from global climate warming will have important impacts on the development of human society and economy in the region. In this paper, the river runoffs from the Qilian Mountains and their dynamic changes are analyzed on the basis of the instrumental data of precipitation, air temperature, and discharge from the weather and hydrological stations in the study area. The results show that the annual change in the mountain runoffs is affected mainly by precipitation in the east of the region, but also by temeprature in the west of the region. There are some obvious regional differences in the influence of climatic change on surface runoffs in the Hexi region. River runoffs in the western part of the Hexi region have been increasing, whereas those in the eastern part have been decreasing. River runoffs in the central part such as the Heihe River, present a slow increasing trend, although it is not quite visible     

中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨

由于全球显著变暖和水循环加快,使得中国西北主要是新疆地区于1987年气候发生突然变化,随着温度上升,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加,内陆湖泊水位显著上升,洪水灾害也迅猛增加,同时,植被有所改善,沙尘暴日数锐减,从而改变了19世纪末期至20世纪70年代的变暖变干趋势.以降水量增加超过蒸发量增加所导致的径流量增长及湖泊水位上升作为气候向暖湿转型的主要标准,西北地区目前的气候变化可分为3个区域,即1)显著转型区;2)轻度转型区;3)未转型区.作者初步认为,西北气候向暖湿转型可能是世纪性的,预期西北东部在21世纪上半期也会向暖湿转变,但预测有较大的不确定性.     

河西内陆河流域出山径流对气候转型的响应

对甘肃河西内陆河流域出山径流变化过程与趋势的研究表明,从20世纪80年代中后期开始,受西风环流降水的影响,祁连山区中、西部的黑河、疏勒河流域的气候环境发出了由增温变干转为变湿的讯号,具体表现为随着山区气温升高,降水量增加,出山径流相应增大.采用区域气候模式预测和水文统计模式的计算,亦同样证实出山径流有显著的增加趋势.但受季风影响的祁连山东部的石羊河流域则尚未出现这种转变,从20世纪50年代起,出山径流量持续下降,表明其气候环境仍向增温变干的方向发展.     

1976-2017年柴达木盆地湖泊面积变化及其成因分析

高原湖泊是反映气候变化敏感的指示器。利用1976-2017年的多源资料对柴达木盆地湖泊面积动态进行了监测。结果表明：近50多年来,柴达木盆地气候呈现气温升高,降水普遍增加的增暖增湿趋势,21世纪以来这一趋势更为明显,但存在地区差异,年平均气温升温速率自东向西趋于增加,降水增加速率自东向西趋于减小;柴达木盆地外围东部的托素湖面积1956-2017年总体呈弱的减小趋势,减速为0.41 km²·a^-1。但2005-2017年期间湖面以1.34 km²·a^-1的增速呈明显扩张趋势,中部的小柴旦湖面积与过去13年同期平均相比,扩大了19.87 km²,而西部的尕斯库勒湖呈先增加后减小的趋势。柴达木盆地气候变化、植被面积、入湖径流等因子是导致湖泊面积变化的主要原因。     

近40年来青藏高原湖泊变迁及其对气候变化的响应

湖泊对气候波动有敏感记录。本文以GIS和RS技术为基础,在野外实地考察的基础上,从20世纪70年代、90年代、2000年前后和2010年前后4期Landsat遥感影像中提取了青藏高原所有湖泊边界信息,建立了青藏高原湖泊空间数据库。分析表明的青藏高原面积大于0.5 km2的湖泊总面积变化：（1）从20世纪70年代至90年代增加了13.42%; （2）从20世纪90年代至2000年前后增加了4.86%; （3）从2000年前后至2010年前后增加了13.04%。可见,近40年来,青藏高原湖泊个数和面积均呈增加的趋势。气象数据分析表明,青藏高原气候出现了由暖干向暖湿的转型,表现为气温升高、降雨量增加和蒸发量减小。笔者选取了研究区内面积大于10 km2的时间上合适做比较的所有湖泊,逐一分析了其在4个时期的动态变化情况,并根据变化结果进行了分区。不同时期的湖泊变迁具有区域差异性：（1）从20世纪70年代至90年代,西藏北部、中部、藏南、青海羌塘盆地和青海东部湖泊呈萎缩趋势; （2）20世纪90年代至2000年,青海北部湖泊萎缩; （3）2000年至2010年,除藏南外,青藏高原其余地区湖泊全面扩张。不同补给源的湖泊对气候变化的响应模式不同：（1）气温主要影响以冰雪融水及其径流为主要补给源的湖泊,如色林错、赤布张错等; （2）降雨量主要影响以大气降雨和地表径流为主要补给源的湖泊,如青海羌塘盆地; （3）蒸发量直接影响湖泊水量的散失,在青藏高原总体蒸发量减小的大环境下,部分地区因升温引起的湖泊蒸发效应超过了降水和径流量增加,湖泊出现萎缩的现象,如羊卓雍错流域。总之,地质构造控制了湖泊变迁的总格局,而短时间尺度的湖泊变迁主要受气候因素的影响。此外,湖泊动态变化还受冰川、人类活动、湖盆形状、补给和排泄区等因素的影响。     

The dynamic response of lakes in the Tuohepingco Basin of the Tibetan Plateau to climate change

The Tibetan Plateau (TP) is particularly sensitive to the influences of climate change. As indicators of climate change, lakes on the TP play a key role in the Earth’s climatic system. Lake Yazi (LY), Lake Tuohepingco (LT) and Lake Changtiao (LC) in the Tuohepingco Basin are three inland lakes on the plateau. The extents of LY, LT and LC were obtained using object-based image analysis for remote sensing and 22 images from Landsat satellites (from September to December between 1972 and 2015). Inter-annual changes in the extent of LY, LT and LC were then analyzed. The results show that the total area of the three lakes underwent a change from shrinkage to expansion between 1972 and 2015. In general, there was a trend toward shrinkage during 1972–1999, distinct expansion during 2000–2007 and slight expansion during 2008–2015. Moreover, we found that 14 other lakes have also expanded dramatically since 2000. Lakes at 30°N and 35°N (LY, LT and LC are also located in this region) exhibited the same dramatic period of expansion between 2000 and 2005. In other words, 2000 appears to be a critical transition point for changes in lake size on the TP. Lakes at the same latitudes in the Tibetan Plateau interior may have a similar period of dramatic expansion after 2000. The warming-triggered deglaciation or permafrost degradation, increased precipitation and decreased evapotranspiration may be the influencing factors of lake expansion in the Tuohepingco Basin. Temperature showed relatively higher correlation with lake extent, while precipitation and evaporation were slightly correlated with lake area. Given the importance of wetlands to human society, these are no trivial issues, and we now need accelerated research based on long-term and continuous remote sensing.     

青土湖地区9500a BP以来的环境变化研究

通过对青土湖地区ZY剖面的代用指标分析,研究了该区9500aBP以来的气候环境变化.在9500～6700aBP期间,剖面为风成砂沉积,平均粒径、磁化率、碳酸盐含量和C/N代用指标值均出现了的最低值,代表了湖泊干涸状态下强烈的风力搬运堆积,反映为一种暖干的古气候环境;6700～5800aBP期间,为碳酸盐粉砂质粘土沉积,代用指标的值均为高值,指示高水位、暖湿的古气候环境;5800～2700aBP为碳酸盐粉砂沉积,代用指标的值均表现为中等,代表了低水位状态下的碳酸盐沉积,反映夏季风减弱,区域降水量减少;2700～1100aBP期间为沼泽沉积,此时湖泊水量变化是以人为因素为主还是自然因素为主,需要进一步研究.     

气候变化对祁连山石羊河出山口径流的影响研究

根据近50a来石羊河流域上游祁连山山区的气温、降水及出山径流观测数据,用遗传算法和自动寻优-人机对话法,建立了出山径流对于气温、降水变化的响应模型,并以该模型为基础,初步预测了石羊河流域上游山区未来气温、降水的变化趋势以及该气候情景下出山径流的相应变化.结果表明:未来数十年间,山区气温仍呈缓慢的上升趋势,山区降水变化总体趋势是下降的,但下降幅度不大.受山区气温、降水变化的影响,未来出山径流亦呈下降的趋势,下降幅度主要取决于山区降水减少的幅度.     

近50a来青海水文要素变化特征分析

对青海省境内降水、径流、水面蒸发站观测资料的分析,结果显示年降水量在昆仑山、巴颜喀拉山、达板山以北,阿尼玛卿山、日月山以西的地区呈增加的趋势,且以柴达木盆地增幅较大,以东的黄河流域降水略有减少;以南的长江流域变化趋势不明显.年径流量在柴达木盆地南部、昆仑山北麓呈较明显增加的趋势,盆地北部诸河、长江流域、大通河变化趋势不明显,其它地区包括青海湖、黄河及其支流(不含大通河)呈减少的趋势.水面蒸发量除个别站点外,呈明显下降的态势,而且减幅较大,下降的幅度西部地区大于东部地区.与此对应是全省的干旱指数明显变小,湿润程度有所增加.     

亚洲内陆干旱区巴里坤湖记录的H1突变事件

对亚洲内陆干旱区Heinrich (H)事件发生时的气候状况和植被响应过程的研究有利于加深对内陆干旱生态系统与气候突变事件关系的理解.本研究以新疆巴里坤湖BLK11A岩芯450~610 cm段的沉积物为研究载体,基于AMS 14C年代控制,通过岩性、粒度、 X射线荧光光谱元素钛含量( XRF-Ti)和孢粉变化特征等对H1突变事件(17~15 cal. ka B. P.)发生时流域的气候特征和植被分布状况进行了重建.研究结果表明: 1)H1时期湖泊岩性以砂质或者粉砂质的浅湖相为主,湖泊水位较低.沉积物粒度分布频率曲线表现出与流域现代扬尘一致的双峰分布特征,同时XRF-Ti含量增加,两者共同指示了流域局地扬尘发生频率增加,且对湖泊物质输入起主导作用;2)该时期耐旱的荒漠植被比例显著增加,植被覆盖度降低,流域生物量也相应降低,代表了流域植被显著退化;3)结合中纬度欧亚内陆干旱区其他地质记录,发现这一区域H1时期整体以冷干气候为主,风沙活动加强,湖泊萎缩,植被退化.主要原因为西风携带水汽的减少,使得能够到达该内陆区域的降水减少,另一方面温度降低导致了冰雪融水补给的减少,两者共同导致了内陆干旱区植被和环境的退化.