论青藏高原苔原——成因、分布与分类的研究

通过分析青藏高原形成苔原的综合因素,论证了高原边缘高山和高原本体都发育有苔原,是全球中纬度独特的大陆苔原带.在划分高山苔原与山原苔原的基础上,将山原苔原进一步划分为湿地苔原、草甸苔原、草原苔原和荒漠苔原等4类,丰富了全球苔原结构.阐明青藏高原既有区域环境的独特性,也有适应全球地带性规律的统一性,使高原自然地带的定位更为准确,也有益于高原环境垂直带理论的完善.     

青藏高原与三江并流区新构造期划分及环境演化

青藏高原隆升成为高亚洲的重要组成部分，是新生代环境演化的重要事件。青藏高原在新构造期上升阶段可划分为非高原-准平原时期和高原发育时期（包括低高原阶段、高高原阶段、世界屋脊阶段）。作为青藏高原东南部和东南缘的三江并流区，新构造时期上升阶段可划分为：地表夷平-准平原时期、高原雏形-岭／盆／谷形成时期、强烈抬升-高原形成期、高原裂解-纵向岭谷发育期等。各新构造期的构造运动的环境效应有所不同。经漫长的地质历史演进，形成独特的自然地理环境。     

青藏高原积雪被动微波遥感资料与台站观测资料的对比分析

积雪资料的可靠程度在反映积雪变化、预估后期气候变化时非常重要, 利用青藏高原74个气象台站资料与被动微波遥感资料进行对比分析. 结果表明: 两种积雪资料在高原南部边缘、高原东部唐古拉山与念青唐古拉山东部均表现为高值区, 在柴达木盆地、高原腹地及沿雅鲁藏布江一线表现为一致的少雪区,在青海南部和藏东南地区差异较大.遥感资料的积雪深度和积雪日数变化敏感区与台站观测资料存在差异.在积雪的显著季节性特征及气候尺度上的年际变化特征方面, 遥感资料与台站资料具有很好的一致性, 但遥感资料在刻画积雪季节内波动特征方面欠佳, 且年平均积雪深度和积雪日数遥感数据偏大.对AMSR-E逐日积雪资料进行评价发现, 高原腹地总精度大于高原边缘地区, 海拔3 000 m以下的反演精度较高, 雪深在9~10 cm时的反演精度较高.     

三维成像揭示的青藏高原地壳流体层分布

应用三维地球物理成像技术可以揭示陆域地壳的流体分布。在青藏高原,高分辨率的地震波速度三维图像是揭示高原地壳流体层分布的主要方法。从取得的三维波速、密度和电阻率图象可见,低波速、低密度和低电阻率异常指示了地壳流体层的位置和范围。同时,高波速高密度异常也揭示上方发育的屏蔽盖层。据此,划分出高原地壳的多个流体发育层的分布范围。根据地壳高分辨率地震层析成像的结果还发现,青藏高原地壳流体发育层分布,与其下面的软流圈上涌有密切关联。     

三维成像揭示的青藏高原地壳流体层分布

应用三维地球物理成像技术可以揭示陆域地壳的流体分布。在青藏高原,高分辨率的地震波速度三维图像是揭示了高原地壳流体层分布的主要方法。从取得的三维波速、密度和电阻率图象可见,低波速、低密度和低电阻率异常指示了地壳流体层的位置和范围。同时,高波速高密度异常也揭示上方发育的屏蔽盖层。据此,划分出高原地壳的多个流体发育层的分布范围。根据地壳高分辨率地震层析成像的结果还发现,青藏高原地壳流体发育层分布,与其下面的软流圈上涌有密切关联。     

近40a来江河源区生态环境变化的气候特征分析

利用月气象资料,对过去40a江河源气候变化特征进行分析,并与全球、全国、青藏高原进行了比较.结果表明:江河源区气温具有增暖趋势,近40a两地年平均气温分别增加约0.8℃和0.7℃,为高原异常变暖区.黄河源区变暖的主要特征是最低气温变暖,日照时数增加;最低、最高气温的显著变暖,以及较黄河源区增加更长的日照时数是长江源区变暖的主要特征.长江源区冬季变暖的作用不是主要的,春季、夏季和秋季的变暖作用比冬季还要大;黄河源区的变暖也并不主要是冬季变暖造成的,秋季变暖的作用与其相当,其它季节的变暖作用也不能忽视.近40a来江河源区降水量略有增加,主要体现在20世纪80年代中后期以来春季与冬季降水量的明显增加,夏季降水量虽然总体上没有明显变化,且局地夏季降水量呈持续减少趋势.与全球、全国以及高原区对比显示,江河源区对全球气候变暖的响应最敏感,变暖首先从长江源和整个高原发端,之后15a.黄河源和全国才进入显著温暖期.黄河源与长江源北部降水量的增加表明,气候变暖有利于高原增加降水量.     

云南丽江旅游地质资源及开发

丽江为滇西北重镇，旅游资源十分丰富，是云南省旅游重点开发区，具有山岳冰川、高原地质生态、大峡谷、丹霞地貌、河流袭夺湾、卡斯特等六大景观类型，誉为地质生态博物馆。加快丽江旅游地质资源的勘查和开发利用，对民族地方经济发展有举足轻重作用。     

高原切变线与高原低涡相互作用的研究现状与展望

高原低涡、高原切变线是高原及周边地区一类常见的天气组合系统,对高原以及我国东部的灾害性天气有重要影响。回顾了高原低涡、高原切变线的研究历史和当前研究所取得的成果,重点探讨了高原切变线与高原低涡的关系以及相互作用机理等科学问题。根据高原切变线及其与高原低涡关系的最新研究成果和相关理论、方法的发展应用趋势,提出这一研究领域值得关注的几个研究新方向。由于目前对这2类高原低值天气系统之间关系的理论认识分歧仍较大,两者相互作用进而引发高影响天气过程的物理机理尚不清楚。因此,对这一科学问题的探究不仅对推动青藏高原天气动力学的理论发展有重要科学意义,也可为高原灾害性天气分析预报的应用实践提供指导。     

1979—2016年青藏高原水汽收支的气候变化特征及其成因北大核心CSCD

利用1979—2016年ERA-Interim的月平均再分析资料,通过统计分析、诊断研究等方法,分析了青藏高原水汽收支的气候变化特征及其成因。结果表明:青藏高原水汽四个季节均是从南、西、北边界流入高原,从东边界流出高原;青藏高原春、夏、秋季都表现为一个明显的水汽汇,夏季是高原水汽输送最活跃的季节,而冬季水汽从高原向外输出;高原东部(南部)水汽输送和收支量远大于高原西部(北部)。青藏高原年和夏季有逐渐变湿的趋势,主要是由于东边界水汽流出量的显著减少;高原东、西部的水汽净收入均呈增加趋势,高原西部的增幅明显大于高原东部;东边界水汽流出量的减少是高原东部水汽净收入增加的原因,而南边界水汽流入量的明显增加是高原西部水汽净收入增加的原因;高原北部水汽收支的年际变化比高原南部更明显,高原北部有明显增湿的趋势,而高原南部增湿趋势不明显。夏季青藏高原南边界水汽收支变化主要受青藏高原以南、以东的季风控制区偏南风水汽输送的影响,与西太副高的变化也有密切联系。西边界水汽收支的变化主要受中纬度西风带水汽输送的影响,北边界水汽收支的变化主要受到“丝绸之路”遥相关波列的影响,东边界的水汽输出偏少与高原地区东北侧至贝加尔湖附近上空的反气旋异常和华南地区上空的气旋异常有关。     

青藏高原南北降水变化差异研究

利用青藏高原1960-2004年近45 a气象台站年降水记录, 对高原中东部年降水做了空间变化分析, 发现高原以唐古拉山为界, 高原南北降水变化存在明显差异, 特别是高原南部和东北部降水几乎成相反的变化. 进一步分析5个重建的长时间降水序列, 发现青藏高原南北降水在百年时间尺度上也存在明显的差异. 在百年时间尺度上, 过去600 a高原南北降水变化都在1740年和1850年左右发生突变. 1740年以前, 整个高原北部降水都在波动中增加, 而高原南部在减小;1740-1850年期间, 高原北部降水在波动中减小, 而高原南部在增加;1850年以后, 高原北部降水又在波动中增加, 而高原南部降水在减小. 高原南北降水变化的空间差异主要是由季风和西风带决定的.     

青藏高原高寒区生物地理学研究进展

近年来,随着DNA测序技术的发展,青藏高原及周边地区的生物地理学研究取得重大成果,从生物演化方面着手探讨了青藏高原隆升历史及其气候效应。综合近年来地质学、古生物学与生物地理学研究进展,我们发现高原及周边地区高寒生物类群的起源和分化时间以及多样性演化过程表明早在渐新世青藏高原部分地区就已经存在高寒生态系统,晚中新世以来青藏高原不同组成部分的地貌与气候格局发生重大改变,高寒生物的祖先类群不断迁入正在生长的高原或在高原上就地演化出适应高寒生境的新物种。晚上新世高寒区物种分化速率快速升高,多样性增加,可能是高原巨大山系和水系以及冰川作用造成地理隔离的结果。同时,生物地理学研究发现青藏高原及周边地区的高寒区与北半球高纬度地区存在密切联系,在第四纪冰期期间并未形成覆盖整个青藏高原的大冰盖,高原面上仍存在很多生物避难所。地质学、古生物学与生物地理学等进行的多学科交叉研究对全方位理解青藏高原隆升历史及其气候效应具有重要意义。     

论“造山的高原”

地球上的高原依照其组成及形成过程差异分为两大类:克拉通高原与造山高原。克拉通高原是在古老的前寒武纪基底和稳定的克拉通的基础上构筑的高原,具有简单的、均一的、稳定的、冷的地壳以及刚性古老硬基底,如巴西高原、科罗拉多高原、埃塞俄比亚高原、南非高原、中西伯利亚高原和德干高原等。造山的高原是以造山单元作为主体的高原,分为俯冲型高原和碰撞型高原。前者如"中安第斯高原"与东太平洋的向东俯冲密切相关;后者如青藏高原,具有相对复杂、不均一、多地体拼贴、多期造山、相对热的巨厚地壳组成的造山软基底。研究表明青藏高原的初始高原在白垩纪形成,与班公湖-怒江缝合带的闭合(120~140Ma)有关。而印度-亚洲碰撞(60~50Ma)和印度岩石圈板片平俯冲在青藏高原之下,促使青藏高原整体的抬升至4000~5000m的高度。     

遥感多指标评价模型在高原地区给水站选址中的应用

为满足藏北高原地区给水站快速选址的需求,从该区气象水文、地质环境和地貌条件出发,对给水站选址的遥感多指标评价模型进行了优化,减小了模型复杂度和遥感信息提取的工作量。采用模糊评价算法对各指标进行规范化,构建高原地区给水站选址多指标评价模型; 采用加权合成算法计算给水站选址评估指数。研究区实地勘查表明,选址评估指数的验证结果与理论分析结果一致,该模型在高原地区给水站选址中具有较好的应用效果。     

青藏高原苔原自然带谱及复式三维地带模式

首次依空间结构将青藏高原划分为外围高山、外缘高山、高原面高山、高原面及高原盆地等五种地貌体;厘清了高原不存在纬度地带性的误判,并结合作者前期高原苔原的论证,创建了高原苔原带谱体系及其三维仿真地带模型,分别为顶锥型(外围离散高山及高原面高山)、带型(外缘带状高山)和平面型(高原面).既具有一般高山苔原(alpine tundra)垂直带谱,又呈现高原山原苔原所特有的"复式三维地带性模式",在全球具有唯一性.首次编制了表征北极苔原与高原苔原关系的北半球苔原带模式图,指出长白山为东北亚高山苔原南界的论点不能成立,青藏高原苔原才是中国及东北亚苔原的南界.目前高原是第三极称谓皆无顶极生物带苔原带景观为前提,仅是高度上的寓意,从地理概念上明确了其与南北极并列的世界第三极定位.     

青藏高原东北部阶段性变形隆升：西宁、贵德盆地高精度磁性地层和盆地演化记录

青藏高原东北部的形成演化是检验高原隆升模型及其驱动季风-干旱环境形成假说的关键。青海贵德和西宁盆地新生代高精度磁性地层和盆地演化揭示出贵德和西宁盆地在早新生代两个盆地曾经为一个统一的、发育于东昆仑山前的弱挤压型陆内挠曲盆地或前陆盆地,可能包括兰州盆地、循化-化隆盆地和祁连山东部一些盆地在内的周边地区都向这个统一的盆地内注入水流和沉积物质,在西宁一带形成汇水中心,并在当时为行星风系的亚热带副高压带作用下形成巨厚的膏盐层。从约21Ma的中新世早期开始,前陆盆地挠曲下沉明显加剧,盆地早期地层被挤压变形,形成盆地中最显著的角度不整合,推测分隔贵德盆地东部的海宴—泽库右旋断裂强烈活动,分隔贵德和西宁盆地的拉脊山东部开始隆升,贵德盆地河流水系由北转向西流,至中中新世,隆升可能席卷整个拉脊山,贵德盆地水系明显南流,盆地挤压中心由早先的昆仑山前转移至拉脊山两侧。从约8Ma开始,拉脊山开始强烈阶段性幕式(3.6、2.6及1.8Ma)变形隆升,导致两侧断层以花状向盆地中心逐步扩展,断裂、掀斜和褶皱地层,盆地转变成山间盆地,并在约1.8Ma的强烈变形隆升后,黄河出现,紧接着形成上千米深切河谷和7级阶地,高原东北部现今构造地貌沉积格局最终形成。上述盆地形成演化过程总体揭示出印度板块碰撞早期最远端的高原东北部就已经开始变形隆升响应,这个过程阶段性由弱至强,至8Ma以来达到最大,反映了高原南北的同步变形隆升但幅度不同的动力学过程与形成模式,可能指示了脆性上地壳块体间柔性变形、块体内刚性挤压破裂变形和塑性下地壳连续变形增厚与流动的共同作用机制。     

青藏高原典型高寒草甸植被生长发育对气候和冻土环境变化的响应

利用青藏高原河南县典型高寒草甸生态系统群落结构、地上生物量、发育期及其气候、冻土环境观测资料,系统研究了高寒草甸植被生长发育特征及其对气候变化和冻土退化的响应机理.研究表明：20世纪80年代后期以来,随年代进程高寒草甸植被出现了牧草返青初期无明显变化,而黄枯初期显著延迟,致使生长期延长,覆盖度总体下降,但自2004后开...     

青藏高原隆升及其环境效应

“青藏高原形成演化及其环境资源效应”项目选择青藏高原为典型地区，特别注意高原与毗邻地区的联系，以从全球尺度探讨高原的各种过程，目标集中在大陆碰撞过程和高原隆升过程，以过程为主线贯通碰撞机制、环境变化和资源分布规律的研究；时间上着重新生代以来，在不同精细时间尺度上定量地描述碰撞和隆升的动态过程及环境变化。运用地球科学、生命科学、环境科学及各学科之间有机交叉、综合研究的方法，开展大陆碰撞动力学、环境变化、现代表生过程及各圈层相互作用等重大理论问题的研究，为青藏高原地区的资源开发和环境调控提供科学依据。按照统观全局、突出重点的原则，项目主要研究内容包括以下4个方面：大陆岩石圈碰撞过程及其成矿效应;高原隆升过程与东亚气候环境变化;青藏高原现代表生过程及相互作用机理;青藏高原区域系统相互作用的综合研究。在完成研究计划任务的基础上，项目取得如下的突出研究成果和创新性进展：印度大陆与欧亚大陆初始碰撞时限;青藏高原南北缘山盆岩石圈尺度的构造关系;青藏高原整合构造模型与成矿成藏评价;新生代高原北部重大的构造变形隆升事件序列;高原周边环境变化事件及高原隆升对亚洲季风发展变化的影响;高分辨率气候动态过程及变化趋势;高原主要生态系统碳过程对气候变化的响应;高原气候变化及冰冻圈变化与预测;高原土地覆被变化、恢复整治及管理。     

甘肃黄土高原土壤水分气候特征

利用甘肃黄土高原42个气象站1961—2000年3～7月降水量和11个农业气象观测站逐年3～11月上旬的土壤重量含水率资料，分析了甘肃黄土高原土壤水分的地域和时间分布特征。结果表明：①甘肃黄土高原土壤水分从西南向东北减少，中部有一条从北向南的干舌，干旱中心在陇中北部，受六盘山的影响较大；②甘肃黄土高原分为7个气候区：陇中、陇东土壤严重缺水区，陇中、陇东土壤季节性缺水区，土壤水分适宜区，土壤水分湿润区和甘南高原土壤水分湿润区；③陇中北部和陇东北部土壤严重缺水区浅层土壤严重缺水主要出现在春季和春末夏初，深层土壤也常年处于缺水状态。季节土壤缺水区浅层主要缺水在5、6月份，深层土壤水分陇东高于陇中，适宜区和湿润区无明显土壤缺水时段。     

基于模糊综合评判的高原盆地城市水源地脆弱性评价

根据高原盆地城市水源地脆弱性内涵, 评价指标可量化性及不同水源地之间可比性, 选取了水源地水文气象、生态环境、水源污染和地表扰动状况4个方面14个指标, 构建了高原盆地城市水源地脆弱性指标体系.基于高原盆地城市水源地复杂性和指标评价标准界线的模糊性, 采用层次分析法确定指标权重, 应用模糊综合评判法建立评价模型, 运用所建立的评价模型对昆明市松华坝水源地脆弱性进行了评价.结果表明, 昆明市松华坝水源地为中度脆弱. 其中, 水文气象因子、水源污染因子处于中度脆弱状态, 生态环境因子处于轻度脆弱状态, 地表扰动因子介于轻度脆弱与中度脆弱状态之间.