我国高原健康环境评估

我国有大量的居民居住在广袤的山地和高原地区,海拔上升带来的氧气含量降低、紫外辐射增强等高原自然环境导致的各种不利因素,对他们的衣食住行造成了巨大的影响。针对高海拔地区自然环境特点,包括低压低氧、低气温、低湿度、高辐射等自然环境条件,全面而深入地分析了高原环境对人体健康可能造成的各种不良影响,并介绍了高原肺水肿、脑水肿等急性高原病和高原衰退症等慢性高原病的发病特征。进一步地,在众多学者的大量研究基础上,对海拔高度增加引致的氧气含量和紫外辐射强度等自然指标变化规律进行了总结,分析了各指标变化对人体生理的影响,进而得出了在不同海拔高度人体生理的表现。依据有关数据,还总结了我国各种急性、慢性高原病在县级区域水平上发生的区域分布规律,对我国高原病与高原反应发生的地区进行了划分,并指出了各种疾病发病的海拔临界值。这对于改善高原居民的生理健康水平、指导平原地区前往高海拔地区人们对高原病的防护有重要意义。     

史前人类探索、适应和定居青藏高原的历程及其阶段性讨论

系统梳理了近年来的考古发现与研究成果,总结出人类向青藏高原扩散直至定居的5个阶段性发展过程：古老型智人自中更新世晚期就开始了对高原的适应;现代智人于40~30 ka前已经开启了对高原腹地的探索;末次冰消期以来的气候转暖时段,细石器人群向高原大范围扩散,并在全新世早中期的活动更为频繁;粟作农业人群至少在5.2 ka前进入高原东部低海拔的河谷地带,在4.8 ka以后开始定居在高原东部3 000 m以上海拔的区域;3.5 ka以来麦作的传入和牧业经济的发展助力人群大规模定居高海拔区域。人类在向高原扩散和定居的过程中经历了漫长的生理与文化适应,但受限于当前考古发现与研究材料,史前狩猎采集、农业和牧业等人群在高原的时空分布、对高海拔环境的生理与行为适应﹑与低海拔人群和以藏族为主的现代高原人群之间的联系,以及高寒地区河谷农业和山地高原面游牧双重经济活动对高寒文明形成的支撑作用和高寒文明的普适性等问题仍需要深入研究,期待未来多学科交叉融合共同推动对这些问题的理解。     

不同光合型植物气体交换参数与环境因子的关系

以昆仑山前山低山群自然生长的塔里木沙拐枣(Calligonum roborovskii)和驼绒藜(Ceratoides latens)为研究对象,通过观测分析,探讨了干旱区山地生态系统不同光合型植物气体交换参数特征及其对环境因子的响应,结果如下:①塔里木沙拐枣光合速率、蒸腾速率不同月份变化不明显,对海拔高度升高的响应更积极,驼绒藜光合速率、蒸腾速率呈下降趋势,对海拔高度变化的响应不明显;②两种植物午间光合速率下降归因于叶片光合酶活性下降,气孔调节作用不明显;③塔里木沙拐枣光合速率主要受光合有效辐射强度和温度影响,蒸腾速率与饱和水汽压差负相关性不明显,驼绒藜气体交换参数与环境因子相关性不明显;④水分条件改善是促使塔里木沙拐枣向高海拔迁移的主要因素,温度提高有利于其良好生长。     

青藏高原湖泊沉积与环境演变研究：现状与展望

从空间尺度、不同时间尺度、重大气候环境变化事件、与其他研究结果的对比以及代用指标与气候要素的定量关系研究等几个方面总结了近十余年来青藏高原湖泊沉积与环境演变研究的主要成果。目前在高原上开展的湖泊沉积与环境演变研究主要分布在三个较为集中的地区：高原东北边缘区、高原西部西昆仑山湖泊群和高原中南部湖泊群。已有的湖泊沉积记录主要是以中长时间尺度的研究为主，而短时间尺度高分辨率的研究稍显不足。与其他地区全球变化研究结果的对比表明，湖泊沉积所反映的高原气候环境变化既具有全球性，又具有区域性的特征。湖泊沉积重建的环境序列的定量化研究仍处于探索阶段。由于湖泊沉积的环境代用指标存在着相对多解性，因此在实际研究中多学科交叉、多指标分析的方法是必需的。当前和今后需要深入开展环境代用指标与气候要素之间定量关系的研究，进一步提高沉积物定年的精确性，发现新的更为敏感的环境代用指标，不断完善多学科多环境代用指标的综合分析，并注重填补不同区域不同时间尺度的研究空白，加强高原上不同区域之间的对比研究。     

中国贫困地区环境类型研究

本文指出贫困是困惑人类发展的世界性难题.中国存在592个重点扶贫县,按照环境特点可分为三大类型,即:(1)中部山地高原环境脆弱贫困带,包括蒙古高原东南边缘风蚀沙化贫困区、黄土高原沟壑水土严重流失贫困区、秦巴山地生态恶化贫困区、喀斯特高原丘陵环境危急贫困区、横断山脉高山峡谷封闭型贫困区等类型;(2)西部沙漠高寒山原环境恶劣贫困带,包括新疆、青海及西藏三省区的沙漠地区及青藏高原高寒区等类型;(3)东部平原山丘环境危急及革命根据地孤岛型贫困带,包括东北沿边地区、华北平原低洼盐碱地区;东部岛状分布的丘陵山区革命根据地贫困区.文中还论述了环境与贫困度的关系,即环境愈脆弱,贫困度愈高,脱贫难度愈大.但致贫因子又错综复杂,在某些特殊情况下,自然环境较好,而交通闭塞,信息不灵,技术落后,也阻碍致富.同一环境不同的政策机制,可以引发不同的结果.环境改造与脱贫,一定要有宏观战略规划和分类指导的方案,并有切实可行的操作办法.贫困地区即使解决了温饱,依然是低标准,向贫困开战仍将是21世纪中国的一项艰巨工程,只不过那时的贫困线划定标准有所变化而已.     

青藏高原增温效应对垂直带谱的影响

青藏高原作为巨大的热源对亚洲气候、高原生态格局等产生重要的影响。但青藏高原的增温效应最初是20世纪50年代因其对亚洲气候的重大影响而被发现的,因此,大量的相关研究主要集中在高原夏季增温对气候的影响方面,而高原增温效应对高原地理生态格局的影响研究却非常少。利用收集到的气象台站观测数据、基于MODIS地表温度估算的青藏高原气温数据、林线数据和垂直带谱数据及DEM数据,通过对比分析高原内部与外围山区垂直带谱高度的变化及林线的分布规律,并以高原内部与边缘地区相同海拔高度上的气温差、最热月10℃等温线、15℃·月的温暖指数等温度指标来定量描述高原的增温效应及其对垂直带谱和林线的影响。研究结果表明:1由于青藏高原增温效应的影响,高原内部气温和生长季长度高于边缘地区,相同海拔高度上,高原内部各月气温比边缘地区高2~7℃;在4500 m高度上,高原内部各月气温比四川盆地高3.58℃(4月)到6.63℃(6月);最热月10℃等温线的海拔高度也从东部边缘(4000 m以下)向内部逐渐升高,在拉萨-改则一带则可出现在4600~5000 m的高度;15℃·月的温暖指数的海拔高度也从边缘向内部逐渐升高,在4500 m的海拔高度上,横断山区、高原南部和中部地区的温暖指数均能达到15℃·月以上,而其它边缘地区则都低于15℃·月。2青藏高原垂直带谱和林线的分布规律与增温效应的规律极其一致,即均从东部边缘向内部逐渐升高,表明增温效应抬升了高原内部垂直带谱的分布范围和高度:山地暗针叶林带的分布范围在高原内部比东部边缘地区高1000~1500 m;山地草甸带的分布范围在高原内部比东部边缘高出700~900 m;高原内部林线比外围地区高500~1000 m左右。最热月10℃等温线和15℃·月温暖指数的分布规律与林线分布规律一致,表明高原增温效应对垂直带谱的分布具有重要的影响。     

青藏高原大骨节病流行区环境、食物及人群硒水平研究

为了解青藏高原大骨节病流行区环境、食物及人群硒水平的分布现状,论文通过CNKI、Web of Science和Google Scholar等数据库检索收集了2000—2018年间发表的关于青藏高原大骨节病病区土壤、粮食、饮水及人发硒含量的文献,按拟定标准共筛选出33篇文献并提取有效数据进行统计分析。结果显示,青藏高原大骨节病病区自然环境总体仍处于低硒循环状态,其中耕作土壤、饮水平均硒含量分别为0.147 mg·kg^-1和0.54 μg·L^-1,高原自产青稞、小麦、糌粑平均含硒量分别为9.27、19.08、11.07 μg·kg^-1;而病区儿童整体硒营养水平较1990年以前有明显升高趋势,发硒平均含量为0.234 mg·kg^-1,已基本脱离硒缺乏状态(<0.20 mg·kg^-1);外源性大米的硒含量为43.29 μg·kg^-1;病区儿童发硒水平与土壤总硒含量无明显相关关系(r=0.125,P>0.05,N=23)。青藏高原大骨节病流行区儿童发硒水平与自然环境硒水平不一致的变化趋势提示,随着社会人文因素的干预,外源性硒的输入有所增加,并在一定程度上降低了病区人群对当地低硒环境的依赖性,这可能是青藏高原大骨节病病情稳定下降并得到有效控制的主要原因。     

山西云顶山亚高山草甸群落生态分析

应用双向指示种分析法 (TWINSPAN )和除趋势对应分析 (DCA )等数量分析方法,对山西云顶山亚高山草甸生态关系进行了研究,将该草甸划分为5个群落类型,分别位于不同的海拔高度。分类结果很好地反映了植物群落类型及优势种的分布与环境因子之间的关系,并在DCA二维排序图上得到了较好的验证。DCA排序轴反映了海拔高度、放牧强度和群落土壤湿度的梯度变化,表明海拔高度和水热条件是影响植物群落变化的主要环境因子,物种多样性在群落类型分化中有重要作用,同时放牧对亚高山草甸演替过程的干扰明显。     

青藏高原几个主要环境因子对植物的生理效应

青藏高原作物生育期间的太阳辐射及其强度,均高于我国内地,而且短波辐射比例大,光照时间长,不仅直接影响植物的光合作用、呼吸作用等重要代谢过程,而且不同光质对高原植物植株的生长高度、根系的萌生发育、叶绿素含量以及碳水化合物、蛋白质、脂肪等贮藏物质的积累等方面都有不同的影响。昼夜温差大这一环境特点与高原作物高产之间的关系尚存争议,但对作物的品质确实具有明显的影响作用。在高海拔、低气压(低CO₂含量、低O₂含量)条件下,植物表现出光合作用光饱和点升高、光补偿点降低、适温偏低,暗呼吸速率较低等特点,因而有利于植物充分利用光能,也有利于植物体内干物质的积累,而且高海拔对植物体内不同代谢成分的形成具有不同的影响作用。虽然青藏高原的多个环境因子,如太阳强辐射、蓝紫光成分多、昼夜温差大等,对高原小麦的高产来说不可缺少,但平均气温较低导致的高原地区小麦生育期明显延长是其干物质产量和籽粒产量高于平原地区的主要原因。     

基于MODIS数据的青藏高原气温与增温效应估算

利用2001-2007 年MODIS地表温度数据、137 个气象观测台站数据和ASTERGDEM数据, 采用普通线性回归分析方法(OLS)及地理加权回归分析方法(GWR), 研究了高原月均地表温度与气温的相关关系, 最终选择精度较高的GWR分析方法, 建立了高原气温与地表温度、海拔高度的回归模型。各月气温GWR回归模型的决定系数(Adjusted R²) 都达到了0.91 以上(0.91~0.95), 标准误差(RMSE) 介于1.16~1.58℃;约70%以上的台站各月残差介于-1.5~1.5℃之间, 80%以上的台站的残差介于-2~2℃之间。根据该模型, 估算了青藏高原气温, 并在此基础上, 将高原及周边地区7 月份月均气温转换到4500 m和5000 m海拔高度上, 对比分析高原内部相对于外围地区的增温效应。研究结果表明:(1) 利用GWR方法, 结合地面台站的观测数据和MODIS Ts、DEM等, 对高原气温估算的精度高于以往普通回归分析模型估算的精度(RMSE=2~3℃), 精度可以提高到1.58℃;(2) 高原夏半年海拔5000 m左右的高山区气温能达到0℃以上, 尤其是7 月份, 海拔4000~5500 m的高山区的气温仍能达到10℃左右, 为山地森林的发育提供了温度条件, 使高原成为北半球林线分布最高的地方;(3) 高原的增温效应非常突出, 初步估算, 在相同的海拔高度上高原内部气温要比外围地区高6~10℃。     

基于MODIS积雪产品的高亚洲融雪末期雪线高度遥感监测

以2001—2016年逐日MODIS积雪产品为主要数据源,在高亚洲区域发展了大尺度融雪末期雪线高度的遥感提取方法,并对其2001—2016年的时空变化特征进行了分析。提取方法首先对逐日的MODIS积雪覆盖率产品进行去云处理,获得积雪覆盖日数（SCD）数据集;并用冰川年物质平衡观测数据、融雪末期Landsat数据对提取终年积雪的MODIS SCD阈值进行率定;最后以MODIS SCD提取的终年积雪面积结合地形“面积—高程”曲线实现大尺度融雪末期雪线高度信息的提取。结果表明：① 高亚洲融雪末期雪线高度的空间异质性较强,总体上呈南高北低的纬度地带性分布规律;并因受山体效应的影响,雪线高度由高海拔地区向四周呈环形逐渐降低的特点。② 高亚洲2001—2016年融雪末期雪线高度总体上表现为明显的增加趋势。在744个30 km的监测格网中,24.2%的格网雪线高度呈显著增加,而仅0.9%的格网呈显著下降。除兴都库什、西喜马拉雅外,其他地区雪线高度均表现为升高趋势,显著上升的地区主要分布在天山、喜马拉雅中东部和念青唐古拉山等,其中以东喜马拉雅升高最为显著（8.52 m yr ^-1）。③ 夏季气温是影响高亚洲融雪末期雪线高度变化的主要因素,两者具有显著的正相关关系（R = 0.64,P < 0.01）。     

祁连山北麓不同海拔土壤化学计量特征

对祁连山中段冰沟流域土壤有机C、N、P含量垂直分布与化学计量特征及其影响因素进行研究。结果表明：冰沟流域土壤有机C、N、P含量在各样点随土层深度而降低,并在表层土中聚集较明显;在0—40 m土层中,土壤有机C、N、P平均含量随海拔升高总体呈现先增高后下降的趋势,在中、高海拔处最高,P含量变异较小。0—40 cm土层中土壤C/N在海拔3 128—2 814 m处高于其他海拔,在3 075 m处C/N最高,土壤C/N、C/P随海拔升高总体呈下降趋势,均在中高海拔处最高,而土壤N/P在海拔3 454 m处最高,在低海拔2 814 m处最低。不同植被类型土壤的C/N、N/P差异性不显著,而土壤SOC/P差异显著,3种植被类型影响土壤C/N和C/P的大小为乔木林>高山灌丛>高山草地,而土壤N/P为灌丛>乔木林>高山草地;植被类型、海拔是影响土壤C、N、P含量和化学计量比的主要因素,其次为盖度、坡向。     

昆仑山北坡驼绒藜叶片功能性状及其海拔差异性

以昆仑山北坡前山带驼绒藜为试验材料,测定其光合、叶片氮、磷含量及比叶面积,并检验其相关关系。研究结果表明:①光合有效辐射和土壤含水量随海拔升高而增大,温度随海拔升高而降低;②驼绒藜的光合日进程曲线为“单峰型”,且没有出现明显的“午休”现象,到上午10:00左右达到最大值,而后逐渐下降;其最大净光合速率随海拔升高而增大;③随着海拔上升,叶片氮、磷含量及比叶面积均呈升高趋势;④单位面积最大光合速率（Aarea）与叶片氮（Nmass）、磷（Pmass）含量及比叶面积（SLA）的相关性均达到极显著水平,且呈高度正相关。逐步回归分析发现对Aarea贡献大小顺序为Nmass>SLA>Pmass。     

广西西部山区日最低气温短序列订正方法

针对高海拔山区气象台站稀少,研究山区气候较为困难等问题,选择广西西部山区河池市为研究区域,收集该区域内位于海拔800 m以上的6个自动站12月、1月和2月的日最低气温资料,并选择与自动站相关程度较高的气象站为基本站,采用一元回归订正法和差值订正法对这6个自动站逐日最低气温进行订正,并从统计学和订正误差的角度分别对它们进行了比较分析。结果表明:两种方法的订正误差无显著性差异,但由于自动站资料时间序列较短,最低气温的瞬时性及影响因素较为复杂等原因,订正误差较大。     

Climate response and radial growth of Pinus tabulaeformis at different altitudes in Qilian Mountains

In order to test whether the relationship between climate and the radial growth of trees is affected by altitude, altitude variability and time stability of climate-influenced radial growth of a dominant conifer, Chinese pine (Pinus tabulaeformis), in the eastern Qilian Mountains were studied against the background of climate change using dendrochronology. Results show that 1) droughts at the end of the growing season of last year and during the early and middle growing season of the current year were the main limiting factors for the radial growth of Chinese pine at two altitude gradients; this was determined by analyzing the relationship between tree-ring width chronologies and climate factors. 2) The sensitivity of the radial growth of trees to climate change gradually decreased and was affected more by drought stress at a lower altitude. 3) An unstable divergence response was observed in the radial growth at the two altitudes, in response to controlling climatic factors; this observation was based on the moving correlation analysis of growth/climate relationships, and the aggravation of drought stress caused by increasing temperature was the main reason. 4) The growth rate of Chinese pine at the two altitudes increased at first and then decreased, as measured by basal area increment (BAI) modeling. Future temperature rises may have significant effects on mountain forest ecosystems in arid and semi-arid regions. Effective management and protection measures should be taken, according to the response patterns of trees to climate change at different altitude gradients.     

太白山土壤特性及氧化铁发生学特征

随海拔的降低,秦岭北坡中山区森林土壤因温度、降水和植被类型的变化存在很大差异:高海拔地区发育的酸性湿润雏形土酸度较高,有机质含量十分丰富;与之相比,低海拔地区发育的简育湿润淋溶土有机质含量下降,但结构复杂,土壤具有粘化层。较高的有机质含量和特殊的有机质组成促进了纯针叶林土壤中硅酸盐矿物的溶解,释放出氧化铁并使之螯迁至土壤B层富集。环境因素决定了土壤酸度、有机质等特性,也影响土壤氧化铁的组成和分布。土壤粘粒含量与土体游离氧化铁含量显著相关,剖面铁的游离度与氧化铁全量无关,只与土壤发育程度有关。太白山北坡中山区土壤处于脱盐基富硅铝化的风化发育阶段     

高山地区年降水量随高程变化分析

云南省地形地貌复杂，海拔高差悬殊；气候类型多样，垂直变化突出；年降水量空间分布极不均匀。在分析年降水量主要影响因素的基础上，采用地形气候因子相关法，分8个区建立年降水量与海拔高程的关系，结果表明：各分区的年降水量随海拔高程的变化呈线型关系，且各区不同；高差悬殊的多雨区关系明显，且年降水量随海拔高程变化的梯度大；高差较小的坝区盆地，关系次之。利用各区年降水量与高程关系，推求无资料地区的年降水量，弥补了高山雨量站点的不足，绘制的云南省年降水量等值线图，较好的反映了云南年降水量的空间分布规律。     

天山可降水量和降水转化率的研究

水是干旱半干旱地区的命脉,实施人工增水是增加水资源的一个重要途径。笔者根据1971-2000年30 a天山山区及其周边44个地面站每日4个时次的水汽压和日降水量,运用整层大气可降水量的经验计算公式,计算了天山山区及其周边地区的大气可降水量和降水转化率。分析得出天山地区可降水量夏季多、冬季少,空间分布表现为自西向东、自山区外围向山区中心地带递减的规律。降水转化率的时空分布说明夏季山区的降水转化率较高,一般为100‰~200‰,最大为355‰;冬季降水转化率低于夏季,相对而言山前的平原地区,如伊犁地区、北疆石河子到阜康一带的降水转化率较高,为80‰~125‰。上述结果表明天山地区具有很大的增水潜力。     

东祁连山高寒草甸土壤理化性质对海拔和坡向的响应及其与植被特征的关系

为了探索高寒草甸土壤理化性质对海拔和坡向的响应及其与植被的关系,以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了7个海拔和2个坡向高寒草甸的土壤养分含量和生态化学计量比变化规律及其与植被的关系。结果表明：（1） 土壤含水量、电导率、有机碳、全氮、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量、碳磷比（C/P）和氮磷比（N/P）随海拔的升高呈先升高后降低的趋势,土壤容重、全磷和碳氮比（C/N）呈先降低后升高的趋势。（2） 同一海拔,大部分海拔梯度阳坡的土壤土壤容重、速效钾、电导率和全磷高于阴坡,阳坡的土壤含水量、速效磷、C/P和N/P低于阴坡,海拔3200 m梯度以下阳坡的土壤有机碳、全氮、碱解氮和C/N低于阴坡。（3） 不同海拔和坡向的高寒草甸土壤C/N、C/P和N/P处于14.55~38.13、12.61~87.94和0.27~5.01之间。（4） 冗余分析（RDA）发现,土壤容重、全氮和速效磷是影响高寒草甸植被的关键土壤因子,聚类分析发现海拔3200~3400 m的阴坡和阳坡聚为一类。综上所述,东祁连山高寒草甸土壤养分和生态化学计量比随海拔和坡向的变化呈规律性变化,基于对N/P比的分析发现,该区域高寒草甸类草原的初级生产力主要受土壤氮限制且低海拔和高海拔区域尤为明显,基于聚类分析发现,海拔3000 m和3400 m是该区域草地植被和土壤特征发生变化的临界线。建议在高寒草甸类草原的管理过程中,应该充分考虑海拔和坡向的分异性特征。