莱州湾南岸平原古湖泊消亡原因初探

莱州湾南岸平原是指西起小清河口，东至胶莱河口的广大沿岸地区，这一地区近年来是我国工农业发展较快的地区，也是我国地下咸水入侵较为严重的地区。历史上，莱州湾南岸平原地区曾有一些湖泊存在，如巨淀湖、黑冢泊、别画湖，但现在早已荡然无存了。研究这些古湖泊的消亡原因对于恢复该区古地理环境以及确立湖迹区今后的发展方向具有十分重要的意义。本文运用查阅历史文献、地层剖面分析、地名考证、遥感解译等多种方法，对莱州湾南岸古湖泊的消亡原因进行了研究与分析，并指出该区古湖泊消亡的原因是气候变干、河流变迁、人类活动影响等，其中气候变化是古湖泊消亡的根本原因，河流变迁是古湖泊消亡的直接原因，而人类活动则加速了古湖泊消亡的进程。     

两千年来黑河流域水资源平衡估算与下游水环境演变驱动分析

利用地方史志、历史地理、树木年轮和近代器测记录相关的黑河流域历史时期人口变动、水土资源开发利用、下游湖泊变化、流域水资源和气候变化等资料, 通过对比上游出山水资源量、中游人类活动水资源利用量和下游湖泊面积变化, 在千年-百年时间尺度上对流域水资源平衡进行了估算, 并分析了历史时期各阶段下游湖泊水环境和天然绿洲演变过程和驱动机制. 研究结果表明: 在黑河流域, 气候变化条件下的上游山区水资源总量和中游走廊平原区绿洲人类活动用水后下泄的水资源量, 决定了下游水环境演变过程;在两千年来显现出不同历史阶段的流域水资源平衡模式和下游水环境演变特征, 以及气候变化和人类活动在不同历史时期的耦合驱动机制.     

山东小清河流域湖泊的环境变迁

小清河流域为西起济南,东至渤海湾,南缘泰鲁沂山地北麓,北界黄河之间的区域。在史前及历史时期,小清河流域湖泊广布,在地层沉积记录和古文献记载中均得以证明。这些湖泊形成于早全新世,在中全新世达到鼎盛,晚全新世以来湖泊逐渐衰退与消亡,如原来存在的鹊山湖、浒山湖、清水泊等湖泊,这在古文献中也多有记载,现已在平原上消失。本文着重对麻大湖、锦秋湖、白云湖等的历史演变进行了探讨。通过查阅历史文献、地层剖面分析、地名考证等多种途径和方法对小清河流域的湖泊消失的原因进行了研究和分析。认为在气候变干的大背景下,湖泊消失的原因主要有两个：一是黄河泛滥所造成的小清河流域的泥沙淤积;二是疏浚河道、围湖造田、过渡利用水资源等人类活动的影响。研究本区湖泊的形成与消亡,对恢复古环境、探讨其演变过程有着重要的意义。     

近30年来内蒙古东部达赉诺尔湖泊地区沙漠化与湿地演变初探

沙地与湿地对气候变化都有敏感的响应。我国内蒙古东部的达赉诺尔湖泊地区位于气候年际变化显著的东亚季风区,其地貌类型包括浑善达克沙地与达赉诺尔湖泊湿地。通过野外考察和对不同时期卫星遥感数据的解译发现,近30年来达赉诺尔湖区湖面发生了先扩大后缩小、湖周的流沙先减少后增加的现象。相应的研究表明,以气温和降水为主的气候变化是引起达赉诺尔地区湖泊演化的主导因素;而目前人类活动对该地区沙漠化与湿地演变的影响保持在较低水平。     

青藏高原东缘近2000年湖泊气候记录及全球联系

青藏高原东缘气候变化历史对认识区域乃至全球气候动力成因有重要意义。本文基于笔者近年来在青藏高原东缘获取的湖泊记录,并汇总他人研究成果,探讨了高原东缘近2000年气候变化历史。已有的研究表明青藏高原东缘北部(NETP)和南部(S-ETP)近2000年水文气候存在显著的区域差异。N-ETP地区中世纪总体温暖湿润,小冰期寒冷干燥,近100~200年温暖湿润,表现为"暖湿-冷干"气候模式;而S-ETP地区中世纪温暖干旱,小冰期寒冷湿润,近100~200年温暖干旱,表现为"冷湿-暖干"气候模式。对比分析表明:N-ETP地区气候模式与东亚夏季风广泛区域气候模式相似;而S-ETP地区气候模式与多数印度夏季风地区气候模式相似。因而认为这样大尺度的水文气候差异可能与不同区域大气环流差异以及赤道太平洋-印度洋海表面温度变化及其引起的大气环流的强度及位置的变化有关。     

我国蒙新地区近40年来湖泊动态变化与气候耦合

湖泊对气候变化有着敏感的反应,是气候变化的镜子。本文以RS和GIS技术为基础,从20世纪70年代、90年代、2000年前后和2010年前后四期Landsat遥感影像中提取了我国内蒙古和新疆所有湖泊信息,建立了蒙新地区湖泊空间数据库。一方面,用ArcGIS软件对研究区湖泊信息进行了统计和空间分析,从时间和空间上分析了蒙新地区湖泊从20世纪70年代至2010年前后近40年湖泊的动态变化情况;另一方面,选取了蒙新地区面积大于5 km2的所有湖泊,逐个分析其在四个时期的变化情况,并根据变化结果进行分区。从20世纪70年代至90年代,内蒙古东南部和新疆西部的湖泊呈现萎缩的趋势,其余地区则在扩张;20世纪90年代至2000年前后,内蒙古东南部湖泊呈现萎缩的趋势,内蒙古北部和新疆全区湖泊呈现扩张的趋势;从2000年前后至2010年前后,内蒙古东北部和新疆西部的湖泊呈现萎缩的趋势,其余地区湖泊呈现扩张的趋势。在全球气候变暖的背景下,本文分析了蒙新地区40个气象台站的气温、降雨量和蒸发量数据,可知:近40年来,蒙新地区气温持续上升;2000年之前,内蒙古的降雨量呈增加的趋势,2000年之后骤减,而新疆大部分地区的降雨量呈增加的趋势;蒙新地区蒸发量整体呈现减少的趋势。湖泊的动态变化基本上与气候的变化趋势相吻合。最后,笔者以新疆博斯腾湖为例,分析了湖泊变化的影响因素:气候环境和人类活动。     

湖泊沉积物中生物分子标志物稳定氢同位素在古气候变化研究中的应用

湖泊沉积物中包含有丰富的气候变化信息.其中生物分子标志物稳定氢同位素作为优良的气候变化代用指标已经得到广泛应用.由于湿润地区和干早地区湖泊的蒸发作用和水文条件不同,用来重建所得的降水稳定同位素变化所指示的气候意义也不相同.文章介绍作者过去几年内在湿润地区和干早地区所进行的探索,并探讨这些生物分子标志物同位素变化所代表的气候指示意义.在湿润地区,主要由水生植物产生的C22脂肪酸可以很好地记录湖水同位素变化和降水同位素变化,而后者又与采样地点的地表气温变化一致,因此C22脂肪酸的稳定氢同位素在湿润地区可以作为温度代用指标.在干早地区,湖水受强烈的蒸发作用影响,由水生生物产生的生物分子标志物氢同位素不能反映降水同位素变化,而在湖泊沉积物保存的、由陆生植物产生的叶蜡化合物可以很好地记录降水同位素变化.最后介绍了在湿润地区的湖泊中应用Czz脂肪酸稳定氢同位素成功重建北美洲东北部地区晚更新世到早全新世气候变化,并讨论其变化机制.     

新疆博格达地区中二叠世—早三叠世构造-气候-沉积演化及耦合机制

博格达地区的盆山关系演化、博格达山初始隆升时间、构造-气候-沉积耦合机制等前沿科学问题一直是国内外研究的热点,也一直困扰和制约准噶尔盆地东南缘的油气勘探开发进程。基于博格达山北缘野外露头和阜康凹陷、吉木萨尔凹陷的岩心、地震及钻测井资料,综合运用沉积学、地球化学等多种方法,阐明了博格达地区中二叠统—下三叠统展布及沉积相特征,恢复了相应的古气候变化,结合区域研究成果重建了中二叠世至早三叠世构造-气候-沉积演化过程。认为博格达地区中二叠世为裂谷—坳陷盆地构造背景,在干旱—半干旱气候条件下,发育以博格达地区为湖泊中心的辫状河三角洲—湖泊沉积体系;晚二叠世博格达山发生初始隆升,早期湖盆消亡并在博格达北坡山前发育冲积扇,古气候由半干旱变化为半湿润;早三叠世博格达地区构造环境相对稳定,但是逐渐趋于温暖湿润的古气候对区域风化程度和沉积条件起主要控制作用,博格达山体遭受强烈风化剥蚀,北侧形成扇三角洲—湖泊沉积体系。     

中国北方半干旱和半湿润地区沙漠化的成因

通过对我国北方半干旱和半湿润地区沙质荒漠化的综合分析后认为,第四纪期间不同时间尺度沙漠化的成因是有差异的。1万年前的更新世期间,人类对生态环境的破坏作用甚微,沙漠化的出现和逆转主要受地球轨道要素制约的万年以上时间尺度的全球气候变化控制;1万年来的全新世特别是近2000年的历史时期,人类对生态环境的作用已越来越大,但沙漠化仍然主要受制于千年和百年尺度的气候波动;20世纪以来的现代时期,沙漠化过程既受数十年或数年的干湿气候波动作用,也受到人类不合理的经济活动的影响,但后者是主要的。     

新疆玛纳斯湖近50年来的变迁

利用近30年来共8期覆盖新疆玛纳斯湖地区的遥感影像(1972MSS、1976MSS、1989TM、1999ETM、2000CBERS、2001CBERS、2003CBERS和2004CBERS),最新实测的精度达到1 m分辨率的地形等高线数据、野外测量数据,结合20世纪50年代野外实地调查资料等前人研究成果,对玛纳斯湖及周围湖泊演化进行了分析。结果表明:①玛纳斯湖并非迁移湖泊而是古玛纳斯湖群的一部分;玛纳斯湖及周围湖泊自第四纪中期以来一直处于萎缩消亡状态,新构造运动使古玛纳斯湖群萎缩分裂后,残留的各小湖泊在近现代也相继萎缩、消亡;②近50年来湖泊演化可分为两个阶段:湖泊萎缩、干涸的逆向演化阶段(1949-1999/2001)和湖泊恢复的正向演化阶段(1999/2001-至今),人类活动与气候变化的叠加是湖泊演化的主要驱动力。     

水沙变化对黄河三角洲湿地景观格局演变的影响

基于1950-2005年的水文和气象数据及1986、1996和2001年黄河三角洲遥感影像解译数据,运用回归分析和主成分分析方法探究主要湿地景观格局演变与水文气象要素之间的定量关系,建立了湿地景观面积与水文、气候要素之间的回归模型,结果表明,进入黄河三角洲的河流径流量200亿~300亿m3、输沙量5亿~8亿t是维持湿地景观格局稳定最适宜的径流和泥沙过程;河流径流量和输沙量是影响黄河三角洲湿地格局演变的主要分异因素,并与湿地景观面积呈显著正相关关系。这些认识将有利于掌握黄河三角洲湿地的变化特性,对建立湿地退化预警机制和生态环境保护具有重要意义。     

黑河下游额济纳地区的环境演变

通过对水系变迁的分析,勾画了黑河下游额济纳地区环境变化的大体框架。黑河下游额济纳地区的环境变迁,演绎了西北干旱地区普遍存在的水系溯源退缩过程。在地质历史时期,这种溯源退缩主要原因是地质运动和气候变化,而近代、现代人类不合理的水土资源开发活动加速了河流水系的溯源退缩,并在一定程度上超过了自然因素的作用。巴丹吉林沙漠曾经是黑河下游的冲积湖积平原。那么如果绿洲消失,额济纳三角洲就有可能再现巴丹吉林沙漠的形成过程,形成新的"额济纳沙漠"。在第四纪早期,额济纳盆地存在两个水流系统,且气候环境较为温暖潮湿;随后两个水流系统逐渐合并,区域气候亦有变干变暖的趋势;至第四纪晚期,气候更加干旱,现代水文网定型。东西居延海不是黑河流域的终端湖,在地质历史上属于黑河流域下游的河道湖。随着黑河水系不断地溯源萎缩,东西居延海及居延泽也存在着一个逐步缩小的过程,并在近现代演变为尾闾湖。显然,东西居延海作为尾闾湖只是一个很短暂的时期。     

Human impact on coastal landform and sedimentation

Man is an important geological agent. This paper documents a unique case of the dominating role of man in coastal evolution and hydrological changes in North Jiangsu province. Owing to human breaching of dikes on the Lower Yellow River in 1128, a large anthropogenic delta — the Abandoned Yellow River Delta was formed. Its rapid growth and quick decay over a period of 400 years further illustrates the overwhelming influence of human activity in triggering coastal changes. Man's diversion of the Yellow River to Jiangsu has also resulted in a dramatic change of the drainage pattern and hydrology of North Jiagsu. The Huai-He, a major river in central China, was changed from an independent river draining into the sea in the 11th century, to a tributary of the Yangtze river since the 17th century. At the same time, Hongze lake was enlarged from a small lake to one of the largest fresh water lakes in the country.     

内蒙古河套平原塔尔湖地区湖泊成因

内蒙古五原县塔尔湖地区发育一系列湖泊,与当地干旱气候形成鲜明的对比,湖泊成因机制对河套地区第四纪水文地质、气候环境研究具有重要意义。对色尔腾山山前—塔尔湖湖泊—黄河沿线不同水体样品进行水化学测试后,利用Gibbs模型投影显示湖泊采样点主要落在蒸发-浓缩端元和岩石风化端元的过渡带,而远离大气降水作用带,地下水更靠近岩石风化端元,说明湖泊接受地下水补给,蒸发强烈;Piper三线图显示山前泉水以HCO3—Ca型为主,河套平原地下水以HCO3—Na、Cl—Na型为主,黄河水为HCO3—Na型,湖泊以Cl—Na型为主,说明塔尔湖地区地下水与湖泊存在水力联系,HCO3—Na型地下水经过蒸发浓缩作用转变成了盐度更高的Cl—Na型湖泊,导致盐分的聚集;地下水可溶性固体总量(TDS)自北向南由262 mg/l快速增加至2 296 mg/l,而湖泊TDS先升后降,最后小于地下水TDS,最大值在塔尔湖地区北部,为1 213 mg/l,说明湖泊还受现代黄河补给,地下水TDS变化满足山前—盆地的水文地质模型。塔尔湖地区的湖泊既可以发育于古河床亚相也可以发育于堤坝亚相,且湖泊呈零星分布,与古河道形成的牛轭湖特征不吻合,从而基本排除湖泊为古黄河残留的可能;潜水面之上的河流相沉积物由于风蚀作用被切穿,导致地下水出露,补给湖泊,从而推断塔尔湖地区湖泊主要为风蚀湖。     

Climatic causes of ecological and environmental variations in the source regions of the Yangtze and Yellow Rivers of China

In the source regions of the Yangtze and Yellow Rivers of China, glaciers, frozen ground, the hydrological system, and alpine vegetation have changed over the past decades years. Climatic causes of these variations have been analyzed using mean monthly air temperature and monthly precipitation between 1956 and 2000, and monthly evaporation from φ20 evaporation pans between 1961 and 1996. In the source region of the Yangtze River, lower temperature and plentiful precipitation during the 1960s and continuing into the early 1980s triggered a glacier advance that culminated in the early 1990s, while a robust temperature increase and precipitation decrease since 1986 has forced glaciers to retreat rapidly since 1995. Permafrost degradation is another consequence of the climatic warming. The variations in the hydrological system and alpine vegetation are controlled mainly by the climate during the warm season. Warmer and drier summer climate is the major cause of a degradation of the vegetation, desiccation of the high-cold marshland, a decrease in the areas and numbers of lakes and rivers in the middle and north source regions of the Yangtze and Yellow Rivers, and a reduction in surface runoff in the source region of the Yangtze River for the last 20 years. The causes of eco-environmental change in Dari area, near the outlet from the source area of the Yellow River, are different from those elsewhere in the study area. A noticeable reduction in runoff in the source region of the Yellow River and degradation of alpine vegetation in Dari area are closely related to the permafrost degradation resulting from climate warming.     

若尔盖盆地黄河第一湾河岸沉积地层序列及其成因研究

经过在若尔盖盆地进行全面野外考察,在黄河第一弯岸边发现了沉积序列清晰的、具有代表性的完整沉积地层剖面。通过沉积学和地层学特征和沉积相的观测分析,结合实验室粒度分析、数据处理和测年断代,其结果表明：该剖面底部蓝灰色古湖相沉积层反映出盆地内部在OSL年龄35 ka之前为较深的湖泊。其上覆盖的风沙与泥炭互层,反映出在该区域湖水消失之后,在30 ka之前古湖底出现泥炭沼泽,同时风沙作用盛行。而浊黄橙色古洪水沉积层（OFD1）则反映出在30~27 ka之间,曾经有来自于黄河源区流域的规模巨大的洪水进入若尔盖盆地,在古湖底泛滥并且将其携带的分选良好的细沙与粉沙质泥沙堆积下来。该剖面中部厚度达5~7 m的河漫滩-风沙层,沿着河岸追索,则可见其表现为高低起伏的古沙丘。这表明在末次冰期盛期和冰消期,气候干旱寒冷,黄河已经下切形成其河槽,其河漫滩沉积物被强劲的风力吹扬,形成连绵起伏的沙丘。该层之上所覆盖的浊黄橙色古洪水沉积层（OFD2）,则反映出在全新世初期9.86~8.28 ka之间,来自于黄河源区流域的大洪水再次进入盆地,在黄河第一湾两岸的古湖底沉积了分选良好的细沙质与粉沙质的泥沙。到了全新世中期后,若尔盖盆地风沙作用依然盛行,黄河河槽深切,第一湾两岸接受沙尘暴沉积。在全新世中期的相对温暖湿润气候条件之下,沙尘暴沉积物被改造为亚高山草甸黑土类土壤,成熟度极高。到了全新世晚期以来,风沙作用与沙尘暴沉积过程持续,沙尘暴沉积物也被改造为亚高山草甸黑土层。本文研究对于深入理解黄河源区末次冰期以来环境变化与地表过程演变,以及晚更新世以来的气候水文变化规律具有重要的科学意义。     

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.     

黄河流域水循环演变若干问题的研究

从若干方面的研究结果揭示了黄河流域水循环发生的巨大变化.水循环是水资源科学评价与合理开发利用的基本依据.水循环主要要素的变化取决于气候条件的变化与人类活动的影响.对前者宜采用适应性对策,在研究气候变化的基础上,分析水循环变动的规律并预测其趋势,制定相应的适应性措施;对于后者则应加强水资源开发利用的科学管理,以维持流域天然水资源的可更新(可再生)性.