青藏高原腹地植物碳同位素组成对环境条件的响应

现代植物碳同位素组成是特定环境影响的结果,通过对植物碳同位素组成的研究可以揭示植物生长期环境信息。针对青藏高原腹地高寒草甸~高寒草原过渡区植被碳同位素组成进行研究;该区高山嵩草样δ13C值在-25.63‰~-27.95‰间,平均值-26.63‰;高寒草原区混合样δ13C值于-26.29‰~-27.73‰间,平均值-27.04‰。高山嵩草样δ13C值总体呈现由南东往北西方向正偏趋势,研究区北部高寒草原区混合植物样也呈现出由南向北富重碳同位素趋势。这些变化规律被认为是主要受降水环境影响的结果,而区域内降水条件的展布规律则是受高原夏季风运移方式的控制。对植物δ13C值与地理位置的回归分析表明,该区植被碳同位素组成与地理位置相关,高山嵩草样(r=0.44603,n=29,p<0.05)和混合样(r=0.8112,n=5,p<0.1)均表现出对区域降水环境条件的良好响应。据此,以该区植物δ13C值为背景,进行合理推算,拟定了研究区内干旱区和湿润区界限的位置。     

青藏高原西北部第四纪环境的新认识

提要１９８７－１９９２年对喀喇昆仑山－昆仑山地区的考察结果再次证明，青藏高原西北部的强烈隆起始于上新世末──早更新世初，总上升幅度达３１００－３６００ｍ，强烈隆起具有整体性、阶段性和后期加速的特点，目前仍处于强烈隆起阶段，上升速率达４．２ｍｍ／ａ。青藏高原西北部及其北邻地区的自然环境随着高原隆起发生巨大变化，本区没有发现早更新世冰川遗迹，当时高原山地可能尚未达到雪线高度。中更新世冰川是本区三次冰川作用中时代最早、规模最大的冰川，具有海洋性冰川特征。晚更新世开始高原气候强烈变冷变干，冰川发育不良，形成大陆性冰川，未能形成统一大冰盖。昆仑山北坡的砂黄土是塔里木盆地南缘风沙堆积的同期异相地质体，其年代不超过１５８ｋａ。全新世黄土堆积速率增大。在最近２０ｋａ，高原内陆湖泊湖面波动下降，湖水咸化，甚至干涸。     

青藏高原湖泊沉积物对古气候环境变化的响应

随着全球变化研究的不断深入,青藏高原湖泊沉积物的研究得到很大发展。作为高分辨率古环境变化的“记录仪”,湖泊沉积物在重建晚第四纪全球环境变化中具有特殊的地位和意义。湖泊沉积物中储存的各种信息反映了矿物学、同位素地球化学、生物学、沉积学等方面对气候环境变化的响应。在古环境变化研究中,湖泊沉积物已经从定性化研究逐渐过渡到定量化研究。     

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。     

荒漠植物红砂叶绿素荧光参数日变化及其与环境因子的关系

在自然条件下以分布于兰州九州台（LZJ）、张掖临泽（ZYL）和武威民勤（WWM）3个地区的红砂为试材,利用PAM-2100便携式叶绿素荧光分析仪和Lcpro+便携式光合作用测定系统,在红砂生长季节对其叶绿素荧光参数及其环境因子进行测定和分析。结果表明:3个地区红砂叶片的初始荧光(Fo)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学反应量子效率(ΦPSⅡ)和非光化学淬灭系数(qN)均存在明显的日变化。其中Fv/Fm和ΦPSⅡ均呈反正态分布曲线日进程,在中午13:00强光下降低至最低值;Fo和qN则呈正态分布曲线日进程,在中午13:00达到最大值。3个地区红砂的Fv/Fm虽在中午呈降低趋势,但因其值均高于0.8,所以并未发生光抑制现象。在环境因子中,光合有效辐射(PAR)、温度（Ta）以及水分条件协同作用于红砂的光化学效率。当水分条件较高时,PAR成为影响光化学效率降低的首要因子;而当水分降低时,RH成为加速光化学效率下降的主要因子。在土壤极端干旱叠加强光、高温和低湿的逆境中红砂主要采取依赖于叶黄素循环的热耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种保护机制来适应外界环境的变化。     

青藏高原植物产氧量测算及产氧量分布

随着青藏高原缺氧风险的增加,青藏高原植物的产氧功能愈发受到学者们的关注。本文介绍了大范围估算植物产氧量的遥感方法,并测算了青藏高原的植物产氧量及其分布情况。结果表明,青藏高原全年植物总产氧量可达1.0353×10⁹t,相当于所有中国人两年的氧气消耗量;植物产氧量的时空分布与植被类型分布、水热条件分布以及植物在年内的生长活动强度紧密相关,在空间上呈现自东南向西北逐渐减少的分布格局,在时间上呈现年内先上升后下降的变化特征。     

青藏高原东部藏族地区野生经济植物资源

本区是指滇西北、川西和甘南藏族地区。全区土地面积约３０．４万ｋｍ￣２．区内野生经济植物资源的特征是：种类比较丰富，种子植物属的区系成分以温带的属占优势，特有种、特有属植物突出，区域分异比较明显等。全区野生经济植物有１８７科７４２属２８１３种（或变种）．按经济用途，把本区的野生经济植物分为８类。     

青藏高原降水的梯度效应及其空间分布模拟

基于对青藏高原水汽来源的分析,结合美国SRTM提供的青藏高原DEM数据,应用G IS技术,对青藏高原降水随海拔变化的空间分布特征进行模拟分析,旨在对青藏高原降水随海拔的变化特征进行深入地认识与研究。把研究区内所属的92个气象站划分为8个降水随海拔变化类型区,分区建立实测雨量与地理因子之间的气候学统计方程,利用青藏高原的DEM数据,以0.05°×0.05°经纬网格为基本计算单元,结合海拔、坡度和坡向,推算模拟青藏高原年降水量的空间分布。模拟结果表明,东亚季风影响区大部分地区降水随海拔上升而增大,印度季风区大部分地区随海拔增高而下降,降水的海拔梯度效应由于地形和水汽来源的影响而颇为复杂。     

塔里木沙漠公路防护林土壤环境因子的根际效应

选取塔里木沙漠公路防护林不同定植年限下3种灌木的根际和非根际土,比较研究了土壤物理、化学、生物因子的根际效应。结果表明：（1）除全氮和全磷外,20种土壤因子在3灌木根际土间差异极显著;（2）根际土的容重、全盐含量、有机质含量、全氮含量、速效氮磷钾含量、微生物代谢活性、脂肪酸含量和DNA片段多样性、微生物生物量碳氮磷和6种酶活性在不同年限林地间的差异极显著;（3）全氮含量、速效氮磷钾含量、微生物代谢活性、DNA片段多样性、微生物量碳和磷、纤维素酶和磷酸酶活性在不同树种与年限的交互效应上差异极显著;（4）微生物生物量碳氮磷的根际效应大小为柽柳 > 沙拐枣 > 梭梭,而不同树种各土壤养分因子和酶活性的根际效应大小并不一致。可见,几种荒漠灌木的定植促进了土壤养分转化,加速了沙漠防护林土壤的发育进程。     

香港地区晚第四纪环境的几个问题

香港的“潜在”植物区系及顶极植被与爪哇及印度相似。香港的红树林组成逊于海南但胜于闽南。Ｑ３＾２海相层中有现今仅见于海南的陆均松和海松。Ｑ４海相层中有红茄冬、角果木、榄李，而现今仅见榄李。中全新世香港有海滩岩发育。上述现象表明香港属于热带北部，历史上热带性比今更强。香港及邻近海域１１个剖面揭示Ｑ３＾１以来有３个海相层，经历３次重大的海陆变迁。据验潮记录，近三四十年海平面上升率为１．６４±０．２５ｍｍ     

青藏高原湿地退化的气候背景分析

根据对与青藏高原湿地退化有关的水分、温度和日照等气候背景条件变化趋势及其生态环境效应的研究结果,认为全球和区域气候变化是青藏高原湿地退化的重要原因,其中年度内降水不均匀性的增加、日照时数的延长以及气温与地温的升高对高原湿地水分丧失和退化有着重要的影响,而主要气象要素在中小尺度上时空分配状态的变化和局地气候特征的改变则可能是湿地退化的更直接的原因和动力.湿地水分平衡是研究湿地干涸和退化的关键环节,今后应该加强对高原湿地蒸散发过程和模式的研究才能真正阐明湿地退化的机理.人为因素在湿地退化的过程中起着加速器和倍增器的作用,保护和恢复青藏高原的湿地必须坚决减少和限制人为活动的负面影响.     

关于夷平面的科学问题——兼论青藏高原夷平面

长期地貌演化研究表明,夷平面的形成有4种基本方式：准平原、山麓剥蚀平原、双层水平面和冻融剥夷平原。它们的形成都需要上千万年至数亿年的构造相对稳定时期。青藏高原上的层状地貌面可以划分为两级夷平面和一级剥蚀面。山顶面形成于渐新世至中新世早期;主夷平面是以双层水平面或山麓剥蚀平原形式发育的,大致形成于20-3.6Ma B.P.期间,完成时的高度低于1000m;剥蚀面形成于3.6-1.7MaB.P.期间。     

近45年青藏高原土壤温度的变化特征分析

利用青藏高原60 个气象站1960-2005 年的土壤温度观测资料, 采用Mann-Kendall 法和功率谱方法对不同深度土壤温度的时间变化进行趋势突变和周期检验, 并以主成分方法考察 其空间分布特征。分析结果发现青藏高原浅层土壤温度自1970 年以来升高趋势明显, 1969-1970 年为明显的突变点; 40~320 cm 的深层土壤温度存在3.25 年的显著周期变化; 浅 层土壤温度空间特征则主要体现为全区一致型和南北反向变化型。同时以浅层土壤温度梯度 (10~20 cm) 的变化特征讨论了青藏高原地气间能量的交换关系以及浅层土壤温度梯度对高原 多年冻土的响应, 认为高原地气温差和浅层土壤温度梯度之间存在一种涨落机制, 体现的是 高原地气间的耗散结构关系; 而浅层土壤温度梯度分布特征对高原多年冻土有明显的响应。     

黄土高原春季降水对青藏高原感热异常的响应

利用1961—2000年黄土高原56站的春季降水和NCEP/NCAR再分析资料,采用SVD方法分析了黄土高原春季降水与青藏高原地面感热的关系。结果表明,黄土高原春季降水量与青藏高原地面感热的前两个模态代表了两场间的主要耦合特征,具有高度的时空相关。青藏高原感热对黄土高原降水影响最显著的区域在西部和南部、北部。前期高原感热场的第一、二模态对黄土高原春季干旱的预测具有指示意义。     

近34 a青藏高原年降水变化及其分区

 对高原地区34 a（1971—2004年）82站共13 883 d的逐日降水量资料进行了统计,用REOF方法进行了分区,并讨论了趋势变化。青藏高原地区属季风降水区,在东亚季风、印度季风、高原季风和西风带系统的影响下,降水的局部特征显著。近34 a来高原上的降水量整体呈增加趋势,从20世纪70年代到90年代初期降水变化不大,90年代中后期开始明显增加,尤其是近3 a增加明显。青藏高原干旱地区降水完全取决于夏季降水量,并且降水的相对变率大。从青藏高原地区年降水的分区情况来看,西藏及四川的西南部降水增加最明显,每10 a增加幅度为54.5 mm,其次是青海的柴达木盆地和青海湖地区及甘肃的河西走廊地区。而青海的东部及三江源地区,祁连山区,四川的西北部地区呈减少趋势。高原上高海拔地区的降水在减少,而低海拔地区在增加。     

青藏高原沼泽合理利用与生态环境保育

青藏高原有沼泽约491.3万hm2,是世界上最高的湿地。通过概要介绍高原沼泽湿地基本类型及其分布,重点阐述沼泽湿地利用、环境变化现状与存在的问题,为了保护高原生态环境,并持续利用湿地资源,提出了初步的看法和建议。     

CoLM模型在高原多年冻土区的单点模拟适用性

使用CoLM模型,以青藏高原冰冻圈观测研究站设在唐古拉综合观测场的气象资料作为驱动资料,在青藏高原多年冻土区的唐古拉地区开展了单点模拟试验.通过和该站点同期实测资料对比发现:CoLM模型对高原多年冻土区的辐射通量各分量的模拟效果较好;对潜热通量的模拟误差较大,感热和地表热通量的模拟相对较好;模型能够很好地模拟活动层浅层土壤温度,但随着深度加深,模拟的温度较观测值有所低估.研究表明CoLM模型能较好地模拟多年冻土区地表与大气的能水交换过程,对其进行一些适应性改进后将能得到更好地应用.改进模型的土壤水热参数化过程尤其是添加未冻水参数化方案是将其应用到冻土区首先要解决的问题;再者扩展模型的模拟深度也十分必要.     

青藏高原古岩溶的性质、发育时代和环境特征

青藏高原目前多处所见岩溶地貌主要属第三纪古岩溶之地下部分经后期剥蚀而出露于地表的，风化壳红土和洞穴次生化学沉积等古岩溶相关沉积也多以残留形态出露在已经发生解体的高原主夷平面的南和东南缘，风化壳红土中所含粘粒部分的主要化学成分为SiO2,Al2O3和Fe2O3；粘土矿物多属“伊利石-高岭石”型组合，少数样品属“高岭石-伊利石”型组合，据硅酸系数和粘土矿物组合判断，古岩溶风化壳红土的发育阶段处在化学风化的初期，但由于目前所见红土仅反映当时风化壳剖面根部的化学风化状况，故其较弱的风化指数仍能间接指示古岩溶发育时期湿热的地表环境，扫描电镜观测结果亦表明，风化壳红土中石英砂的表面结构特征以化学溶蚀形成的为主，机械侵蚀形成的为辅，反映了高原风化壳红土垢长期残留特征，对应风化壳发育时期的湿热环境。     

The property, age and formation environment of the palaeokarst in Qinghai-Xizang Plateau

The karst landforms distributed on the Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau can be genetically classed with the Tertiary underground karst, which were gradually exhumed to the surface with the uplift of the plateau during Quaternary period. The relative deposits of the Tertiary palaeokarst processes, such as the residuum and speleothem, were discovered recently in the southern and southeastern fringe areas of the plateau, where has geological-currently been disintegrated by the headward erosion processes of the modern river systems. The major chemical components of the clay portion of the residuum consist mainly of SiO₂, A1₂O₃ and Fe₂O₃. The clay minerals composition of the clay portion belongs to illite-kaolinite pattern for most of the residuum samples, and kaoliniteillite pattern for a few of the samples. It can be judged from the silicic acid index and the clay minerals composition that the formation of the residuum of the Plateau was in its initial phase. However, such a lower chemical weathering index only reflected the weathering degree in the bottom or lower parts of the lateritic weathering crust. The relatively intensive chemical weathering processes of the surface layers of the lateritic weathering crust could be logically speculated. The surface feature textures of quartz grains in the residuum were formed mainly by the chemical erosion, which revealed a long-term humid-tropical environment when the residuum and the palaeokarst formed.     

青藏高原西部的地面热源强度及地面热量平衡

以1997年11月至1998年10月青藏高原西部改则和狮泉河地区自动气象站(AWS)连续观测的近地层梯度资料,采用廓线-通量法计算出观测期逐日的总体输送系数,进而用总体公式得出两站逐日的地面感热和潜热通量。结果表明:在此观测期内青藏高原西部不论冬夏地面皆为热源,地面热源强度具有明显的季节变化,两站地面热源强度的年平均值分别为82.5W/m²和68.2W/m²。结合辐射和土壤热通量观测资料揭示了两站的地面热量平衡状况,用地面热量平衡方程对以上结果进行了闭合误差检验。