西藏高原生态安全研究

西藏高原是青藏高原的主体,其平均海拔达4 727 m,有"地球第三极"之称,生态环境十分脆弱,高原地形与生态屏障作用对我国乃至亚洲地区生态安全产生重要影响.基于西藏高原脆弱生态环境和独特生态系统不受破坏、生态系统服务功能与人类生存发展相协调,并对邻近区域环境起到安全保障作用为目的的生态安全进行研究,围绕人类与生态环境之间的相互关系,以生态学、生态经济学和可持续发展原理为指导,采用"3S"技术、野外调查和数理统计相结合的方法,对西藏生态环境问题与成因、经济社会发展对生态环境的影响、生态系统服务功能区域分异,生态承载力与生态风险对生态安全影响等进行了系统调查与评价.通过多学科综合集成,揭示了生态环境脆弱度、人类干扰度和生态安全空间格局,构建了西藏高原生态安全屏障保护与建设体系,为维护西藏高原生态安全和保障区域社会经济可持续发展提供了科学依据.     

西藏砂生槐种群结构与点格局分析

以雅鲁藏布江中游砂生槐种群为研究对象,采用相邻格子法分别在半固定沙地和固定沙地设立20 m×30 m的样方,通过对不同生境条件下种群年龄结构、空间分布格局以及不同径级空间关联等方面的研究,探讨了砂生槐种群结构与空间格局及其影响因素。结果表明,半固定沙地和固定沙地砂生槐种群年龄结构与种群（总和）特征基本一致,均呈基部宽、顶部狭,随径级增大个体数减少的趋势。砂生槐种群中幼龄体的空间分布呈明显的集群分布,随着年龄等级的增加,由中幼龄体不同尺度下的集群和随机分布交替出现过渡到大龄等级下的随机分布。半固定沙地砂生槐种群不同径级的空间关系有正相关和不相关两种方式,变化趋势是随着径级差距的加大,幼体与其他径级砂生槐的空间正相关性逐渐减弱;固定沙地砂生槐种群不同径级的空间关系均呈正相关。     

Characteristics of GLDAS soil-moisture data on the Tibet Plateau

In this paper, the applicability of soil-moisture (SM) datasets of GLDAS (Global Land Data Assimilation System) in an alpine region (Tibet Plateau, TP) is investigated. The relations and discrepancies between the GLDAS-NOAH SM (0~10 cm) and the observations are compared; the possible reasons for errors over the TP are explored. The results show that GLDAS SM biases mainly show up in errors of values in the nonfrozen period (April to October) and changes of SM along with the temperature, especially during the freezing-thawing process in the frozen period (November to March). The biases of GLDAS SM in the nonfrozen period are mainly caused by the GLDAS precipitation-forcing data. The errors of GLDAS SM in the frozen period are speculated to be induced by the freeze-thaw parameterization scheme in the land-surface model.     

青藏高原生态环境问题研究

论述青藏高原生态环境现状和面临的严重问题,从人口、资源和环境角度阐述造成高原严重生态环境问题的自然和社会根源。分析解决高原生态环境问题所面临的巨大的自然和社会经济障碍,给出重新认识和评价高原资源优势的新视点,并提出适合于高原自然和社会经济环境的优先产业。     

西藏高原土壤侵蚀评价体系及监测方法

西藏高原土壤侵蚀营力多样,侵蚀类型复杂,其评价与动态监测方法一直为人们所关注,根据多年对西藏高原土壤侵蚀的调查研究,从西藏高原土壤侵蚀区域分布特征出发;提出西藏高原土壤侵蚀应划分为自然侵蚀区和人为加速侵蚀区,分别采用土壤侵蚀潜在危险及土壤侵蚀分类分级的评价体系.前者采用人机交互式遥感动态监测方法,后者采用土壤侵蚀因子数据库与土壤侵蚀模型法相结合进行动态监测.     

青藏高原山地系统动力学模型研究

以地球系统科学为研究思路。研究了青藏高原山地系统各圈层相互作用的统一构造动力模型、力学模型和数值模拟等。关于青藏高原山地系统动力学特征。主要研究高原山地系统现今构造应力场演化特征和高原山地系统统一构造动力模型。认为均起源于喜马拉雅运动期印度一欧亚板块碰撞引发的统一的板块汇聚动力体系和各圈层与之相应的一系列运动学和动力学过程。关于青藏高原山地各圈层力学系统描述，主要把山地各圈层块体质点作为一个力学系统来描述。求解速度向量、位移向量、密度场、温度场、应力张量等物理量和状态空间。最后求解运动方程。关于青藏高原山地系统的非稳定性问题。将给定的载荷历史分成许多小的增量步。对每一个增量步求解一个非线性边值问题。使用失稳量准则判断山地系统的稳定性。关于青藏高原山地各圈层多体系统力学描述。青藏高原是由多圈层多块体不同物质结构组成的。皆可用若干塑性、流变体、流体和弹性组成的系统模型予以有效地描述。主要研究内容有：高原山地系统碰撞隆升的分类和现象、山地主动碰撞构造体特性和山地被动碰撞体(靶体)特性等力学模型。文中初步分析和推断了演变的历史与现状。探讨了青藏高原隆升的动力学过程。     

Large-scale conditions of Tibet Plateau vortex departure

Based on the circumfluence situation of the out- and in-Tibet Plateau Vortex (TPV) from 1998-2004 and its weather-influencing system,multiple synthesized physical fields in the middle-upper troposphere of the out- and in-TPV are computationally analyzed by using re-analysis data from National Centers for Environmental Prediction and National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) of United States.Our research shows that the departure of TPV is caused by the mutual effects among the weather systems in Westerlies and in the subtropical area,within the middle and the upper troposphere.This paper describes the large-scale meteorological condition and the physics image of the departure of TPV,and the main differences among the large-scale conditions for all types of TPVs.This study could be used as the scientific basis for predicting the torrential rain and the floods caused by the TPV departure.     

西藏高原沙尘暴气候特征及成因研究

利用1960—2000年西藏22个台站观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了西藏沙尘暴日数的时空特征以及沙尘暴异常的气候成因。结果表明：西藏高原年平均沙尘暴日数分布为西多东少,狮泉河、申扎和泽当为年沙尘暴日数超过10 d的中心,它们的年变化特征是1～5月多,7～10月少。年沙尘暴日数的年代际变化特征为中间多、两头少,在20世纪90年代达到最少。青藏高原上空的高空西风急流减弱是导致西藏大风、沙尘暴日数减少的主要原因,影响西风急流偏强（弱）的气候系统是东亚大槽偏浅（深）和青藏高原高压偏强（弱）。沙尘暴日数的年代际异常与高空西风急流、大风日数、降水等要素年代际异常以及沙尘暴区地形地貌等因素关系密切。     

青藏高原山地系统动力学数值模拟研究

青藏高原山地系统地壳巨厚，约为正常地壳厚度的两倍，由于第四纪以来高原的急剧隆升而成为全球构造研究的热点，根据山地系统岩石圈运动的主要因素－构造带和断裂带，本文将青藏高原山地系统的地壳演变化简化成一个平面问题和一个典型剖面问题的力学模型，应用变形体模拟构造带，采用摩擦模型模拟断裂带，并根据周边位移情况给出边界条件，应用ABAQUS有限元分析软件和位移加载，变成了青藏高原山地系统岩石圈应力－位移场吻合较好，由此分析和推断了青藏高原山地系统演变的历史和现状。     

青藏高原冰芯重建古气候研究进展分析

冰芯是重建古气候重要的信息载体,因具有分辨率高、保真性强、信息量大、时间尺度长等优点而成为研究热点。中国自1986 年在祁连山敦德获取第一支冰芯起,相继在青藏高原地区钻取了古里雅、马兰、达索普、普若岗日、东绒布等冰芯。本文重点回顾和总结了利用上述冰芯重建古气候的研究成果,分别论述了冰芯作为信息载体反映古气候的主要指标,包括氧同位素与温度、冰芯积累量与降水、大气气溶胶与古环境、微量元素与古环境、冰芯包裹体与古环境,以及冰芯内微生物与古环境的关系等。青藏高原地区冰芯对过去一些极端气候事件、中世纪暖期、小冰期、冰期—间冰期旋回、厄尔尼诺事件、太阳活动规律,以及工业革命以来的全球气候变暖均有不同程度的响应,但纬度差异导致青藏高原地区的响应机制有别于南北极地区;并进一步对比说明了受不同季风系统影响的冰芯在重建古气候上的异同。最后,基于当前研究状况,就加强多学科交叉与创新、新技术应用与代用指标开发、冰芯记录影响因素评估及量化模型构建等未来需要深入的研究方向进行了展望。     

甘南高原乡村社会固有脆弱性及其影响因素

开展社会固有脆弱性研究不仅有助于了解区域社会系统的可持续发展状态,更有助于寻求提高社会系统适应能力的恰当策略。通过构建乡村社会固有脆弱性分析框架和评价指标体系,并以甘南高原为研究区,在分析乡村社会固有脆弱性特征的基础上识别了其关键影响因子。结果表明:①甘南高原乡村社会固有脆弱性呈"梭型"分异,其中,高、中、低脆弱性乡镇分别占18.95%、47.37%、33.68%。②社会固有脆弱性存在明显的区域差异性,从农区-半农半牧区-牧区、高山峡谷区-山地丘陵区-山原区,社会固有脆弱性趋于增加;同时,随着少数民族聚居度降低、经济发展水平升高,社会固有脆弱性趋于降低。③社会固有脆弱性在空间上呈"北高南低"的不均衡分布,敏感性呈"中间高四周低"的集聚分布,适应能力呈相对均衡的"碎片化"分布。④气温、生育结构、民族结构、住房安全性、社会弱势群体比重、经济条件、信息可得性和参保比例是影响社会固有脆弱性的关键因子。最后,提出相应的对策建议。     

西藏高原近40年积雪日数变化特征分析

利用近40 年(1971-2010 年) 西藏高原积雪日数资料, 分析了西藏高原积雪的时空分布特征。分析表明:藏东北部、南部边缘地区积雪较多, 年积雪日数在60 d 以上。近40 年来, 西部和东南部积雪日数呈显著减少的趋势, 除东南部各站、聂拉木和昌都积雪日数减少明显, 聂拉木减幅最大, 达到-9.2 d/10a, 其它各站地区积雪的变化趋势并不显著。西藏各区域积雪日数出现了准2 年、准4 年、准8 年、准14 年和准17~18 年的年代际周期, 南部边缘地区、东北部和西部地区积雪日数以10 年以下的周期为主。各区域积雪日数与冬季平均气温有明显的负相关, 但降水与积雪的相关在那曲中西部地区、沿江一线、东北部和南部边缘地区表现为明显的正相关。     

青藏高原植被净初级生产力对物候变化的响应

该文开展了全球变暖影响下青藏高原植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)对物候变化响应机制的研究。首先,基于MODIS MOD13Q1NDVI数据集,采用动态阈值法和CASA模型分别反演了2002-2012年青藏高原植被物候和植被NPP。而后研究了青藏高原物候和NPP时空演变格局,分析了青藏高原不同生态单元、不同植被类型的NPP对物候变化的响应机制。结果表明:1)2002-2012年青藏高原高寒植被生长初期(Beginning of Glowing Season,BSG)提前(0.034d/a),生长结束期(Ending of Growing Season,EGS)推后(0.299d/a),生长期(Length of Growing Season,LGS)延长(0.300d/a),植被NPP与此相应出现不同程度的增加(1.494gC·m-2/a)。2)青藏高原植被NPP对植被物候变化的响应出现明显的区域分异。整体上青藏高原植被LGS的延长促进了NPP的增加,但由于不同地区主导气象因子的差异,两者之间的响应关系也存在明显差异。3)春季物候的提前对NPP所带来的影响明显大于生长结束期,而BGS主要靠影响春季NPP的累积进而影响全年植被NPP的总量。     

青藏高原沙尘天气的遥感研究

由于分布在青藏高原上的气象观测站点稀少,难以对沙尘天气进行充分的地面观测。通过对近年来的5次沙尘天气进行遥感识别,分析了青藏高原沙尘天气过程、影响范围和沙尘来源。结果表明,青藏高原在冬春季存在明显沙尘天气,主要分布在藏北高原、藏南谷地和青海高原地区,这与高原大风对地面的风蚀有密切关系。卫星遥感作为一种重要的观测手段,提供了对高原沙尘天气的有效观测。     

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。     

Cluster analysis on summer precipitation field over Qinghai–Tibet Plateau from 1961 to 2004

The summer day-by-day precipitation data of 97 meteorological stations on the Qinghai–Tibet Plateau from 1961 to 2004 were selected to analyze the temporal-spatial dis-tribution through accumulated variance, correlation analysis, regression analysis, empirical orthogonal function, power spectrum function and spatial analysis tools of GIS. The result showed that summer precipitation occupied a relatively high proportion in the area with less annual precipitation on the Plateau and the correlation between summer precipitation and annual precipitation was strong. The altitude of these stations and summer precipitation ten-dency presented stronger positive correlation below 2000 m, with correlation value up to 0.604 (α=0.01). The subtracting tendency values between 1961–1983 and 1984–2004 at five altitude ranges (2000–2500 m, 2500–3000 m, 3500–4000 m, 4000–4500 m and above 4500 m) were above zero and accounted for 71.4% of the total. Using empirical orthogonal function, summer precipitation could be roughly divided into three precipitation pattern fields: the Southeast Plateau Pattern Field, the Northeast Plateau Pattern field and the Three Rivers' Headstream Regions Pattern Field. The former two ones had a reverse value from the north to the south and opposite line was along 35°N. The potential cycles of the three pattern fields were 5.33a, 21.33a and 2.17a respectively, tested by the confidence probability of 90%. The station altitudes and summer precipitation potential cycles presented strong negative corre-lation in the stations above 4500 m, with correlation value of –0.626 (α=0.01). In Three Rivers Headstream Regions summer precipitation cycle decreased as the altitude rose in the sta-tions above 3500 m and increased as the altitude rose in those below 3500 m. The empirical orthogonal function analysis in June precipitation, July precipitation and August precipitation showed that the June precipitation pattern field was similar to the July’s, in which southern Plateau was positive and northern Plateau negative. But positive value area in July precipita-tion pattern field was obviously less than June’s. The August pattern field was totally opposite to June’s and July’s. The positive area in August pattern field jumped from the southern Pla-teau to the northern Plateau.     

藏北高原土地沙漠化现状及其驱动机制

作为青藏高原主体的藏北高原是我国土地沙漠化三大分布区之－－青藏高原分布区的代表性地域，是研究现代土地沙漠化过程及其形成机制的重要地区。本文从沙漠化土地的类型、面积与分布等方面详细分析了藏北高原土地沙漠化的现状，定性与定量分析相结合探讨了该区现代沙漠化过程的主要影响因子及其驱动机制。研究结果表明，藏北高原是我国重要的沙漠化土地分布区、沙漠化土地面积大、类型多、程度重、分布广、危害重，其形成与发展是自然因素与人为因素、自然过程与人为过程共同作用的结果，其中气候变化是其主要驱动力。