祁连山冰川服务价值评估及其时空特征

冰川为干旱区人类福祉和社会经济发展提供必不可少的资源与服务,开展冰川服务价值评估及时空特征研究对于区域社会经济可持续发展和环境保护具有重要意义.基于祁连山第一次和第二次冰川编目数据,通过构建冰川服务价值评估体系,并结合单位面积服务价格法、价值当量因子法和冰川服务价值变化指数等方法,评估祁连山冰川服务价值及时空变化.结果...     

Response of tree-ring growth to climate at treeline ecotones in the Qilian Mountains, northwestern China

Climate constitutes the main limiting factor for tree-ring growth in high-elevation forests, and the relationship between tree-ring growth and climate is complex. Based on tree-ring chronology and meteorological data, the influence of precipitation, mean temperature and mean minimum temperature at yearly, seasonal and monthly scales on the tree-ring growth of Picea crossifolia was studied at treeline ecotones in the Qilian Mountains, northwestern China. The results show that growing season temperatures of previous and current years are important limiting factors on tree-ring growth, particularly June mean temperature and mean minimum temperature of current year. The precipitations in the previous winter and current spring have a positive correlation, and in the current fall has a negative correlation with tree-ring growth, but these correlations are not significant. Our results suggest that temperature controls tree-ring growth more strongly than precipitation at treeline ecotones in the Qilian Mountains.     

2008-2014年祁连山区夏季降水的日变化特征及其影响因素

基于中国自动气象站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量0.1°×0.1°网格数据集通过逐时降水量、降水频率和降水强度等指标研究了2008-2014年祁连山区夏季降水的日变化特征,并结合ERA-Interim再分析资料分析了气象要素对降水日变化的影响。结果表明：① 祁连山区逐时平均降水量和降水频率的时空分布特征较为一致,即东中段大于西段,且7月最大,6月次之,8月最小;降水强度的空间分布则与降水量和降水频率的存在差异,且6月的降水强度平均值最大。② 白天和夜间的降水量均表现出东中段多于西段、山区多于平原的特点,并有明显的夜雨现象;从年际差异来看,2008-2014年白天和夜间的降水量均呈增加趋势。③ 祁连山区夏季降水平均相对变率介于5%~38%之间,全区20:00平均相对变率最大;逐时降水量和降水频率普遍存在较好的相关性,尤其是在东中段。④ 对比再分析资料发现,祁连山区降水日变化与相对湿度和地面温度等气象要素有关。     

2001—2017年祁连山积雪面积时空变化特征

科学监测祁连山积雪面积及变化特征对该区域气候研究、雪水资源开发利用、环境灾害预报及生态环境保护等具有重要意义。基于2001—2017年MOD10A2积雪产品和气象数据,分析祁连山积雪面积动态变化特征及与气温降水关系。结果显示:(1) 2001—2017年祁连山积雪面积年际波动趋势较大,呈减小趋势,多年平均积雪面积约为5×104km2,占祁连山总面积的25. 9%;年内变化成"M"型,即在一个积雪年中有两个波峰和波谷,波峰出现在11月和1月,波谷出现在7月;季节变化波动趋势较大,夏冬季积雪面积减小趋势大于春季,秋季呈现略微增加趋势。(2)祁连山区积雪面积主要分布在3 000～4 000 m及4 000～5 000 m,积雪覆盖率随着海拔上升呈现逐渐增大的趋势;祁连山区不同坡向积雪覆盖面积差异较大,积雪覆盖率差异较小;积雪频率高值区呈典型的条带状分布,与祁连山地形相一致,呈西北—东南分布,且分布西部大于东部。(3)初步分析认为祁连山积雪面积变化对气温要素更敏感。     

祁连山西段冰川积雪中大气粉尘沉积特征

基于2012 年夏季野外考察、微粒粒度测试和扫描电镜(SEM-EDX) 微观形貌观测研究, 对位于我国青藏高原东北缘的祁连山西段典型极大陆型冰川区老虎沟12 号冰川、野牛沟十一冰川积雪中大气粉尘沉积进行了分析研究。两冰川区积雪中微粒的平均质量浓度分别是3461 μg/kg、2876 μg/kg, 年均沉积通量分别是207.6 μg/cm²、143.8 μg/cm²。将本研究区与其他区域冰川积雪中粉尘浓度对比研究表明, 冰川受周边粉尘源区影响较大。雪坑微粒浓度剖面和离子相关性分析表明, 祁连山西段冰川积雪中污化层富含亚洲粉尘的富Ca²⁺、Na⁺矿物;微粒体积-粒径分布众数介于3~22 μm, 两冰川区的粒径众数分别为12.6 μm和12 μm, 粒径分布均显示了单结构模式, 同时反映了祁连山冰川区与毗邻的天山地区雪冰中粉尘粒径分布模式的相似性和粒径众数的差异性。通过SEM-EDX对粉尘颗粒的微观结构研究发现, 颗粒绝大多数为形貌不规则的矿物粉尘颗粒, 和很少数量的飞灰颗粒等。同时, 对粉尘来源结合Sr-Nd同位素测定和气团后向轨迹分析进行验证, 认为位于研究区北边的巴丹吉林沙漠是祁连山12号冰川区粉尘最可能的源区。     

祁连山自然保护区不同高度带气候差异性分析

为了揭示祁连山不同高度带的气候差异性规律,选择了祁连山自然保护区的森林、草原和荒漠建立气象站,气象站分别位于不同的高度带,进行长期定位监测。气象站分人工和自动两种,人工监测从1985年开始,自动监测从2003年开始。基于22 a气象监测数据,利用平均值法、Excel电子图表等方法对监测数据进行深入分析。结果表明,平均气温有逐年升高趋势,降水有逐年下降趋势;年平均气温和年降水量呈负相关关系,年日照时数和年蒸发量呈正相关关系;荒漠、草原和森林带气温变化曲线一次性方程斜率都为正,分别为0.0182、0.0427和0.01167,3个带的年平均气温都是上升的;地温、日照和蒸发均为荒漠＞草原＞森林。     

Assessment of diurnal variation of summer precipitation over the Qilian Mountains based on an hourly merged dataset from 2008 to 2014

To investigate the diurnal variation of summer precipitation in the Qilian Mountains in the northeast Tibetan Plateau, the hourly precipitation amount for this region during the summers of 2008–2014 are analyzed using an hourly merged precipitation product at 0.1°×0.1° resolution. The main results are as follows. (1) The spatial distribution and temporal variation of mean hourly precipitation amount and frequency are generally similar and hourly precipitations in the eastern and middle portions are larger and more frequent than that in the western portion. The high value area of precipitation intensity is obviously different from that of precipitation amount and frequency. (2) The spatial distribution of daytime precipitation is generally similar to that of nighttime precipitation, and the daytime precipitation is heavier than the nighttime precipitation. (3) The change rate of precipitation has a maximum at 20:00 Beijing time, and a minimum at 12:00. The hourly precipitation amount significantly correlated with frequency, especially for the middle and eastern portions.     

祁连山青海云杉林土壤养分异质性分析

 阐明土壤养分的变异特性对改变森林群落结构和加快生态系统进程有重要意义。该研究选择东西祁连山为主要调查区域,通过变异函数确定和比较变量因子的空间变异程度及空间变异尺度,采用Palintest土壤养分测试仪和实验室化学处理方法获取试验数据,对数据采用DPS7.5和EXCEL软件处理,利用变异函数对祁连山地区6种土壤养分的空间变异特征分析表明：均表现出明显的空间自相关格局,空间自相关范围差异明显;TN、TP、TK、NH+4-N、NO-3-N、有机质变异系数分别为37.6%、23.1%、4.6%、36.3%、109.9%、32.9%,其中,TK为弱变异,TN、TP、NH+4-N和有机质为中等变异,NO-3-N为强变异;NH+4-N、NO-3-N、有机质、TN在剖面上的变化呈递减对数,TP、TK呈递增对数;NH+4-N在海拔上呈多项式变化关系,NO-3-N呈线性变化关系,TN、TP、TK无明显变化,变化范围分别在0.19%～0.4%、 0.043%～0.056%、1.85%～2.014%之间。     

祁连山浅山区降水化学的环境意义

通过连续收集降水样品对祁连山浅山区民乐县大气降水特征及水汽来源进行研究,运用相关分析和主成分因子分析,探讨了2013 年5 月27 日至2014 年7 月7 日祁连山民乐地区降水常量离子的化学特征。结果表明：研究时段内降水离子浓度由大到小依次为Ca²⁺ >SO₄^2- >NH₄⁺ >Cl^- >Na⁺ >NO₃^- >Mg²⁺ >K⁺,其中Ca²⁺和SO₄^2-是高浓度离子,阳离子总浓度远远高于阴离子总浓度。降水pH 平均值为7.44,降水电导率的变化范围为4.0 μs·cm^-1～940.0 μs·cm^-1,平均值为167.93 μs·cm^-1。Ca²⁺离子和SO₄^2-离子分别占阳离子和阴离子总浓度的47%和44%。各阴阳离子随季节变化表现出明显的波动趋势,冬、春季节降水极少时阴阳离子浓度较高,而在夏季降水较多时各离子浓度较低。冬春季频繁的沙尘暴活动造成大气陆源气溶胶浓度升高,且该时段降水量少,因此降水离子浓度升高。相关分析和主成分因子分析结果表明,祁连山浅山区民乐县的降水化学离子主要来源于陆源物质,农业生产和人类活动产生的气溶胶是次要来源。     

Source and environmental significance of oxalate in Laohugou Glacier No. 12, Qilian Mountains,Western China

Retrieval of oxalate from snow and ice provides information on past environmental changes. In recent years, records of organic acids in middle-and low-latitude glaciers have attracted the attention of researchers globally. In this study, we analyzed oxalates in an ice core from Laohugou Glacier No. 12 on the Qilian Mountains at an elevation of 5,040 m a.s.l. in2006. Average oxalate concentration was 18.5±2.4 ng/g over the prior 46 years. Oxalate values showed a significantly increasing trend since 1985. From 1985 to 1995, oxalate concentrations had large fluctuations, peaking in about 1987 and exhibiting a slightly decreasing trend since 1995. The result shows that the abrupt increase of oxalate concentration in the ice core since the mid-1980 s reflects atmospheric environmental pollution by human and industrial activities.     

Analysis on factors of glacier velocity: A case study of the Qiyi Glacier, Qilian Mountains

Glacier shape factors (area, length, and thickness), climatic factors (annual temperature and precipitation), mass balance, and other influence factors, of the Qiyi glacier velocity and their intensity were analyzed with the application of the path analysis method during 1958–2007. Results indicate that glacier velocity was mainly influenced by glacier shape, followed by mass balance and climatic conditions. Among the influence factors, glacier area and thickness are most significant, and direct and indirect path coefficients are respectively 6.56, 4.71, 19.29 and 13.57. This research provides information for further understanding glacier velocity and its influencing factors.     

祁连山青海云杉林动态监测样地群落特征

依据中国森林生态系统动态监测样地设置方法,参照国际森林生态学大样地建设技术规范,于2010年和2011年在祁连山自然保护区青海云杉（Picea crassifolia kom.）林内建立了10.2 hm2动态监测样地,定位调查了样地内19 927株DBH≥1 cm活立木木本植物,完成了第一次群落特征调查和分析。调查结果表明：①青海云杉群落成层现象明显,可划分为乔木层、灌木层、草本层和苔藓层4个层次。乔木层是群落的最主要层,整体而言其垂直高度结构复杂性要大于灌木层和草本层,苔藓层较为发达。②青海云杉径级结构呈明显的倒“J”形,个体集中在径级1~5 cm至21~25 cm,其占到总个体数目的91.42%,青海云杉更新良好。③青海云杉DBH≥1 cm对应的树高结构呈“单峰”形,高度主要集中在小于6 m,占到总个体数目的60.00%,高度偏小,小树较多,中树占有一定的比例,大树较少。同时,树高和胸径二者之间显著符合二次函数关系（p＜0.05）,反映了青海云杉群落生物学特征。④从空间分布格局来看,青海云杉表现出明显的聚集性分布格局。对不同年龄段青海云杉小树、中树和大树点格局分析表明,随着龄级的增大,种群的聚集程度减小,即由聚集分布变为随机分布,表现出明显的扩散趋势。青海云杉个体分布没有明显的空间异质性,而且2 534株大树随机分布在该样地,表明该群落未受大范围的人为干扰。     

祁连山水源涵养林区降水及温度时空变化研究

研究大气降水及温度的时空变化对建立气候预警系统有重要的意义。利用气象和水文自动监测仪器沿环境梯度和植被类型对祁连山水源涵养林区温度及降水时空变化进行了动态监测。结果表明,祁连山西水林区降水呈单峰曲线型,主要集中在夏季,占全年降水的72%;在环境梯度上差异较大,表现为乔灌交错带处(3 300 m)降水为最大,交错带以下随海拔的升高降水增大,交错带以上由于降水复杂性导致随海拔的升高而减少;在年际上差异更大,2004年以前降水量随年份的增大有下降趋势,2004年以后降水量增幅较大。祁连山西水林区气温从1986年以来逐渐上升,但年均气温大多在0 ℃以下,最低为-1.33 ℃,从2003年以来气温迅速上升,年均温最高为2.5 ℃,通过研究发现24 a以来气温上升了3.83 ℃;由于气温的上升,导致土壤温度上升较快,尤其是表层和深层土壤温度上升更快,该结论与当前的众多结论是相吻合的。     

祁连山区草原畜牧业的可持续发展问题与发展模式

以祁连山区的肃南县为实验基地,通过对山区生态保护和经济发展之间现存问题的分析,提出了以草原管理、牲畜繁育和产业发展为主要内容的山区草原畜牧业发展模式。它突破了山区的地域限制,将山区与山下绿洲作为一个完整的生态-经济耦合系统,使用跨学科的方法,将山区草原的生态保护与农户的经济增长兼容起来,从而成为山区草原畜牧业的一个可持续发展模式。     

祁连山东段河流阶地的形成时代与机制探讨

第四纪期间祁连山东段发育了多级洪积台地与河流阶地,它们是研究区域构造活动与气候变化良好的载体。对该区主要河流阶地序列的野外考察,利用ESR、TL、IRSL以及¹⁴C等测年方法,研究表明,第四纪期间石羊河上游的各大支流普遍发育了5-6级阶地,其中南营村附近金塔河五级河流阶地的形成时代大致为1.24MaB.P.(T₅)、0.78MaB.P.(T₄)、0.14MaB.P.(T₃)、0.06MaB.P.(T₂)和0.01MaB.P.(T₁),完全可以与该区沙沟河、黄河兰州段以及长江三峡段的阶地序列相对比。从各级阶地砾石层的堆积时代以及阶地的沉积特征分析,我们认为,即使在构造活动区域,气候变化在河流地貌演化过程之中起着重要的控制作用。     

祁连山青海云杉林树线温度特征

树线温度对于解释树线位置及树线形成机理、预测树线对于气候变化的响应具有重要意义。通过在祁连山北坡青海云杉林郁闭林内、树线地带、高山灌丛分布带设置土壤温度自动观测仪器,初步分析了青海云杉林树线温度特征。结果表明:(1)树线处青海云杉根际土壤温度(10cm深度)生长季平均值为4.9℃,低于全球树线生长季平均土壤温度(6.7℃)。(2)生长季长度方面,青海云杉树线(104天)与亚北极(Subarctic,103天)、北方林(Boreal,106天)树线相近。(3)高山灌丛分布带在海拔上高于树线地带,但灌丛地带根际土壤生长季节均温(6.4℃),生长季长度(122天)均高于树线地带,显示了树线之上灌丛相对于乔木生活型有更佳的保持根际土壤热量的优势,从而也成为在树线之上灌丛能够很好生长,并且取代乔木的重要因素。     

祁连山冰川变化及其脆弱性

Glaciers are a reliable freshwater resource in arid regions of West China and the vulnerability of its changes is closely related to regional ecosystem services and economic sustainable development. Here, we took the Qilian Mountains as an example and analyzed the spatiotemporal characteristics of glacier changes from 1998 to 2018, based on remote sensing images and the Second Chinese Glacier Inventory. We estimated the basic organizational framework and evaluation index system of glacier change vulnerability from exposure, sensitivity and adaptability, which covered the factors of physical geography, population status and socio-economic level. We analyzed the spatial and temporal evolutions of glacier change vulnerability by using the vulnerability evaluation model. Our results suggested that:(1) Glacier area and volume decreased by 71.12±98.98 km² and 5.59±4.41 km³, respectively, over the recent two decades, which mainly occurred at the altitude below 4800 m, with an area shrinking rate of 2.5%. In addition, glaciers in the northern aspect(northwest, north and northeast) had the largest area reduction. Different counties exhibited remarkable discrepancies in glacier area reduction, Tianjuan and Minle presented the maximum and minimum decrease, respectively.(2) Glacier change vulnerability level showed a decreasing trend in space from the central to the northwestern and southeastern regions with remarkable differences. Vulnerability level had increased significantly over time and was mainly concentrated in moderate, high and extreme levels with typical characteristics of phases and regional complexity. Our study can not only help to understand and master the impacts of recent glacier changes on natural and social aspects but also be conducive to evaluate the influences of glacier retreat on socio-economic developments in the future, thus providing references for formulating relevant countermeasures to achieve regional sustainable development.     

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...     

1959年来中国天山冰川资源时空变化

基于两期冰川编目数据与气象数据,对天山1959年来冰川资源的时空变化特征进行研究。研究发现：① 天山地区现有冰川7934条,面积7179.77 km²,冰储量756.48 km³。冰川数量以面积< 1 km²的冰川居多,面积以1~10 km²和≥ 20 km²的冰川为主,冰川集中分布在海拔3800~4800 m之间。② 在四级流域中,阿克苏河流域冰川面积最大为1721.75 km²,面积最小的是伊吾河流域,为56.03 km²。在各市（州）中,阿克苏地区冰川资源量最多,其面积和储量分别占天山总量的43.28%和68.85%;冰川资源量最少的市（州）是吐鲁番地区,面积和储量仅占天山总量的0.23%和0.07%。③ 1959年来,天山地区冰川面积减少了1619.82 km²（-18.41%）,储量亏损了104.78 km³（-12.16%）,其中数量以< 1 km²的冰川减少最多,面积减少以< 5 km²的冰川最为严重。④ 冰川变化呈现明显的区域差异,变化速度最快的是天山东段博格达北坡流域,变化最慢的是中部的渭干河流域。初步分析认为夏季气温显著上升带来的消融大于年内降水带来的积累是天山冰川退缩的主要原因。     

甘肃祁连山国家级自然保护区森林生态系统服务价值评估

森林生态系统服务价值评估对于人们全面认识森林生态系统服务功能及制定森林资源保护法规政策具有重要意义。依据《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T 1721-2008）、祁连山区森林生态系统定位观测数据、2008年森林资源调查数据及社会公共数据,对甘肃祁连山国家级自然保护区森林生态系统服务价值进行了评估。甘肃祁连山国家级自然保护区森林生态系统年服务价值总计为654.44亿元。按服务功能类型的价值比例从高到低排序为:保育土壤（46.59%）>生物多样性保护（25.53%）>涵养水源（14.03%）>固碳释氧（12.69%）>森林防护（0.50%）>积累营养物质（0.41%）>净化大气环境（0.24%）>森林游憩（0.01%）。按森林类型的价值比例从高到低排序为:灌木林地（63.7%）>有林地（34.1%）>疏林地（2.18%）。单位面积林地年均产生的生态系统服务价值为7.47万元·hm-2,其中,最大为有林地,其次是灌木林地,第三是疏林地。本文还对比分析了本次评估与以前较为全面的7次评估之间的差别及原因。