青藏高原古高程定量恢复研究进展

目前在青藏高原使用的古高程定量恢复的方法有:氧同位素古高程计(包含热动力学模型和经验模型)、△47古温度—古高程计、氢同位素古高程计、古植物古高程计(包含共存分析法、叶相分析法)和古环境分析。详细分析了各古高程计的原理、应用条件、影响因素和优缺点,进一步总结了各种研究方法取得的成果和存在的问题,探讨了各研究方法在青藏高原定量古高程研究方向的应用潜力和发展前景,并对完善现有的古高程计和今后开发新的古高程计提出相关建议。     

基于面积-高程积分值的喀斯特地貌演化动力机制研究

洼地是喀斯特地形分化的元地形,定量化阐述洼地与整体地貌之间的协同演化对于揭示喀斯特地貌空间结构差异及其差异演化的动力学机制具有重要意义。将地理信息系统的数字地形分析与戴维斯地貌循环论、面积-高程法结合,以盘龙河-泸江喀斯特流域为研究对象,探讨从古夷平面向阶梯状地形格局转变背景下喀斯特地貌的分异规律及其动力学机制。结果显示：1）从上游、中游到下游,洼地的数量分别为8145个、5636个、1883个,平均密度分别为1.96个/km²、1.23个/km²、0.61个/km²,平均深度分别为22.6 m、34.9 m、12.8 m;峰丛数量分别为9094个、7281个、5710个,平均密度分别为2.19个/km²、1.59个/km²、1.86个/km²,平均高度分别为29.3 m、47.8 m、26.1 m。2）从流域汇口到源头可划分为堆积孤丘平原、构造侵蚀花岗岩中山、斜坡峰丛谷地、溶原缓丘-断陷盆地和构造溶蚀亚高山这5个地貌区,对应的平均坡度分别为16.8°、23.5°、22.4°、12.5°、19.8°,平均起伏度分别为311 m、605 m、393 m、170 m、323 m。3）流域平均面积-高程积分值为0.352,洼地平均积分值为0.508,属溶原背景下的回春型壮年晚期地貌,5个地貌区的区域面积-高程积分值分别为0.147、0.425、0.510、0.355、0.397,洼地面积-高程积分值分别为0.116、0.302、0.598、0.481、0.278。反映高原隆升形成的梯级坡降奠定了盘龙河-泸江流域差异性喀斯特地貌发育的基础,即海拔梯度上的结构动力学和水系发育带来的流域汇流、侵蚀溶蚀顺水力坡度变化,具体过程是洼地的发育和合并。从区域积分值和洼地积分值的大小关系,结合各地貌区内的海拔、坡度、起伏度特征和野外地质地貌调查,认为当洼地面积-高程积分值大于区域面积-高程积分值时,洼地强烈新生和扩张,地貌向起伏度增大的青年期发展;反之洼地发育减弱或停滞,地貌向夷平蚀低的准平原化发展。由此可见,洼地面积-高程积分值可作为喀斯特区地貌演化动力增强或减弱的定量化指标。

     

碳酸盐岩性因素控制下喀斯特发育特征─—以黔中南为例

黔中南地区位于贵州高原向广西盆地过渡的斜坡地带,各种不同性质的碳酸盐岩广泛出露。本文根据本区水文网对地表的切割所形成的“反常型河流结构”的特点,论述了在岩性因素控制下的喀斯特发育的同期异形特征及其发育机制。     

青藏高原隆升过程的磷灰石裂变径迹分析方法

由于青藏高原新生代以来地表高程持续强烈抬升,在利用磷灰石FT年龄进行高原绝对隆升速率计算时应引入古地表高程参数,而通常使用的“径迹年龄-地形高差法”却没有考虑到不同时期的古地表高程问题。为此,笔者试提出高原隆升速率计算的“径迹年龄-海拔高程法”,即以同一参考质点(样品点)在不同时期的海拔高程差作为绝对抬升量,以绝对抬升量除以时间得出隆升速率。本文讨论了改进后方法与传统方法计算结果的差异及合理性。鉴于青藏高原的隆升具有明显的脉动性与幕式作用特征,多数情况下FT年龄可能大致代表构造抬升与剥露事件的年代。     

青藏高原北部植物叶片碳同位素组成的空间特征

测定了青藏高原北部13个地点101份草本植物叶片碳同位素组成(δ¹³C值), 结果发现, 植物叶片δ¹³C值的分布范围在-29.2‰～-23.8‰之间, 平均值约为-26.89‰, 明显低于全球高海拔植物叶片δ¹³C值(-2.6‰) ; 而植物叶片δ¹³C值随海拔和经、纬度的变化趋势与其它同类报道相似:随着海拔的升高和经、纬度的降低, 植物叶片δ¹³C值呈现升高趋势. 叶片δ¹³C值也随土壤含水量和土壤温度的变化而变化:土壤含水量越高, 土壤温度越低, 植物叶片δ¹³C值越小, 但它们之间的相关关系不具统计学意义. 初步分析表明, 大气压力 (CO₂分压)和温度的协同变化导致了叶片δ¹³C值随着海拔变化的分布格局, 而温度和相对湿度的变化是引起叶片δ¹³C值的经、纬度效应的主要因子.     

青藏高原中东部积雪深度时空变化特征及其成因分析

基于逐日积雪深度（雪深）、逐月气温和逐月降水量地面观测资料,利用数理统计方法分析了青藏高原中东部地区1961-2014年雪深时空变化特征及其成因,结果表明：青藏高原雪深空间分布不均,存在喜马拉雅山脉南坡（高原西南部）、念青唐古拉山-唐古拉山-巴颜喀拉山-阿尼玛卿山（高原中部）和祁连山脉（高原东北部）三处雪深高值区,冬季最大,其次是春秋季,夏季仅在纬度或海拔较高处才有雪深记录;从长期来看雪深以减少为主,尤其是夏秋季。在青藏高原普遍"增温增湿"背景下,雪深表现为先增后减的变化特征;雪深随海拔升高而增加,但最大雪深并非出现在最高海拔处;在不同季节雪深的气象要素成因上,冬季由降水主导,其余季节由气温主导。1961-1998年冬春季雪深增加与降水增多有关,而1998-2014年气温的上升以及降水的减少共同导致了雪深的减少,夏秋季雪深持续减少与同期气温持续升高有关。     

青藏高原疏勒河上游不同类型冻土可培养细菌多样性特征研究

在气候变暖及人类活动的双重干扰下,疏勒河上游冻土发生了显著退化,如活动层厚度加大、植被退化等,而冻土退化对微生物的影响一直是科研人员关注的热点话题。以疏勒河上游不同季节（4月、6月、9月）、不同退化程度冻土为研究对象,研究了可培养细菌多样性特征。通过16S rDNA基因测序及构建系统发育树表明,研究区域可培养细菌归类为27个属,分属于α-变形菌门,γ-变形菌门,放线菌门,厚壁菌门和拟杆菌门,其中放线菌门为优势类群。从属水平来讲,可培养细菌以节杆菌属和微球菌属为主,其含量随冻土退化程度加深分别呈下降和升高趋势。土壤细菌多样性与环境因子的相关性分析表明,可培养细菌多样性与土壤含水量、总氮极显著正相关,与有机碳显著正相关。这些结果表明,伴随着冻土退化而发生的地上植被逆向演替过程中,青藏高原不同类型冻土间已产生较大的环境异质性如土壤碳氮及含水量,进一步可能导致冻土微生物多样性分异。研究结果为利用微生物综合评价青藏高原不同类型冻土的生态环境提供了数据基础。     

青藏高原北部不同地区河流和湖岸阶地的演化特征

把青藏高原北部空白区已完成的1：25万区调成果报告中有关河流和湖岸地貌的剖面、实测数据提炼出来．将其位置点绘于同一张水系分布图上,然后根据不同位置、不同的剖面、不同的测试数据进行区域性对比研究,结果表明：①青藏高原北部昆仑山中部和东部地区,河谷、湖岸地貌都具有100kaBP、10kaBP、5-6 kaBP的阶地,这3个时期东西部河谷、湖岸地貌的形成具有同步性;②昆仑山中部地区具有70kaBP的阶地,昆仑山东部地区具有50kaBP的阶地,这2个时期昆仑山东西部河流、湖岸地貌的形成不具有同步性。对该地区河流、湖岸地貌成因分析后认为,除气候作用外,河流阶地、湖岸阶地对高原北部的隆升具有一定的指示作用,表现为从西向东抬升速率逐渐减小,总体上同一地方从老到新抬升速率逐渐增加。     

第三纪青藏高原面高程与古植被变迁

收集了近半个世纪以来、几乎全部有关青藏高原第三纪古植被的研究资料,从整体角度对青藏高原的古植被演化史与高原面高程变化史进行了初步研究。认为青藏高原第三纪古植被经历了由古老、湿热环境下的热带低地森林,脉动式地渐变为热带、亚热带山地森林及灌丛草原。反映高原是阶段性、持续上升的,其间不存在大幅的降低过程。冈底斯山、念青唐古拉山、唐古拉山、昆仑山所围限的藏北高原比喜马拉雅山系隆升早,且在整个第三纪都比喜马拉雅山高,到上新世的中、晚期其高度已达海拔３０００ｍ以上。喜马拉雅山系成为世界屋脊是第四纪以来的事。     

青藏高原海拔要素对温度、降水和气候型分布格局的影响

青藏高原平均海拔4 000~5 000 m,由于特殊的地理条件,生态环境较为脆弱,对气候变化非常敏感,并对周围乃至全球的气候产生重要影响。使用1961-2010年青藏高原温度、降水0.5°×0.5°格点数据,以及由GTOPO30数据（分辨率为0.05°×0.05°）经过重采样生成的陆地0.5°×0.5°的数字高程模型DEM,分析了青藏高原温度、降水受海拔要素的影响,并通过青藏高原区域79个气象站的数据进行验证,进而使用柯本气候分类和中国自然地理区划两种方法对青藏高原气候进行划分,探讨青藏高原各分区海拔要素对温度、降水的影响差异以及出现差异的原因。研究表明：青藏高原及其各分区的气温垂直递减率不同,是由于地形起伏不同造成的青藏高原热源效用不同;降水与海拔的关系不同,是由于各区域受控于不同的气候系统,造成干湿度的不同,因而最大降水高度带不同。     

青藏高原重力场特征和地壳构造

本文利用布格重力异常图,结合其它地质和地球物理资料,探讨了青藏高原区域重力场和剩余重力场特征及所反映的地壳构造。     

青藏高原北部不同地区河流和湖岸阶地的演化特征

把青藏高原北部空白区已完成的1:25万区调成果报告中有关河流和湖岸地貌的剖面、实测数据提炼出来,将其位置点绘于同一张水系分布图上,然后根据不同位置、不同的剖面、不同的测试数据进行区域性对比研究,结果表明:①青藏高原北部昆仑山中部和东部地区,河谷、湖岸地貌都具有100 kaBP、10 kaBP、5～6 kaBP的阶地,这3个时期东西部河谷、湖岸地貌的形成具有同步性;②昆仑山中部地区具有70 kaBP的阶地,昆仑山东部地区具有50 kaBP的阶地,这2个时期昆仑山东西部河流、湖岸地貌的形成不具有同步性.对该地区河流、湖岸地貌成因分析后认为,除气候作用外,河流阶地、湖岸阶地对高原北部的隆升具有一定的指示作用,表现为从西向东抬升速率逐渐减小,总体上同一地方从老到新抬升速率逐渐增加.     

青藏高原北部不同地区河流和湖岸阶地的演化特征

把青藏高原北部空白区已完成的1∶25万区调成果报告中有关河流和湖岸地貌的剖面、实测数据提炼出来,将其位置点绘于同一张水系分布图上,然后根据不同位置、不同的剖面、不同的测试数据进行区域性对比研究,结果表明:①青藏高原北部昆仑山中部和东部地区,河谷、湖岸地貌都具有100kaBP、10kaBP、5～6kaBP的阶地,这3个时期东西部河谷、湖岸地貌的形成具有同步性;②昆仑山中部地区具有70kaBP的阶地,昆仑山东部地区具有50kaBP的阶地,这2个时期昆仑山东西部河流、湖岸地貌的形成不具有同步性。对该地区河流、湖岸地貌成因分析后认为,除气候作用外,河流阶地、湖岸阶地对高原北部的隆升具有一定的指示作用,表现为从西向东抬升速率逐渐减小,总体上同一地方从老到新抬升速率逐渐增加。     

青藏高原北部植物叶片碳同位素组成特征的环境意义

测定了青藏高原北部13个地点101份草本植物叶片碳同位素组成（δ 13 C值）。研究结果表明，与其它地区相比，青藏高原北部植物叶片δ 13 C值相对较高，并且在海拔 4161 m的西大滩仍有植物δ 13 C值落在C4植物区，说明青藏高原的地理特殊性以及植物适应环境的策略。随海拔的升高，植物叶片δ 13 C值也随之升高，但变化程度具有物种的依赖性。唐古拉山南边植物叶片δ 13 C值明显高于北边植物叶片δ 13 C值，分析表明植物叶片δ 13 C值南北分布的这种格局主要是由降水的差异决定的。     

青藏高原多年冻土区热融滑塌发育特征及规律

在全球气候变暖和高原多年冻土持续退化的背景下,青藏高原多年冻土区热融滑塌现象普遍发育,其形成不仅影响区域生态环境,还可能威胁工程构筑物的稳定性。本文在多年野外调查工作的基础上,结合遥感及历史气象资料对青藏高原多年冻土区热融滑塌的诱发因素、分布特征及演化过程进行了分析。结果表明：冻土活动层滑脱的发生是诱发青藏高原多年冻土区热融滑塌的主要因素,其次为工程扰动和湖水的热侵蚀;活动层滑脱型热融滑塌的发育过程主要包括冻土活动层滑脱的发生、后缘坍塌后退及坡面泥流的形成等三个阶段,热融滑塌形成以后其溯源侵蚀过程将持续数年甚至十几年直到后缘位置地下冰含量明显减少或者消失为止;在空间分布方面,热融滑塌更倾向于分布在坡度较为平缓（3°~8°）的丘陵山地及山麓区域的阴坡一侧;近年来青藏高原多年冻土区热融滑塌呈剧烈增多的趋势,且这种骤增现象主要发生在有极端气温出现的特殊年份,并不是均匀的分布在每一年。研究成果对未来青藏高原工程规划、资源开发及环境协调发展具有重要的指导意义。     

青藏高原不同类型草地生态系统下土壤可培养细菌数量及多样性分布特征研究

以青藏高原北麓河不同类型草地生态系统下土壤为研究对象,研究了可培养细菌数量和多样性的季节性变化.结果显示研究区域可培养细菌数量为0.4×107～4.6×107 CFU.g-1,不同类型草地生态系统下可培养细菌具有明显的季节差异：高寒沼泽草甸和高寒沙化草原生态系统下土壤细菌在5月生物量最高,而高寒草甸生态系统下在7月有最...     

青藏高原多年冻土区不同海拔土壤含水量对气候变化的响应--基于ELM模型北大核心CSCD

多年冻土区活动层是地表水和地下水相互转化中十分重要的交换通道,活动层土壤含水量是多年冻土区水文循环中重要的组成部分,其动态变化与寒区生态环境密切相关。在气候变化背景下,深入了解活动层土壤含水量的动态变化特征具有重要意义。本文利用ELM(Extreme Learning Machine)模型对青藏高原腹地不同海拔高度多年冻土区土壤含水量进行模拟分析,结果表明:与BP神经网络模型相比,二输入变量ELM模型的模拟精度更高;ELM模型模拟后1天土壤含水量的NSE值在0.69~0.87之间,其中坡下20 cm深度处模拟NSE取得最大值(0.87),并且模拟精度随着推后时间的增加有所提升,模拟后3天和后7天的NSE值分别在0.76~0.92和0.75~0.93之间;坡下各深度含水量的模拟效果优于坡上。在此基础上,通过设置不同的气候变化情景,研究土壤含水量在气候变化背景下的动态变化规律及响应特征。研究发现,升温导致冻结初期以及融化初期不同深度的土壤含水量均出现增大的趋势,在完全冻结期和完全融化期变化不明显。且随着气温增幅的加大,冻结初期以及融化初期的土壤含水量变化也逐渐增大,深层土壤含水量较浅层土壤含水量的增加更加显著。在降水增加的情景下,降水增加越大,土壤含水量的增加趋势越明显,但整体变化幅度较小;坡上各深度土壤含水量的增加主要发生在融化初期和完全融化期,坡下则主要集中在融化初期,相比于深层土壤,浅层土壤对降水增加的响应更加强烈。     

青藏高原东缘数字高程剖面及其对晚新生代河流 下切深度和下切速率的约束*

文章利用数字高程剖面将青藏高原东缘分为4个大尺度地貌单元,即青藏高原地貌区、龙门山高山地貌区、山前冲积平原区(成都盆地)和四川盆地东部隆起区。根据数字高程剖面中的最高海拔高程点剖面与最低海拔高程点剖面之间的高差,定量计算了该地区河流下切深度;结合成都盆地岷江最古老冲积扇沉积物提供的青藏高原东缘河流形成的时间(3.6MaB.P.),定量计算了河流下切速率为1.29mm/a;在约束局部侵蚀基准面和气候变化对河流下切速率控制作用的基础上,建立了青藏高原东缘河流下切速率与表面隆升速率之间的定量关系,结果表明河流下切速率约为表面隆升速率的4倍。基于龙门山在表面隆升速率和下切速率等方面均大于青藏高原内部,认为青藏高原东缘的边缘山脉是剥蚀隆升和构造隆升两者叠加的产物。     

峰峰地区碳酸盐岩溶蚀机理和岩溶发育特征

用相同pH值的碳酸水和硫酸水溶液对峰峰地区20种40块碳酸盐岩样品进行溶蚀试验、根据试验数据和溶蚀特征电镜资料研究本区岩溶发育机理和岩溶发育特点      

青藏高原湖泊演变类型的遥感研究

以2000年和2001年美国陆地卫星Landsat-7获得的青藏高原ETM+影像数据作为主要信息来源,运用遥感技术结合目视解译研究青藏高原湖泊演变类型。得出青藏高原湖泊演变的典型类型有:向心型、偏移型、分散型等。青藏高原的湖泊多为这几种典型类型的变异方式或组合方式出现。