高山冰缘植物游离氨基酸的含量分析

以乌鲁木齐河源区22种主要高山冰缘植物花期叶片为实验材料,分析了游离氨基酸含量.结果表明:多数高山冰缘植物积累大量游离中性氨基酸,总游离氨基酸以脯氨酸(Pro)、苏氨酸(Thr)、天门冬氨酸(Asp)、丙氨酸(Ala)和谷氨酸(Glu)为主要成分.同一植被带不同植物积累游离氨基酸的种类和水平不同,如高山离子芥(Chorispora bungeana)的游离Pro含量占其总游离氨基酸含量的百分比均高出雪莲、黄花夏至草和黄头小甘菊13倍多,含量差异明显.3个植被带植物总游离氨基酸、Pro和中性氨基酸的平均含量,高山流石堆植被高于高山垫状植被和高山草甸植被,高山垫状植被总游离氨基酸和中性氨基酸含量高于高山草甸植被.高山冰缘植物积累不同种类和不同含量水平的游离氨基酸是对严酷环境的一种适应.     

苏锡常地区浅层地下水铁锰离子分布规律及成因分析

苏锡常地区浅层地下水资源较为丰富,但水中铁、锰离子含量一直较高.本文在总结现有水质资料的基础上,结合野外现场Eh测试、矿物及土壤的化学成分等成果,对浅层地下水中铁、锰离子的分布规律及其影响因素进行了研究,认为含水介质及土壤的化学成分、地下水系统中的氧化还原环境是造成该区浅层地下水中铁、锰离子含量较高的原因.在此基础上提出：加大开采力度,改善浅层地下水的循环交替速度有利于浅层地下水水质的改良.     

高山多年冻土分布模型与制图研究进展

人类活动及各种工程措施的实施加速了高山多年冻土领域的相关研究,多年冻土的分布与制图成为该领域的研究热点之一.对该领域内的冻土勘察方法、冻土模型的建立、冻土分布模拟与制图等国内外研究现状进行了回顾和总结,高山多年冻土模型无论是经验统计模型,还是过程模型,都是基于对实地高山多年冻土分布状况的一种近似模拟,因而,或多或少的存在一定的误差,模型的好坏在于所绘制的高山多年冻土图与冻土实际分布状况的吻合程度.从各种高山冻土模型与制图的发展过程来看,高山多年冻土模型与制图的未来研究呈现出多元化研究和细化研究的趋势.     

高山冰缘植物粗脂肪、可溶性糖和类黄酮的含量变异与环境适应关系的研究

以乌鲁木齐河源区3个植被垂直分布带的22种主要冰缘植物花期叶片为实验材料,分析了叶片的粗脂肪、可溶性糖和类黄酮的含量.研究结果表明:同一植被带有些植物之间的这3种生理抗性物质含量接近,有些植物的含量却存在显著差异,与植物自身的遗传特性和采取的生态对策有关.从样品平均含量值的统计分析看,高山流石堆植被的粗脂肪、可溶性糖和类黄酮含量高于垫状和高山草甸植被的含量,3个分布带植物的可溶性糖平均含量存在显著差异,类黄酮平均含量不存在显著差异.多数高山冰缘植物积累高含量的粗脂肪、可溶性糖和类黄酮,提高了植物的抗冻和抗紫外线辐射的能力,是植物适应冰缘环境的物质基础,这些生理抗性物质在含量上的差异说明可溶性糖是增加冰缘植物抗冻性的关键物质.     

国外高山多年冻土研究概况

近年来,在区域冻土学研究领域中,除了以极地为中心的高纬度多年冻土、海底冻土和古冻土方面有了许多进展之外,有关高山多年冻土的研究引起了国内外许多学者的广泛兴趣,学术活动日趋频繁。1972、1974年藤井理行和埃佛斯(Ives)相继明确提出了高山多年冻土的概念。1976年苏联多年冻土研究所A.P.戈尔布诺夫(Gorbunov)在高加索召开的国际地理学会高海拔地区生态学讨论会上提出了高山多年冻土的分类,并于     

改进的非线性滤波方法在中高山地区的应用

中高山地区地形复杂,飞行高度较高,航磁测量获得的磁异常强度相对弱小.为了更有效地利用高精度航空磁法测量得到的磁异常信息,在充分论证中高山区弱磁异常存在的可靠性基础上,结合中高山地区特点,提出了改进的非线性滤波方法,并给出其实际应用效果.     

柴达木盆地西部卤水水化学特征与找钾研究

柴达木盆地自中生代末-新生代初以来,四周山体不断抬升,形成"高山深盆"的沉积环境,为盆地带来了大量盐类物质,再加上晚第三纪干旱封闭的气候环境,使其西部沉积了广阔而厚层的盐岩.在对柴达木盆地西部第三系、第四系地层出露盐矿点实地考察的过程中,采集、分析了22件水样品的水化学组成,通过K+含量及一些水化学系数变化特征的研究,查明了卤水的水化学类型主要为氯化物型和硫酸镁亚型,其成因基本属溶滤岩盐卤水、深部循环水以及二者的混合水体,Br-、B3+、Sr2+、Li+等微量离子含量较高,区域差异性较大,出现显著水化学系数异常;相比之下,柴达木盆地西部南翼山坳陷Br-、B3、Sr2+、Li+含量值明显高于昆特依、察汗斯拉图、油砂山、开特米里克、油泉子、油墩子等坳陷区.Br×103/Cl、K×103/Cl等具找钾意义的水化学系数比其他地区高1～2倍,Br-、K+出现相对的富积,推测该坳陷成盐原始卤水曾浓缩达到较高析盐阶段或可能有大量深部富钾水体的补给,可作为寻找钾盐矿(富钾卤水)重点区域之一.     

43～17ka川东北石笋234U/238U变化及其意义初探

铀(U)是自然界中最重的天然元素.U的价态随氧化-还原条件的变化而变化:在还原环境下多形成难溶于水的+4价铀离子沉淀[2]而在氧化环境中多形成易溶于水的+6价铀酰离子[UO2]2+随溶液迁移[2],并易与碳酸根离子(CO32-)、磷酸根离子(PO43-)和氟离子(F-)形成络合离子[1].岩溶地下水由于具有较高的CO2分压(pCO2)和pH值,铀酰离子主要以碳酸根离子络合态的形式存在[2.3].在表生环境下,土壤氧化还原状态(Eh)与土壤水分含量密切相关,水分含量降低有利于氧化环境形成和土壤Eh上升,因而有利于U的迁移.     

高山一带寿山石的主矿物研究

应用化学分析、X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、差热热重等分析手段对高山寿山石进行了主矿物的研究.X射线衍射分析表明,高山石的主要矿物成分是迪开石,其主要衍射峰为0.412 4 nm、0.379 9 nm和0.232 6 nm,测得其结晶度指数介于1.29～1.4,分析认为高山石为结晶度中等的有序迪开石.红外光谱图中,高山石的高频区出现3 696.39 cm-1,3 652 cm-1和3 620.35 cm-1的吸收峰,是典型的迪开石羟基吸收带分裂形成的3个吸收峰.差热热重实验分析也证实了高山寿山石的主矿物种属.另外,扫描电镜观察显示高山寿山石以细鳞片状和假六方板状为主.     

青海柴达木盆地林线附近祁连圆柏叶片功能性状的变化特征

林线作为高山系统中郁闭林与无林高山植被带间特殊的生态过渡带, 对全球气候变化极为敏感. 柴达木盆地林线附近的祁连圆柏作为青藏高原东北部高山生态系统中海拔分布最高的单一优势树种, 是研究林线植物响应气候变化的理想材料. 为明确祁连圆柏重要叶片功能性状对林线附近环境变化的响应模式, 分别测定了东、西两个坡向上林线附近(郁闭林、林线和树线)祁连圆柏的叶片干物质含量(LDMC)、单位面积的叶片重量(LMA)、叶片碳稳定同位素(δ¹³C)、叶片单位重量的碳氮含量(C_mass, N_mass)、碳氮比(C/N)、叶片自由水含量(FW)和叶片自由水与束缚水比(FW/BW). 结果显示:LMA、δ¹³C和C_mass在林线附近无显著变化, 但林线和树线的N_mass、FW及FW/BW显著高于郁闭林, 而LDMC和C/N则相反; 在不同坡向上, 西坡LMA显著高于东坡. 此外, FW与LDMC、N_mass显著正相关, 而FW与FW/BW、LMA与C_mass以及N_mass与C/N显著负相关. 以上结果表明, 祁连圆柏作为我国西北高山生态系统中耐旱、耐寒的树种在林线附近并未受到明显的水分胁迫, 其可能主要通过提高叶片自由水含量、光合能力、含氮渗透调节物含量等策略来适应林线附近的恶劣生境, 以保证自身的正常生长发育.     

多年冻土区活动层土壤水分对不同高寒生态系统的响应

土地覆被变化对土壤水分的影响是生态水文学和流域水文学研究的关键问题,基于长江源典型多年冻土区不同高寒草地土壤水分的观测,结合降水、生物量（包括地上和地下）和土壤理化性质,研究了活动层土壤水分变化对不同高寒生态系统的响应. 结果表明：高寒草甸生物量、土壤养分含量均比高寒草原高,且对降水响应更为强烈,致使高寒草甸土壤水分变异性弱于高寒草原. 在土壤完全融化阶段,高寒草甸土壤活动层存在一个低含水层（50 cm左右）和两个相对高含水层（20 cm和120 cm）,但高寒草原土壤水分在活动层剖面上有随深度逐渐增大的一致性趋势;在秋季冻结过程中,高寒草甸土冻结起始日滞后于高寒草原土3~15 d;在春季融化阶段,高寒草原土更高的含冰量需要更多的融化潜热. 此外,表层土壤中（0~20 cm）,高寒草甸土比高寒草原土有更大的持水特性,而在活动层中下部则呈现完全相反的结果,不同高寒生态系统的演替改变了土壤的水热迁移过程.     

青藏高原多年冻土区活动层土壤入渗特征及机理分析

青藏高原多年冻土区活动层土壤的入渗规律研究是高寒区土壤水循环过程研究的主要内容。以青藏高原多年冻土区高寒沼泽草甸、高寒草甸和高寒草原的活动层土壤为研究对象,裸地为参照对象,分析了不同植被类型土壤的入渗规律及其主要影响因子。结果表明：不同植被类型土壤的入渗能力排序为高寒草原>裸地>高寒草甸>高寒沼泽草甸。高寒草甸土壤中致密的根系对土壤水分的运移具有强烈的阻滞作用,降低了土壤的入渗性能,而高寒草原土壤层根系较为稀疏,对土壤入渗的阻滞作用较弱,土壤水分向深层的渗漏速率较大。通过对比4种土壤入渗模型的模拟结果,发现Horton模型更适用于描述高寒草地土壤水分的入渗过程。另外,不同入渗模型对裸地入渗过程的模拟均优于其他植被类型草地,说明植被类型及植物的生长状况影响土壤入渗过程的模拟效果。全球变暖条件下,多年冻土区土壤入渗研究将为青藏高原多年冻土区陆地水文过程模型提供参数支持,为未来水资源变化研究提供基础数据。     

青藏高原不同高寒生态系统类型下多年冻土活动层水热过程差异研究

基于青藏高原北麓河地区高寒草原、高寒沼泽草甸和高寒草甸生态系统下多年冻土活动层水热过程的监测数据,对活动层水热过程特征开展了相关研究。研究结果显示,在活动层厚度、冻融时间、持续时间以及活动层土壤水分含水量分布方面,不同的高寒生态系统下活动层的上述属性特征差异明显。高寒草原下多年冻土活动层厚度最大,土体开始融化的时间最早,每年持续融化的日数也最长;高寒草甸最小,高寒沼泽草甸居中。高寒草原下活动层土壤含水率从上到下逐渐增加,水分基本集中在活动层的中下部分;高寒沼泽草甸下活动层土壤水分的分布情况相对比较均衡;高寒草甸下活动层土壤含水率分布呈现从上到下逐步减少的模式,越靠近地表土壤含水率越大。对监测数据的进一步分析发现,不同的高寒生态系统下,近地表地温与气温温差累计值、近地表土壤有机质含量、n因子特征以及近地表地温标准差统计特征都具有明显的区别。研究分析表明,多年冻土活动层水热过程特征与高寒生态系统类型具有明显的关联性,高寒生态系统会影响近地表能量通量,从而使地-气热量交换产生差异,这一差异又将改变活动层土壤温度、水分分布特征及其动力学过程。     

黑河上游高寒山区集水面积阈值确定方法探讨

针对我国高寒山区河流的最佳集水面积阈值确定的问题, 选取黑河上游山区为研究区, 利用SWAT(soil and water assessment tool)模型的流域离散模块(watershed delineator)基于DEM提取河网, 探讨河网总长度与集水面积阈值关系曲线法和适度指数法在高寒山区的适用性. 结果表明: 两种方法所对应的最佳集水面积阈值相差较大, 所提取的河网难以反映河流真实情况, 效果较差, 主要原因是上述方法仅考虑流域面积、地形和几何特征的影响, 缺乏对降水和其他下垫面因子的综合考虑. 相较而言, 利用蓝线河网推求最佳集水面积的适度指数法的效果较好. 在高寒山区进行河网提取时, 应综合考虑影响河网发育的各个因素, 在流域分区的基础上, 通过不同集水面积阈值实验, 获取更高精度的数字河网, 改善分布式水文模型的空间离散效果.     

Interaction of various flow systems in small alpine catchments: conceptual model of the upper Gurk Valley aquifer,Carinthia, Austria

Small alpine valleys usually show a heterogeneous hydraulic situation. Recurring landslides create temporal barriers for the surface runoff. As a result of these postglacial processes, temporal lakes form, and thus lacustrine fine-grained sedimentation intercalates with alluvial coarse-grained layers. A sequence of alluvial sediments (confined and thus well protected aquifers) and lacustrine sediments (aquitards) is characteristic for such an environment. The hydrogeological situation of fractured hard-rock aquifers in the framing mountain ranges is characterized by superficially high hydraulic conductivities as the result of tectonic processes, deglaciation and postglacial weathering. Fracture permeability and high hydraulic gradients in small-scaled alpine catchments result in the interaction of various flow systems in various kinds of aquifers. Spatial restrictions and conflicts between the current land use and the requirements of drinking-water protection represent a special challenge for water resource management in usually densely populated small alpine valleys. The presented case study describes hydrogeological investigations within the small alpine valley of the upper Gurktal (Upper Carinthia, Austria) and the adjacent Höllenberg Massif (1,772 m above sea level). Hydrogeological mapping, drilling, and hydrochemical and stable isotope analyses of springs and groundwater were conducted to identify a sustainable drinking-water supply for approximately 1,500 inhabitants. The results contribute to a conceptual hydrogeological model with three interacting flow systems. The local and the intermediate flow systems are assigned to the catchment of the Höllenberg Massif, whereas the regional flow system refers to the bordering Gurktal Alps to the north and provides an appropriate drinking water reservoir.     

青藏高原高寒草甸土壤水分运移机制

查明青藏高原高寒草甸区土壤水分运移机制,对正确理解土壤水分迁移过程、提高高寒草甸重建效率具有重要指导意义。通过开展土壤剖面负压、地温观测等原位试验,结合气象资料,对土壤剖面地温、含水率及总水头特征进行分析。结果表明,土壤的冻结期起始于10月,解冻期起始于4月;地温最高值出现在植物生长旺盛期8月,最低值出现在1月;1～3月土壤水分呈固态,6～10月土壤水分呈液态,处于稳定变化阶段,4～5月、11～12月土壤水分呈固液转化态,含水率变化幅度较大,处于过渡阶段。随着气温升高及降水量增加,6～8月水热同季有利于高寒草甸生长,属于高寒草甸主要生长阶段;春季土层由表及深土壤解冻,冻土层滞水性能保障了返青期春旱牧草生长的水分需求;深秋季节的由表及深的土壤冻结,深层土壤水分随水汽发生的表聚作用保障了牧草生长的水分需求,也是高原生态系统能够维持稳定的原因之一。     

融水径流分割研究回顾及展望

全球气候变暖引起雪冰（积雪/冰川）消融、冻土退化,融水径流量显著增加。不同融水径流分割方法可以量化河流径流的融水比例,反映高寒区雪冰变化及其对气候变暖的响应。评述了不同径流分割方法的原理及其优缺点,并着重介绍了同位素/化学径流分割的计算方法及示踪剂选择。对比分析各研究流域融水径流分割结果,详细讨论影响融水径流变化的主要因素。针对同位素径流分割方法的理想化假设,提出了量化不确定性的的拓展研究。最后,阐述了随着高频采样技术的完善,同位素径流分割研究的发展前景。     

The relationship of vegetation and soil differentiation during the formation of black-soil-type degraded meadows in the headwater of the Qinghai-Tibetan Plateau, China

In alpine meadow ecosystems, considerable spatial heterogeneity in forb-dominant vegetation exists as a result of severe grassland degeneration; however, there is limited quantitative information on the vegetative differences between degenerated and pristine grasslands. Therefore, a field study, which seeks to identify the edaphic factors driving the variation in plant composition and distribution, was conducted in a severely degraded alpine meadow located in the Qinghai-Tibetan Plateau, NW China. Five meadows, an original meadow and four degraded meadows, were used to determine the differentiation and relationships between the vegetation and soil of degraded alpine meadows. The dominated species of these degraded meadows are Ligularia virgaurea–Artemisia gmelinii (LA), Oxytropis ochrocephala–Leontopodium nanum (OL), Aconitum pendulum–Potentilla anserina (AP) and Stellera chamaejasme–Artemisia nanschanica (SA), respectively. The results indicate that vegetation cover, grass biomass, species number and diversity indices clearly decrease from the original to the degraded meadow. Soil water, clay and nutrient content are also reduced with grassland degradation in surface and subsoil layers. The joint study of floristic and edaphic variables confirms that the soil features, especially the bulk density, sand content, pH, salinity, N and K, mainly determine the establishment of vegetation in the severely degraded fields of this study. These results may be useful for alpine grassland ecosystem restoration and management.     

多年冻土区高寒草甸根系分布与活动层温度变化特征的关系

多年冻土区植物根系的地下分布格局是其适应高寒、反复冻融作用等特殊环境条件的重要体现.针对目前青藏高原高寒植物根系研究不足的现状,对青藏铁路沿线高寒草甸植物群落根系的分布特征及多年冻土活动层地温变化等进行调查观测.研究高寒植物群落根系在活动层土壤中的垂直分布特征,重点探讨多年冻土活动层温度变化对于高寒植物根系分布和格局的影响,揭示植物根系对冻土环境变化的响应特征及其对逆境条件的适应策略.研究结果表明:活动层季节性冻融对于高寒植物和地下根系分布格局具有深刻的影响,多年冻土表层最先具备适宜根系生长的温度和水分条件,导致高寒草甸根系分布浅层化,生物量大量累积在土壤表层,并随深度增加而减少.高寒草甸地下平均总根量为3.38 kg·m^-2,0~10 cm土层根量密度平均为21.41 kg·m^-3,约占地下根系总量的63.4%.高寒草甸植物群落具极高的根茎比,活动层长期的低温环境增加了根系的干物质总量和高寒植物总的生物产量.活动层0℃以上积温是根系分布的主要影响因子.