长江源区典型高寒沼泽草甸地表能量平衡特征及其影响因素

广泛分布的草地是长江源区水源涵养的重要生态系统之一。在气候变暖的背景下,高寒草地生态系统的空间分布格局发生了深刻的变化,高寒沼泽草甸显著退化,正面临着逐步消失的风险,并且目前对于高寒沼泽草甸能量平衡过程及其演化过程的观测不足,难以支撑进一步的机理研究。通过开展高寒沼泽草甸地区的能量平衡观测研究,深入理解高寒沼泽草甸能量平衡和水量平衡过程特征并分析影响因素和驱动力,能够为沼泽草甸的保护和修复提供数据基础和理论支撑。本研究基于长江源区布曲冬克玛底河流域典型高寒沼泽草甸2020年涡动相关设备测量所获取的连续、高质量的能量平衡观测数据,探究了当地能量平衡特征及其影响因素。研究发现：冬克玛底流域的气候特征呈现夏秋季温润、冬春季冷干的季节特征,下垫面土壤存在长时间的饱和状态以及明显的冻融循环过程。独特的气候及下垫面条件使高寒沼泽草甸具有独特的能量平衡特征,表现在净辐射主要被感热和潜热所消耗,分别达到全年的46.1%和55.6%,仅有1.7%转化为土壤热通量。净辐射在夏秋季主要转化为潜热,冬春季主要转化为感热,潜热通量相较于其他高寒草甸类型占比更大且更集中在夏秋季,高寒沼泽草甸年总潜热占比可达有效辐...     

三江源区蒸散量的时空分布特征

三江源地区位于青海南部,是中国三大主要河流长江、黄河和澜沧江的源头汇水区,是中国海拔最高的天然湿地和面积最大的自然保护区。三江源地区生态环境脆弱,评估地下水蒸散量对该地区水循环和水资源量评价有重要作用,对生态环境保护也具有一定意义。基于中等分辨率的MODIS数据,利用表面能量平衡系统对三江源地区2001—2017年的区域蒸散量进行估算,并采用Sen+Mann-Kendall法分析其连续时间序列内的时空变化趋势,讨论其影响因素。结果表明:研究区蒸散量从2001年到2017年总体呈增长趋势;三个源区多年年平均蒸散量值表现为澜沧江源>黄河源>长江源的变化规律;三江源区超过62.62%的地区蒸散量变化呈显著增长趋势,轻微显著增长地区占28.03%,显著减小地区占比极少;蒸散量的变化主要受气候影响,与气温、降水量呈明显正相关关系,其确定系数分别为0.80、0.89;蒸散量与植被指数及土壤湿度也均呈明显正相关关系。     

长江源区径流年内分配时程变化规律分析

在气候变化和人类活动的影响下,河川径流的年内分配特征也发生变化,直接影响人类开发利用和生态环境建设.根据长江源区1956-2000年河流月径流资料,分析了年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度、集中期、变化幅度等特性.结果表明:长江源径流年内分配特征在1960年前后与1988年前后径流年内分配较为相近,1970—1976年与1993年以后径流年内分配较为相近.沱沱河站径流年内分配的不均匀性、集中度以及相对变化幅度都高于直门达站.     

长江源区典型流域冻土温湿度变化特征及其影响因素分析

利用长江源区典型流域观测数据,对冻土温度和湿度进行分析,结果表明土壤温湿度随埋深表现出不同的变化特征.浅层土温对气温响应快,时间上有明显昼夜变化,空间上向下传导有一定的滞后效应,垂向传导速率为3～4h/10cm;深层土温与气温相关性较弱.气温对土壤湿度的影响主要在于土温变化影响冻土冻融过程,在冻融期土壤湿度变化迅速.降...     

长江源区新构造运动特征分析

基于笔者在长江源区野外调查所取得的大量实际资料,结合前人研究成果,运用构造解析法,分析了长江源区新构造运动的特征,认为长江源区第四纪以来的构造运动十分强烈,新构造运动除以整体性、差异性和阶段性隆升的垂直运动外,还表现出以地壳缩短-推覆褶皱和断裂-块体走向滑动为主的水平运动,运动过程既表现出继承性复活,又有一定的改造性和新生性,新构造运动塑造了长江源区的地貌-水系格局。     

龙子祠泉域不同下垫面陆面蒸散量的对比研究

龙子祠泉域是北方著名的岩溶大泉,目前泉流量衰减严重,评估泉域内涵养水源林工程对岩溶水增补效果成为一项重要研究课题。本文利用NOAA/AVHRR遥感数据,运用地表能量平衡系统（SEBS）模型并结合临汾气象站的实际观测数据(气温、气压、相对湿度和风速),反演了龙子祠泉域2014年4-10月的日均蒸散量和月均蒸散量,通过GIS的空间叠加对比分析了不同岩性和不同植被覆盖率条件下的陆面蒸散量特征。结果表明:碳酸盐岩地区陆面蒸散量与植被覆盖率之间呈正相关关系,而碎屑岩地区中等植被覆盖率的陆面蒸散量最低,在整体上碎屑岩地区的陆面蒸散量要高于碳酸盐岩地区。仅从陆面蒸散量的角度考虑,在碎屑岩地区保持中等的植被覆盖率将有利于增加岩溶水的入渗补给量,而在碳酸盐岩地区开展植树造林将提高陆面蒸散量,不利于降水入渗补给。      

黄河上游流域蒸散量及其影响因子研究

利用彭曼公式计算了80年代以来黄河上游流域蒸散量,分析了该地区蒸散量、日照时数、气温、空气饱和差等气候因子的变化趋势,着重研究了诸因子对蒸散量的影响。研究发现,黄河上游流域蒸散量呈逐年增大趋势,并以每年3.25 mm的速度递增;而作为主要影响因子的日照时数则以每年3.6小时的速度增加;气温同样表现出逐年升高的趋势,其气候倾向率为0.4℃/10 a;空气饱和差也以每年0.02 hPa的速度递增。因此,可以认为,黄河上游流域日照时数、气温及饱和差的增加,加剧了草地蒸散量的增大,而蒸散量的增大和降水量的减少则直接影响到了黄河上游流量的减少和草地荒漠化的蔓延。     

陆面蒸散量观测方法比较分析及其影响因素研究

陆面蒸散是陆面水分平衡的主要分量,也是地球系统水分消耗的主要途径,但陆面蒸散量测量技术一直没有得到很好地解决.利用LOPEX试验区内陇中黄土高原定西陆面过程综合观测站的历史观测资料,在参考对照蒸发皿观测的水面蒸发量的基础上,对蒸渗计法、涡动相关法、彭曼方法等3种方法观测的陆面蒸散量的年变化特征进行了比较分析,发现各观测...     

长江源区径流量变化分析

利用1960~2012年长江源区直门达以上流域水文观测数据,采用Mann-Kendall法对径流量数据进行突变检验,并结合径流过程线共同判断突变年份,最终确定2008年为径流量变化的突变年份。以径流突变年份分割时间序列为1960~2008年和2009~2012年,得到累积径流量、累积降水量与年份线性关系式。沱沱河以上降水和非降水因素对径流量增大的贡献率分别为22.89%和77.11%;直门达以上分别为67.85%和32.15%。研究结果显示长江源区近年来径流量呈增加趋势。     

气候变化背景下长江源区径流变化特征及其成因分析

利用1960-2011年历年逐月长江上游通天河流域直门达水文站观测的流量资料、 长江源区气象台站观测资料以及NCEP/NCAR逐月再分析资料, 研究分析了长江源区径流变化特征及其气候归因. 结果表明: 2005年之前, 长江源区年及夏、 秋、 冬季的平均流量呈持续下降趋势, 2005年以后, 长江源区年及四季的平均流量均呈显著增加趋势. 其中, 以夏季平均流量的增幅最为明显, 年平均流量有4 a左右及12 a左右的变化周期. 高原夏季风、 长江源区夏季7、 8月地面感热、 流域降水量、 蒸发量、 气温及冰川和积雪融水均对长江源区流量变化有明显影响. 2005年以后, 长江源区年及四季的降水量呈明显的增加趋势, 而蒸发量呈明显的减少趋势. 同时, 温度急剧上升导致的冰川和积雪融水增多, 是2005年以来长江源区流量急剧增加的重要原因.     

长江源区冰川对气候变化的响应

长江源区是青藏高原冰川分布集中的地区之一,冰川总面积达1276.02km².研究表明,该区属于青藏高原升温幅度最大的地区之一,到2050年气温将比1961—1990年平均气温高出2.3~2.7℃,降水增加1%~33%.基于冰川编目资料,采用有关对长江源区未来50a内的气温和降水预测数据,应用冰川系统对气候响应的模型,对该区未来50a内冰川变化趋势进行预测.结果表明:到2010年、2030年、2050年该区冰川面积平均将减少3.2%、6.9%和11.6%;冰川径流平均将增加20.4%、26%和28.5%;零平衡线上升值为14m、30m和50m左右.最后,针对气候变化的不确定性,对预测结果的不确定性进行了探讨.     

长江源区小冬克玛底冰川区积雪消融特征及对气候的响应

2005年使用花杆法在小冬克玛底冰川上进行了两轮积雪融化观测,结果显示:6月中、下旬,冰川区积雪消融基本与气温同步变化,但到7月上旬积雪消融发生了变化:其融化时间提前了2 h,在12:00融化量就达到一定高度;融化量大,日平均融化量较6月中下旬大0.71 mm水当量;最大积雪融化量出现时间滞后于气温最高时间约2 h,于18:00达到最大值.雪坑雪层剖面真实记录了积雪积累与融化过程中的雪层变化.积雪融化除受温度影响之外,还与风速等其它因素有密切关系.温度越高,融化量越大;风速与积雪融化量的关系相对复杂.积雪融化量只与1.5 m高度风速有关.在2h尺度上,近地面风速大,积雪融化量也大;在日尺度上,风速与积雪融化量的关系较好,但在两个观测时段表现出不同的相关关系.研究区积雪量很少,受昼夜气温变化与下垫面状况的影响,积雪融水几乎不产生径流,对河川径流的影响程度极小.     

长江源各拉丹冬地区晚二叠世乌丽群的腕足类生物组合

在长江源区各拉丹冬一带晚二叠世地层中建立了2个腕足类生物组合,下部为Spinomarginifera cf.kueichowensis-Tschernyschewia cf.sinensis-Tyloplecta cf.yangtzeensis组合,见于乌丽群下部的那益雄组;上部为Leptodus nobilis-Perigeyerella costellata-Enteletes subequivalis组合,见于乌丽群上部的拉卜查日组.两个组合生物群属于特提斯动物群,均可与华南地区同期地层中的生物群相对比.     

长江源区新生代火山岩的系列及成因

长江源区的新生代火山岩系包括高钾钙碱性系列和钾玄岩系列.高钾钙碱性火山岩形成于始新世, 钾玄岩系列火山岩形成于中、上新世.总体而言, 该区火山岩富碱高钾, 富集大离子亲石元素, 稀土元素含量高且轻稀土相对富集.相对而言, 高钾钙碱性火山岩富集SiO₂、Al₂O₃, 无负Eu异常, 属于壳源岩浆系列, 其原始岩浆由加厚陆壳的榴辉岩质下地壳经部分熔融产生.钾玄岩系列火山岩富集K₂ O、TiO₂、P₂ O₅、MgO、FeO, ∑REE、HFSE、I_Sr值均较高, 弱负Eu异常, 属于幔源岩浆系列, 其原始岩浆由EMⅡ型富集地幔的部分熔融生成.2个系列的火山岩均是大陆碰撞造山后期岩浆作用的产物.始新世以来, 随着该区由碰撞、挤压作用发展到出现走滑, 应力环境由挤压转变为张性, 导致依次喷发高钾钙碱性火山岩和钾玄岩系列火山岩.      

长江源及其周边地区蒸发量特征及变化趋势研究

通过对长江源及其周边地区沱沱河等10处气象、水文站自建站至2000年蒸发量资料的分析，揭示了长江源及其周边地区蒸发量的特征值及蒸发年内年际变化规律，分析了该地区蒸发量的变化趋势。     

基于水化学特征的长江源区生态水文学研究进展

气候变暖背景下,冰雪、冻土剧烈消融引起的寒区径流成分改变对流域径流演变规律及水循环机制产生了深刻影响。对长江源区各水体水化学特征及其生态水文学研究进行归纳总结,主要进展包括：长江源区的大气降水的水汽来源主要受西风环流和季风环流的控制。冰雪融水的水化学特征受到消融强度、消融持续时间和新雪融水的影响,同时在冰雪融水、积雪以及冰川融水之间可能存在化学离子的交换。冻土层上水受到降水、冰雪融水、地下冰融水等的混合补给,造成水化学特征变化的随机波动。海拔在4 500 m的地区是冻土层上水水化学特征对研究区离子控制源较为敏感的区域。随着海拔高度的增加,降雨直接补给对河水中化学离子的稀释作用逐渐减弱,同时,海拔从4 500 m到5 000 m的降水对河水中离子浓度的稀释效果最大,而在海拔5 000 m以上河水主要受冰雪融水的补给,降水和消融期的变化对河水水化学的影响很小。研究结果为更系统地认知寒区下垫面变化所引起的水文效应提供科学依据,为流域水资源的合理开发利用提供决策依据。     

长江源区新生代火山岩的年代学研究

长江源区的火山岩包含了青藏高原北部新生代火山岩形成及演化的全部信息，其年代学研究对查明青藏高原北部新生代火山活动时空演化具有重要意义。通过K—Ar同位素年代学研究，将长江源区新生代的火山活动划分为3期：第Ⅰ期(40．1-35．1Ma)火山喷发较弱，形成小范围分布的细粒安粗岩和斑状粗面岩；第Ⅱ期(26．5～17．6Ma)火山喷溢最为强烈，形成大面积厚层黑色气孔状安粗岩；第Ⅲ期(5．5-4．61Ma)由潜火山作用形成球粒状、斑状粗面岩岩丘。长江源区3个期次的火山喷发与青藏高原北部火山活动的阶段性相对应。长江源区新生代火山岩的演化特征为：从早到晚，岩石系列由高钾钙碱性系列→钾玄岩系列演化；岩性由安粗岩→粗面岩演化。