中国大气本底观测发展概述

中国早期的大气本底观测网建设起步于上世纪80年代初，并于10a后基本建成。目前，中国气象局、中国科学院在原有观测站的基础上各自建设和发展着自己下属的大气本底观测网络。全球大气观测网给出了一整套开展大气本底观测的技术标准，各国均予以严格遵循。20多年来，中国大气本底观测工作在基础数据积累以及观测标准制定等方面取得了较大进展，与此相关的科学研究也取得了长足进步。最后对中国大气本底观测发展过程中存在的一些问题进行了探讨。     

贡嘎山高山生态系统观测试验和研究进展

贡嘎山高山生态系统观测试验站于1987年正式建站。近20 a来,开展了水、土、气、生等多方面的长期监测与试验,并以环境变化下的亚高山森林生态研究为主线,以生态过程和水文过程为核心,对贡嘎山及其邻近地区的现代自然生态环境特征、森林生态系统结构与功能、冰冻圈演化与动态和第四纪以来的环境演变等展开了多学科研究,为推动我国山地科学和森林生态研究发展做出了重要贡献。在对近20 a来贡嘎山站的研究成果进行总结的基础上,提出了今后应重点加强研究的领域。     

阿克达拉大气本底站气流轨迹模拟研究

 利用1994—2002年NCEP再分析资料和HYSPLIT v4.7轨迹模式模拟了阿克达拉大气本底站的气团三维后向轨迹;采用簇分析方法对计算出的数千条后向轨迹进行了聚类归并,得到反映气流轨迹主要特征的数条轨迹;按垂直层次和季节分别作图,并进行分析。主要研究了该站近9 a来不同季节距地面100 m和1 000 m的近地面边界层气流轨迹的特征、各方向轨迹出现的频数及当地天气形势和地面天气系统与气流轨迹的关系;并且把该地的轨迹与地面观测和附近气象站的探空观测历史风向玫瑰图作了对比。揭示了该站气流轨迹的季节分布特征,天气系统的位置和移动路径以及大地形对轨迹的影响。结合该站周边城镇的分布和发展规模以及气团移动的轨迹,分析对阿克达拉大气本底站的可能影响,为建立区域大气本底站提供科学的选址依据;为今后在该站开展进一步的研究提供近地层大气气团移动方向和速度背景参考资料;同时,通过实例把轨迹模式模拟方法予以简介,希望其在气体污染物和沙尘的溯源与追踪研究以及对空气污染敏感设施站址的选择、具有污染排放源设施建设的环境评价中得到应用。     

湿地生态系统观测进展与展望

作为地球之肾的湿地,具有重要的生态环境与社会服务功能。湿地生态系统观测是获取湿地生态系统以及环境信息的重要手段,其观测结果是对湿地生态系统的变化做出科学预测和制定合理保护措施的重要依据。湿地生态系统的观测始于16世纪对湿地的利用,至20世纪70年代得到了较大的发展,全球生态系统监测网络的建立为湿地生态系统观测提供了良好的平台。不同地区湿地观测的水平、具体内容及指标不同,北美及地中海地区湿地观测水平较高。通过对国内外湿地生态系统观测的历史、观测内容和指标进行研究,提出我国湿地生态系统观测要在观测网络的建立、指标体系完整性、先进技术和方法引用等方面进一步完善和补充。     

大气水汽氢氧同位素观测研究进展——理论基础、观测方法和模拟

大气水汽氢氧稳定同位素是认识大气环流和水循环的重要信息指标,本文从影响水汽稳定同位素含量的物理过程入手,即源区蒸发、传输及凝结等方面,系统介绍了影响水汽氢氧稳定同位素的平衡分馏和动力分馏的理论基础;回顾了传统观测方法、近期发展的激光光谱仪及卫星遥感红外光谱仪等大气水汽同位素观测新手段,重点分析了光谱仪及遥感观测方法的优势及应用,表明实时观测和遥感监测成为目前水汽同位素研究的主要手段;总结了目前大气水汽同位素观测研究在同位素基础理论、地表过程等方面的主要进展,汇总分析了大气水汽同位素环流模型的发展和应用,表明同位素环流模型在全球及区域气候过程、古气候恢复以及环境信息重建方面具有独特的优势,将会成为今后气候系统研究的新方法;最后提出水汽同位素研究的新焦点即高时空分辨率的实时观测、氢氧同位素的新指标如过量17O以及同位素气候模型的发展完善及应用。     

夏季西南极探空观测以及南极大陆大气垂直结构特征分析

利用第33次中国南极科学考察期间获取的中国长城站和智利Feri站以及夏季南极大陆沿岸8个世界气象组织(WMO)基准站探空资料对南极地区的大气垂直结构进行了分析,并结合NCEP和ERA-Interim再分析数据,对南极高纬度大气的表现能力进行了评估。研究发现长城站附近对流层顶的平均高度为9km,对应的温度和平均风速分别为–50℃、21m·s~(-1);对流层中部大气垂直温度递减率为–6.34℃·km~(-1);边界层平均高度为600 m,平均风速为10 m·s~(-1)。当长城站东侧存在气旋或者受极地高压控制时,对流层顶高度较低,大气垂直递减率偏小;相反当长城站西侧受气旋影响时,对流层顶高度偏高,大气垂直递减率偏大。夏季东南极沿岸对流层顶高度普遍高于西部,南极点对流层顶最低,可能与绕极气旋的生消源地存在密切的联系。在对流层顶高度、探空要素的垂直分布特征评估等方面, NCEP再分析数据比ERA-Interim再分析数据更接近观测数据真实值。     

贡嘎山旅游开发对环境的影响

分析了贡嘎山地区旅游开发对当地社会经济环境和生态环境带来的影响。虽然发展旅游业带动了贡嘎山地区经济的增长,但是粗放的旅游开发方式已对原本脆弱的生态环境造成了严重的污染和破坏,影响了旅游业的可持续发展,最后对如何处理好合理开发旅游资源与保护生态环境之间的关系提出了一些对策。     

塔里木盆地大气降尘初步观测研究

塔里木盆地降尘量分布规律是，塔南明显高于塔北，以昆仑山北麓平原区的民丰至策勒一带为最高，达１１２７．５ｔ．ｋｍ＾－＾２．ａ＾－＾１（策勒，１９９０）。以地区划分降尘量大小，其排列顺序依次为：和田地区，喀什地区，巴音郭楞蒙古族自治州，阿克苏地区。大气降尘订要集中在春，夏两季，，占全年降尘量的７６％，而秋，冬两季仅占２４％，降尘量最高月份为７－８月，最低月份为１２－１月。比较戈壁与绿洲是大气沙尘的一个     

贡嘎山极高山区的降水分布特征探讨

从贡嘎山东坡的河川径流观测数据，根据径流形成原理反推高海拔地带的降水变化趋势，发现海拔＞３６００ｍ的地区降水仍在增长．利用径流、蒸发和冰雪消融资料算出极高山区降水的垂直梯度值１９—６６ｍｍ／ｈｍ，其结果与较低位置相邻雨量站观测值（７４ｍｍ／ｈｍ）相吻合．通过降水与气温的垂直梯度变化规律，还可以掌握高山无人带的雨雪变化动态，这对于阐明林线附近的水分特征，研究冰川物质的来源具有重要的参考价值．     

贡嘎山东坡亚高山森林区蒸散力的估算

以海螺沟 30 0 0m气象站的观测资料为基础 ,运用Penman公式法　空气饱和差法和桑斯维特公式法 ,计算了贡嘎山东坡亚高山林林的年平均蒸散力 ,其结果为分别为 431 81mm、171 4mm和 44 6 4mm。通过分析蒸散力的影响因素 ,对这三种计算蒸散力的方法作了比较 ,对计算结果存在的差异作了比较合理的解释 ,认为用Penman公式法可以估计出本研究区的蒸散力。同时 ,对蒸散力及其影响因自进行了相关分析 ,指出湿度和风不是速制约研究区蒸散力的主导因子 ,并分析了蒸散力与水面蒸发的关系 ,由此推导出估算蒸散力的简便方程 :PE =6 6 77 0 6 91E60 1 0 75 1ITm 0 0 396Pm。     

The carbon accumulation and dissipation features of sub—alpine woodland in Mt.Gongga

Based on biomass investigations,soil respiration and plant photosynthesis measurement of dominant trees in Hailuogou valley of Mt.Gongga,Southwest China,the carbon(C) storage,absorption and release for several typical woodlands in sub-alpine zones have been discussed.For Abies fahri forest of 3,000 m above sea level,the Cstorage amount is 177.4t/ha for above-ground biomass and 143.2 t/ha for soil below-ground biomass. The annual gross C fixed by vegetation photosynthesis is 20-24 t/ha. The C release by canopy respiration is 3.0-5.5 t/ha for arbors and 10-19 t/ha for surface soil and roots.The annual net C fixed of forest ecosystem is about 6.0-7.1 t/ha.At lower elevations,the amount of C released by woodlands is higher than that of woods at higher elevations.The C fixed capacity of renewed forest with middle-aged trees is higher than that of mature forest.Before becoming over-matured forest,woodland is an important sink of C whereas bareland in woods is the source of atmospheric C.     

贡嘎山亚高山林地碳的积累与耗散特征

根据贡嘎山海螺沟内5种主要林地上的生物量调查、土壤呼吸和光合作用测定,研究亚高山地区典型林带上C的存贮、吸收和排放关系。对于海拔3000 m附近的峨眉冷杉林,其地上和地下C贮量分别为177.4 t/hm²和143.2 t/hm²,森林光合作用吸收的C量在22～24 t/hm²·a之间,通过呼吸释放C量为3～5.5 t/hm²·a (乔木冠层) 和10～19 t/hm²·a (地面土壤及根系),年光合作用净固定的C为7.05 t/hm²。低海拔处生态系统C的呼吸量较大,100a以内的中幼龄树木固C能力高于成熟林的固C作用。林地在成为过熟林之前主要还是C的汇,林间裸地是大气的C源。     

青藏高原东南缘贡嘎山东坡亚高山土壤的土相

根据土相学定义，提出了包括研究内容、方法和分类命名等的土相学研究具体方案。并以贡嘎山东坡亚高山为例，对该地从海拔l820m～3650m的垂直地带土壤的土相，进行了实例研究。分析了典型土壤的土貌、土型和土壤微形态等土相要素和土相的特征；提出了各要素和土相的具体分类系统和命名方法。研究结果表明，土相可系统、完整地表述宏观、中观和微观各层次的土壤形态特征。既继承了土壤学研究的传统理论，又充分吸收了土壤学最新理论研究成果；既有扎实的理论基础，又有可操作性。在理论和实际应用上都有重要意义。     

贡嘎山亚高山林地碳的累积和消散

Based on biomass investigations, soil respiration and plant photosynthesis measurement ofdominant trees in Hailuogou valley of Mt. Gongga, Southwest China, the carbon (C) storage,absorption and release for several typical woodlands in sub-alpine zones have been discussed. ForAbies fabri forest of 3,000 m above sea level, the C storage amount is 177.4 t/ha for above-groundbiomass and 143.2 t/ha for soil below-ground biomass. The annual gross C fixed by vegetationphotosynthesis is 20-24 t/ha. The C release by canopy respiration is 3.0-5.5 t/ha for arbors and 10-19t/ha for surface soil and roots. The annual net C fixed of forest ecosystem is about 6.0-7.1 t/ha. Atlower elevations, the amount of C released by woodlands is higher than that of woods at higherelevations. The C fixed capacity of renewed forest with middle-aged trees is higher than that of matureforest. Before becoming over-matured forest, woodland is an important sink of C whereas bareland inwoods is the source of atmospheric C.     

The carbon accumulation and dissipation features of sub-alpine woodland in Mt. Gongga

Based on biomass investigations, soil respiration and plant photosynthesis measurement of dominant trees in Hailuogou valley of Mt. Gongga, Southwest China, the carbon (C) storage, absorption and release for several typical woodlands in sub-alpine zones have been discussed. For Abies fabri forest of 3,000 m above sea level, the C storage amount is 177.4 t/ha for above-ground biomass and 143.2 t/ha for soil below-ground biomass. The annual gross C fixed by vegetation photosynthesis is 20-24 t/ha. The C release by canopy respiration is 3.0-5.5 t/ha for arbors and 10-19 t/ha for surface soil and roots. The annual net C fixed of forest ecosystem is about 6.0-7.1 t/ha. At lower elevations, the amount of C released by woodlands is higher than that of woods at higher elevations. The C fixed capacity of renewed forest with middle-aged trees is higher than that of mature forest. Before becoming over-matured forest, woodland is an important sink of C whereas bareland in woods is the source of atmospheric C.     

贡嘎山地区泥石流形成的水热组合分析

贡嘎山位于青藏高原东缘、大雪山脉中南段,区域地形地貌复杂,气候多变,泥石流活动频繁。近年来,随着全球气候变暖,冰川的退缩,泥石流灾害日趋严重。对近40 a来该区泥石流发生的年际、年内和暴发前夕的水热组合分析发现:湿热的水热组合最有利于泥石流的形成,泥石流类型不同,其水热组合也存在一定的差异。冰川泥石流暴发的年内降水变化曲线多呈双峰或多峰型,气温曲线一般呈单峰型,而冰雪雨水型泥石流暴发当月的气温和降水都比较高,气温和降水变化曲线一般都呈单峰型。     

贡嘎山东坡海螺沟的河川径流特征

对贡嘎山高山水文观测试验系统进行了简要介绍，并对海螺沟冰川河以及黄崩溜沟的径流特征进行了初步探讨。由于大气降水同是冰川河及黄崩溜沟径流的重要补给来源，故其径流量的季节变化明显带有大气降水过程的烙印，显得丰、枯分明。在冰川河，冰雪融水和地下水在枯水季节的稳定补给改变了大气降水对冰川河径流的年内分配过程；在黄崩溜沟，由于冰雪融水和地下水对其径流的补给非常有限，大气降水过程对其径流过程的影响便明显大过冰川河。     

贡嘎山东坡土壤有机质及氮素分布特征

对贡嘎山东坡自然垂直带土壤有机质和氮素的分布特征的研究表明,贡嘎山东坡表层土壤有机质和全氮含量随海拔升高有上升趋势,但在针阔混交林以上出现波动,在群落过渡带处出现显著峰值,气候和植被类型的综合作用决定了有机质和氮素的空间分布。土壤有机质和氮素在土壤剖面中的垂直分布趋势一致,凋落物层和土壤A层高于B、C层,这与动植物残体在土壤中的垂直分布格局类似。群落过渡带在腐殖质A层出现氮素累积峰。土壤碳氮比介于7~25之间,相对较低,利于土壤腐殖质化和有机氮矿化。碳氮比随海拔升高而升高,在土壤剖面中的分布随植被类型不同而有所差异。土壤中的氮素主要以有机氮的形式存在于土壤有机质中,土壤碳氮比与有机质含量显著相关。     

贡嘎山东坡亚高山森林系统植被光合作用——双裂蟹甲草（Cacalia davidii）净光合速率对生态因子的响应

以双裂蟹甲草(Cacaliadavidii)为材料，研究其净光合速率对生态因子的响应。结果表明，双裂蟹甲草净光合速率(P