中国青藏高原黄河源区冰缘地貌特征

黄河源区海拔3800—4200m以上均有片状多年冻土分布,寒冻剥蚀地貌、冻融地貌、冷生砂丘、埋藏冰及古冰缘现象都有分布。本文从地层学与冰缘现象之间的关系出发,划分了中更新世、晚更新世和近代(现代)三个冰缘期。     

冻胀作用对孢粉聚集速率测定的影响

孢粉聚集速率是描述孢粉产量的一个定量指标。多年冻土区孢粉聚集速率的确定受到冻胀作用的强烈影响。主要体现在两个方面:首先,野外测得的沉积物厚度是冻胀后的数值,显然偏大,因而影响到沉积物沉积速率的计算。其次,样品中分凝冰透镜体的存在,影响到孢粉样品体积的测定。由于孢粉聚集速率是一个包含沉积物沉积速率及孢粉样品体积的多变量函数,因而冻胀作用对孢粉聚集速率的测定产生显著影响。加拿大育空西南部一条冻土钻孔剖面的孢粉资料表明,冰分凝引起的冻胀作用是导致孢粉聚集速率误差的主要因素。     

黄河源区冰楔假型群的发育及其古气候意义*

在黄河源区两岸的第二级阶地砂砾层和基座中发现了两种不同形态的冰楔假型群。一种是发育在阶地砂砾石层的冰楔假型,其特点宽而浅,底部边界呈圆滑锅状,深约0.5~0.9m,宽0.8~1.4m;另一种是发育在第二级阶地基座的基岩中,以窄深倒三角状为特点,其底部尖锐,深约0.7~2.0m,宽为0.3~1.0m。前者形成于全新世中期(5.69±0.43kaB.P.,5.43±0.41kaB.P.),后者形成于末次冰期的冰消期(13.49±1.43kaB.P.)。另外,还在洪积的砂砾石层中发现了规模较大的冻融褶皱(宽3~4m),其时代晚于39.83±3.84kaB.P.,也是末次冰期的产物。根据冰楔假型的对比研究,在全新世的中期(约5.5kaB.P.前后)和冰消期,黄河源区的降温幅度达6~7℃。尤其值得注意的是全新世中期的冰楔假型形成,表明了大暖期气温的不稳定性。     

青藏高原(格尔木-亚东)冰缘现象及其气候意义

冰缘地貌与沉积是冰冻圈环境变化的载体,对其开展深入研究对了解青藏高原地表过程与过去气候变化,具有重要意义。基于青藏高原(格尔木-亚东)冰缘地貌和沉积野外记录和实验分析,获得以下认识:格尔木在LGM时多年冻土至少下限到达海拔2 900m,年均气温降至<-4℃,比现在至少低9℃,气候寒冷干燥;冰消期和全新世存在极端干冷的气候事件,可能存在地面温度<-10℃的冬季迅速降温气候期。楚玛尔、那曲谷露和纳木错的冰楔假型分别记录了末次冰期冷期多年冻土扩张,亚东古砂楔记录了早全新世冷事件。西藏羊八井泥炭沉积剖面孢粉和测年揭示,该区自新仙女木事件以来经历了严寒(12.8～9.8ka)、暖湿(9.8～5.0ka)、干冷(5.0ka至今)的气候阶段。青藏高原(格尔木-亚东)广泛发育的冻融褶皱、成层坡积、风沙沉积等,是古环境重建的重要佐证,具有刻画冷暖-干湿的意义。     

晚更新世末期中国北方陆架区冰缘现象的发现

末次冰期极盛期,海面下降,陆架裸露。寒流爆发南下,使亚洲东部平原区比世界同纬度地区的气温低。强寒流的侵袭,使海退后的陆架平原成为我国东部冰缘地貌的形成区之一。陆架上的冰缘地貌包括:大面积分布的沙地、成群出现的沙丘、零散分布的塌陷沉积、类似揉皱现象的波状夹层、频频出现的冰楔等。      

中俄原油管道漠大线运营后面临一些冻害问题及防治措施建议

基于世界上几条多年冻土区修建输油气管道的经验,结合我国境内的中俄原油管道漠河－大庆段（漠大线）现场调查、油温监测和探地雷达等勘察结果,研究漠大线运营后可能面临的主要冻害问题、形成过程、影响因素、成灾机制、管道影响,提出预防和防治措施建议及进一步需要研究的主要问题。研究发现,目前漠大线面临的主要冻害问题包括融沉、冻胀丘、冰椎、冻土斜坡、冰刨蚀和潜在冻胀等,在管道持续运行和环境条件改变下,这些冻融灾害可能对管道造成一定的不利影响甚至破坏。现场油温监测显示,在2011年和2012年最低和最高油温分别为0.42 ℃和16.2 ℃,全年的正油温运行是造成目前管道周围冻土融沉的主要原因。冬季部分地段出现的冻胀丘、冰椎以及浮冰对管道形成一定的潜在威胁。研究成果为中俄原油管道漠大线以及规划建设的中俄原油管道二线、中俄输气管道、格尔木－拉萨输油管道改造工程以及其他多年冻土区输油气管道设计、施工、运营和维护提供参考和依据。     

青藏高原东北部冬给措纳湖湖区冰缘环境探讨

冬给措纳湖位于青藏高原多年冻土区东北部,湖区高寒沼泽、冰缘环境、冻土分布及其演化在全球气候变暖条件下,有其自身特点.为探讨冬给措纳湖湖区冻土分布及冰缘环境,2009年5月9—26日,对冬给措纳湖进行了考察,发现冻融草丘、冻胀丘遗迹、寒冻裂缝、热融洼地、古冻融褶皱等现代冰缘及古冰缘现象在湖区普遍存在.湖东、西岸的沼泽湿地中,热喀斯特发育明显,形成热融洼地和冻融草丘.湖北岸阶地及草场中存在零星和岛状冻土,经钎探表明,当时融化深度为0.3～0.8m,0.4m深度处冻土有胶结冰发育.湖东冲积平原的沼泽湿地中,冻融草丘和热融洼地存在;冻胀丘遗迹、寒冻裂缝在沼泽湿地边缘泥炭覆盖地存在.湖北岸二级阶地剖面发现古冻融褶皱.     

青藏铁路多年冻土区典型土样冻胀率特性研究

青藏铁路穿越高原多年冻土区546km,沿线分布着各种地形地貌单元,包括盆地、高山区、高平原、谷地等,各处的地层岩性和冻土赋存环境各不相同．通过对青藏高原多年冻土区典型土样的冻胀率试验,分析了高原多年冻土的冻胀率与含泥量、含水率、干密度之间的规律．结果表明：高原冻土具有较大的冻胀率,其冻胀率随含泥量的增加而增加,随含水率...     

基于地貌分类的黄河源区多年冻土层地下冰储量估算

地下冰作为多年冻土区别于其他土体的显著特征,对寒区水文、生态环境和工程建设等都有深刻影响。为准确估算多年冻土层地下冰储量,基于黄河源区地貌及其成因类型,结合岩性组成、含水率等105个钻孔的野外实测数据,估算了黄河源区多年冻土层3.0~10.0 m深度范围内地下冰储量,并讨论了浅层地下冰的空间分布特征。研究结果表明:黄河源区多年冻土层3.0~10.0 m深度范围内地下冰总储量为（49.62±17.95） km3,平均单位体积含冰量为（0.293±0.107） m3/m3;在水平方向上,湖积湖沼平原、冰缘作用丘陵等地貌单元含冰量较高,而侵蚀剥蚀台地、冲洪积平原等地貌单元含冰量较低;在垂向上,多年冻土上限附近含冰量较高,并随深度呈减小的趋势。     

黄河源区河流阶地特征及源区黄河的形成

提要：本文通过对黄河源区河流阶地的系统测量和研究,认为黄河源区黄河阶地主要由堆积阶地组成,少量侵蚀阶地,阶地拔河高度低,阶面比较开阔平坦。黄河自源头至入扎陵湖段仅发育一级河流阶地,从鄂陵湖出水口至黄河乡段发育两级河流阶地,从黄河乡以下至久治县东段发育三级河流阶地。结合ESR测年结果,黄河源区河流阶地形成的时间主要为中更新世晚期—全新世,T1河流阶地的形成时代约为1万年;T2河流阶地的形成时代为5.8～1.9万年;T3河流阶地的形成时代为16.1～2.5万年。河流阶地研究表明,黄河在源区形成较晚,可能为晚更新世晚期。     

黄河源区气温变化特征及预估分析

利用黄河源区青海段9个代表性站点1961-2017年逐日气温资料和未来RCP4.5排放情景下的预估数据,分析和预估了黄河源区年平均、年平均最高、年平均最低和极端气温变化特征。结果表明：近57年来年平均最高、年平均、年平均最低气温均呈显著上升趋势且倾向率依次增大。年平均气温和年平均最高气温在1997年存在显著突变。通过分析1961-1997年、1998-2007年以及2008-2017年阶段性变化可知,年平均气温持续上升,年平均最高气温先上升后趋于稳定,而年平均最低气温升温速率在1998-2007年最大,2008-2017年升温速率较1998-2007年有所降低。暖昼日数持续增多,霜冻日数和冰封日数持续减少,冷夜日数在1998-2007年减少速率最低,近10年来减少速率增大。未来33年黄河源区年平均、年平均最高、年平均最低气温和极端暖事件均呈明显的增加趋势,极端冷事件呈减少趋势。对黄河源区过去和未来气温变化规律进行了探讨,将为该区域气温变化对策的制定与实施提供理论依据。     

GPM和TRMM卫星日降水数据在黄河源区的适用性分析

通过评估GPM计划三种日降水产品（IMERG-E、 IMERG-L和IMERG-F）和TRMM卫星、 两种日降水产品（TMPA 3B42和TMPA 3B42RT）在黄河源及其周边区域38个台站的适用性, 探究了五种产品探测精度和海拔高度及雨强的相关关系, 结果表明： 在与实测资料的一致性和偏差方面, GPM卫星产品要全面优于TMPA产品。在TRMM卫星产品中, 3B42产品明显优于3B42RT。五种产品的相关系数均表现出明显的从东南到西北递减的趋势, 均方根误差北部普遍低于南部。IMERG产品的探测率（POD）和探测成功率（CSI）都要普遍高于TMPA产品, 而误报率（FAR）则是TMPA 产品更低, 表现更好。五种产品均在个别台站出现了严重误报的情况, 这些台站主要分布在研究区的西北部。IMERG三种产品对于海拔高度的依赖程度具有很强的一致性, 而3B42RT产品对海拔高度几乎没有依赖。除3B42RT产品外, 其余四种产品的偏差均随雨强的增加而增大。在探测率方面, IMERG产品对小雨、 中雨和大雨的探测能力均优于TMPA产品。     

黄河源区早更新世含植物化石地层的发现及意义

通过对扎根加陇早更新世湖相地层(1919.6kaB.P.)、棒咯涌K5号钻孔早更新世河湖相地层(1135.9～945.4kaB.P.)、野牛河西岸早更新世河湖相地层(1548.2～765.4kaB.P.)以及产于扎根加陇早更新世湖相地层中的植物化石、各剖面孢粉资料的分析,获知黄河源区早更新世早期为亚热带山地针叶林植被景观,地层中木本植物花粉占绝对优势,以针叶植物云杉属、松属、冷杉属、铁杉属为主,是源区动植物发育的鼎盛时期;进入早更新世晚期初,乔木植物花粉迅速减少乃至全部消失,草本植物花粉大幅度增加。晚期末,孢粉出现贫化,以草本植物花粉为主,呈现荒漠草原植被景观。提出了现今黄河源区生态地质环境的形成是地质演化的必然结果。     

长江上游沱沱河源区多年冻土发育特征

沱沱河流域是长江的发源地之一,其广泛分布的多年冻土对长江源区的产汇流过程、生态系统乃至于区域气候都有着重要影响,对该区域多年冻土分布和特征的调查和了解,可为研究江河源区多年冻土与气候、水文、生态的相互作用关系提供基础数据支撑。2020年10—11月,研究团队对沱沱河源区的多年冻土开展了为期50天的野外调查工作,并在不同下垫面类型、不同地貌部位和不同海拔高度共布设钻孔32个,总钻进深度1 200 m。该文是基于钻孔和探坑资料对沱沱河源区多年冻土特征和地下冰发育状况的初步总结。结果显示,沱沱河源区多年冻土在一定程度上受河流和地热影响形成了局部融区,其多年冻土下界大致在4 650~4 680 m之间;钻孔揭示的多年冻土上限平均埋藏深度为（2.47±0.98） m,部分地区存在融化夹层;受浅表层沉积物岩性和地热的影响,多年冻土下限埋藏深度相对较浅,平均为19.3 m,多年冻土相对较薄,平均厚度为15.0 m;多年冻土下限深度和多年冻土的厚度最大为75.0 m和72.7 m;地形地貌、沉积物特征和地热条件是影响多年冻土厚度存在较大空间差异的主要原因。研究区内地下冰主要分布于15.0 m深度以上范围内,同时也发现了处于萎缩状态的冰核丘与石质冻胀丘,这些现象也一定程度上与该研究区多年冻土退化过程有关。     

气候和人类活动对黄河源区径流量变化的贡献率研究

根据1961-2015年黄河源区有关台站的观测数据,利用差积分法、累积距平法对黄河源区径流量和气候变化趋势进行了分析,并基于累计量斜率变化率分析方法评估气候和人类活动对黄河源区径流量减少的贡献率。结果表明：黄河源区年径流量、年降水量、年平均最大冻土深度呈减少趋势,源区蒸散量呈增大趋势;与基准时期1961-1989年相比,在不考虑气温影响的情况下,气候和人类活动对黄河源区径流量变化的贡献率在1990-2008年分别为33.12%和66.88%,在2009-2015年分别为73.61%和26.39%;两个时段相比,气候对径流量减少的贡献率上升,而人类活动的贡献率下降,这与气候变暖及2005年黄河源区启动的三江源自然保护区生态保护和建设工程有关。