可可西里地区湖泊资源调查研究

1989—1990年,国家可可西里综合考察填补了青藏高原腹地最后一块空白区。通过24个专业学科历时两年的奋战,取得了大量珍贵的第一性科学资料,基本查清了可可西里地区湖泊资源及其展布规律,湖泊度达0.047—0.053;并发现了本区特有的湖泊奇特景观。为可可西里地区自然环境演变过程中湖泊时空位置的揭示,湖泊的保护利用、开发管理以及国土整治等提供了科学依据。     

可可西里地区湖泊演化

通过层序地层学和同位素年代学的研究表明，自３２０００ａＢ．Ｐ．以来可可西里地区湖泊盆地至少经历了七次湖泊大水期。利用水体离子域聚类分析和综合分析，确定了湖泊演化过程中的阶段性和方向性，阐明了区骨湖泊在其耗散结构中的时空位置，并指出离子域和物质流的发展趋向，用地球场效应关系建立了可可西里地区湖泊的演化模型。     

可可西里地区湖泊概况

通过综合科学考察，揭示了本区湖泊的基本性状、分布规律、流域盆地及其成因演化等方面的基础材料，为深入研究区内湖泊演化及环境变迁提供了科学依据．     

近10年来可可西里地区主要湖泊冰情时空变化

基于2000-2011年可可西里地区湖泊边界矢量数据、MODIS和Landsat TM/ETM+遥感影像和气象数据等资料,利用RS和GIS技术综合分析该地区主要湖泊冰情变化特征及其影响因素。结果表明：① 可可西里地区湖泊开始结冰和完全结冰出现在每年的10月下旬至11月上旬和11月中旬至12月上旬,湖泊由开始冻结至完全冻结持续时间约半个月;湖冰开始消融和完全消融时间较为分散,主要出现在每年的4月下旬至6月初和5月初至6月上旬,湖泊完全封冻期和封冻期为181 d和196 d。② 2000-2011年间,可可西里地区湖冰物候特征发生了显著变化,湖泊开始冻结和完全冻结时间推迟,湖冰开始消融和完全消融时间提前,湖泊完全封冻期和封冻期持续时间普遍缩短,平均变化速率分别为-2.21 d/a和-1.91 d/a。③ 湖冰物候特征及湖泊冰情演变是区域气候变化和湖泊自身条件共同作用的结果,其中气温、湖泊面积、湖水矿化度和湖泊形态是影响湖冰物候特征的主要因素,而湖泊热储量、地质构造等因素对湖冰演化的作用亦不可忽视。④ 可可西里地区湖泊冻结空间模式与消融过程相反,以湖冰由湖泊一岸扩展到另一岸的湖泊数量居多。     

近40 年可可西里地区湖泊时空变化特征

以可可西里地区1970s 地形图和1990s、2000-2011 年Landsat TM/ETM+遥感影像为基础,通过数字化和影像解译获取研究区83 个面积大于10 km²湖泊变化数据,并对湖泊变化成因进行了分析。研究结果表明:1) 1970s 初期至2011 年,可可西里地区湖泊经历了“先萎缩后扩张”的变化过程,其中1970s-1990s 期间湖泊面积普遍减小,1990s-2000 年湖泊出现扩张,并在2000 年恢复到1970s 湖泊规模,2000 年之后湖泊面积急剧增大。2) 2000-2011 年间,可可西里地区不同规模等级湖泊整体呈扩张趋势,但表现出一定的区域差异性。面积呈增加趋势的湖泊数量最多,亦分布最广,一些湖泊由于扩张迅速出现湖泊合并或湖水外泄情况;面积呈减少趋势或波动起伏的湖泊数量较少,零散分布在研究区中部和南部,湖泊动态变化与其自身补给条件或与下游湖泊(河道) 存在水力联系有关。3) 在研究时段内,降水增多、蒸发减少是可可西里地区湖泊扩大的主要原因,而气候变暖引起的冰川融水增加、冻土水分释放是次要原因。     

青海可可西里地区综合科学考察初报

本区至今还是综合科学考察的空白区。为查明基本情况,1989年夏以乘汽车路线考察方式穿行该区而作了预查,搜集了当地地质、地理、生物等基本资料。经考察发现,区内野生动物资源丰富,上新世以来火山活动普遍,湖泊众多,矿产资源可能有良好前景;所在区又为自然地域和地质构造的重要界线,对青藏高原研究具有重大科学价值。     

青海可可西里东部盐湖水化学及沉积特征初步研究

2008 a夏对可可西里地区东部4个新发现的盐湖,进行了卤水水化学组分、矿物组成及其石盐元素含量分析。结果表明,该区水体卤水矿化度高,湖表卤水富硼锂等组分。通过对化学组分及水化学特征系数的研究,卤水的水化学类型主要为硫酸镁亚型和硫酸钠亚型。卤水pH值随着矿化度的增加而降低。Na+、Cl-含量与总矿化度呈正相关,SO42-"与矿化度呈负相关。Li与Mg物源、迁移规律近似。本区盐类沉积物以石盐为主,石盐中Si、Al、Fe、Sr含量低,其间相关性好,物质来源可能为周围岩石风化。布查盐湖盐类沉积存在少量硬石膏、半水石膏和铁白云石,表明布查盐湖的盐类物质来源很可能与地下热水作用有关。     

可可西里盐湖及其沉积特征初步研究

通过对可可西里地区盐湖的沉积学、地球化学和遥感学的研究,发现该地区盐湖的水化学类型多数为硫酸镁亚型,个别为氯化物型,而没有碳酸盐型盐湖。盐湖水化学特征为矿化度高,pH值中性到偏弱酸性,密度在1.10 g/L左右;B-Li微量元素具有共生元素对属性,Sr-Ba、As-Hg等具反生元素对属性。盐湖中的锂、硼等物质很可能来自于与火山和断裂构造有关的地下热泉。沉积的盐类矿物主要为石盐、芒硝、无水芒硝,另有少量的水钙芒硝、白钠镁矾、方解石、石膏、菱镁矿等盐类矿物。依据现有数据和沉积剖面推测,可可西里最早的盐类沉积很可能达到60 ka左右。     

Overflow probability of the Salt Lake in Hoh Xil Region

After the bursting of Huiten Nor in Hoh Xil Region in September, 2011, the topic on whether the water overflowed from the Salt Lake would enter into the Chumaer River and become the northernmost source of the Yangtze River has aroused wide concern from public and academic field. Based on Landsat TM/ETM+/OLI remote sensing images during 2010–2015, SRTM 1 arc-second data, Google Earth elevation data and the observation data from the Wudaoliang meteorological station, the study initially analyzed the variations of the Salt Lake and its overflowing condition and probability. The results showed that the area of the Salt Lake expanded sharply from October 2011 to April 2013, and then it stepped into a stable expansion period. On October 27, 2015, the area of the Salt Lake had arrived at 151.38 km², which was about 3.35 times the area of the lake on March 3, 2010. The Salt Lake will overflow when its area reaches the range from 218.90 km² to 220.63 km². Due to the differences between SRTM DEM and Google Earth elevation data, the water level of the Salt Lake simulated would be 12 m or 9.6 m higher than the current level when the lake overflowed, and its reservoir capacity would increase by 23.71 km³ or 17.27 km³, respectively. Meanwhile, the overflowed water of the Salt Lake would run into the Qingshui River basin from its eastern part. Although the Salt Lake does not overflow in the coming decade, with watershed expansion of the Salt Lake and the projected precipitation increase in Hoh Xil region, the probability of water overflow from the Salt Lake and becoming a tributary of the Yangtze River will exist in the long term.     

可可西里盐湖湖水外溢可能性初探

2011年9月可可西里地区卓乃湖溃决后,关于盐湖湖水能否外溢进入楚玛尔河继而成为长江的最北源是公众及学界普遍关注的话题。本研究基于2010-2015年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像、SRTM 1弧秒数据、Google Earth高程数据和五道梁气象台站观测数据,首次对盐湖变化、湖水外溢条件及其可能性进行分析。结果表明：卓乃湖溃决后,盐湖在2011年10月至2013年4月期间面积急剧增加,之后湖泊进入稳定扩张期,2015年10月27日盐湖面积为151.38 km²,是2010年3月3日湖泊面积的3.35倍。盐湖发生湖水外溢的条件是湖泊面积达到218.90~220.63 km²。由于SRTM和Google Earth高程数据间的差异,盐湖湖水外溢时的水位将比当前高12 m或9.6 m,相应湖泊库容增加23.71 km³或17.27 km³,届时湖水将由湖泊东侧流入清水河流域。尽管盐湖在未来10年内不可能发生湖水外溢,但是随着盐湖集水区的扩大及预估的区域未来降水量的增加,在更长时间尺度内盐湖发生湖水外溢并成为长江支流的可能性依然存在。     

青海可可西里东北部多秀湖和盐湖水化学特征研究

2016年3月系统采集了青海可可西里东北部多秀湖和盐湖的湖水及其入湖冰川融水。研究发现,两个湖泊湖水中离子含量均较高,主要阳离子含量顺序均为Na~+Mg~(2+)K~+Ca~(2+),主要阴离子含量顺序均为Cl~-SO_4~(2-)HCO_3~-CO_3~(2-);而入湖冰川融水的离子含量非常低。根据库尔纳可夫—瓦良什科水化学分类标准,多秀湖湖水属于硫酸盐型—硫酸镁亚型,盐湖湖水属于硫酸盐型—硫酸钠亚型。多秀湖和盐湖湖水Li—Mg—B的相关性均为正相关,说明两个湖泊中这3种元素的物质来源、搬运条件及富集环境具有很强的相似性。由于气候变暖导致大量矿化度低的冰川融水注入盐湖,矿化度较低的卓乃湖和库赛湖决堤湖水泄入盐湖,使得盐湖的面积较1997年扩大了5倍,湖水的矿化度降低了约10倍,而多秀湖近些年湖水矿化度变化较小。多秀湖湖水矿化度以及Li~+、Mg~(2+)和B_2O_3含量均较高,具有较好的资源潜在利用价值。     

可可西里地区库赛湖变化及湖水外溢成因

以库赛湖研究区地形图、Landsat TM/ETM+和中国环境与灾害监测预报卫星HJ1A/BCCD影像为基础,结合五道梁气象站气温降水资料,利用地理信息技术和数理统计方法,对2011 年9 月可可西里地区库赛湖湖水外溢成因进行分析。结果表明,库赛湖湖水外溢发生在2011 年9 月20 日至30 日期间,卓乃湖湖水进入库赛湖是后者发生变化的直接原因,而库赛湖规模近20 年来的持续增长,尤其是2006 年之后湖泊面积快速增加是其湖水外溢的基础。卓乃湖湖水外泄的主要诱因是区域持续降水,其中8 月17 日和21 日强降水使卓乃湖于8 月22 日出现漫顶溢流,8 月31 日至9 月5 日、9 月16 日至17 日期间两次持续降水导致卓乃湖水量剧增,并在9 月14 日至21 日期间形成洪水。由于水量外泄,卓乃湖面积骤降,截至11 月29 日,湖泊面积168.07 km²,仅为8 月22 日湖泊面积的62%,共减少104.88 km²。库赛湖外溢湖水流入海丁诺尔后又进入盐湖,其中海丁诺尔湖水进入盐湖时间介于10 月6 日至20 日期间。外来湖水大量进入导致海丁诺尔和盐湖在10-11月份快速扩大。     

可可西里古近系石盐测井评价方法研究

可可西里雅西措组发育多层石盐层。为有效识别石盐矿深度、厚度,预测其工业品位,提出基于归一化后的自然伽马和密度曲线重构石盐指示曲线,用以划分石盐与砂泥岩,该方法与测井交会图法、测井曲线重叠法相比精度高。利用石盐指示曲线与石盐样品测试结果建立预测石盐矿工业品位相关关系,与自然伽马法、孔隙度曲线法计算的结果相比,误差小,应用效果良好。因此,测井方法在石盐勘探评价中具有广泛的运用前景。     

可可西里地区中更新世以来气候演化周期特征分析

以青藏高原腹地可可西里地区为研究区,于2006年8月取得一湖泊沉积钻孔,进深106m,地理位置35°13′05″N,93°55′52.2″E,命名为BDQ06。选择湖泊沉积物粒度和总有机碳作为气候代用指标。基于古地磁建立的年代框架为基础,分析了可可西里地区929 kaBP以来古气候变化的周期特征。选择的分析方法为功率谱分析、小波分析和奇异谱分析。结果表明地球轨道三要素偏心率（100 ka）、地轴倾角（41 ka）和岁差（23 ka、19 ka）的准周期成分在BDQ06孔沉积中有明显反映,同时也包含84、66、54、36、31、27、17、15、12 、11.5、10 ka等周期成分。说明本区气候变化既受到轨道参数的影响,同时也与地球系统内部其它因素变化有关。小波分析和奇异谱分析显示不同气候周期既可在同一时段内叠加存在,又可在不同的时段内独立存在。780 kaBP左右古气候周期发生转型,在此之前以41 ka为主,同时也存在100 ka周期成分,之后以100 ka周期为主,但580 kaBP开始气候周期信号变得复杂,可能是受到青藏高原构造隆升的影响,导致水动力条件发生变化有关。     

Spatial-temporal characteristics of lake area variations in Hoh Xil region from 1970 to 2011

As one of the areas with numerous lakes on the Tibetan Plateau, the Hoh Xil region plays an extremely important role in the fragile plateau eco-environment. Based on topographic maps in the 1970s and Landsat TM/ETM+ remote sensing images in the 1990s and the period from 2000 to 2011, the data of 83 lakes with an area above 10 km² each were obtained by digitization method and artificial visual interpretation technology, and the causes for lake variations were also analyzed. Some conclusions can be drawn as follows. (1) From the 1970s to 2011, the lakes in the Hoh Xil region firstly shrank and then expanded. In particular, the area of lakes generally decreased during the 1970s–1990s. Then the lakes expanded from the 1990s to 2000 and the area was slightly higher than that in the 1970s. The area of lakes dramatically increased after 2000. (2) From 2000 to 2011, the lakes with different area ranks in the Hoh Xil region showed an overall expansion trend. Meanwhile, some regional differences were also discovered. Most of the lakes expanded and were widely distributed in the northern, central and western parts of the region. Some lakes were merged together or overflowed due to their rapid expansion. A small number of lakes with the trend of area decrease or strong fluctuation were scattered in the central and southern parts of the study area. And their variations were related to their own supply conditions or hydraulic connection with the downstream lakes or rivers. (3) The increase in precipitation was the dominant factor resulting in the expansion of lakes in the Hoh Xil region. The secondary factor was the increase in meltwater from glaciers and frozen soil due to climate warming.