过去30年气候变化对黄河源区水源涵养量的影响

黄河源区高寒生态系统具有重要的水源涵养功能。基于改进的LPJ动态植被模型,模拟研究1981-2010年中国黄河源区水源涵养量的时空变化特征,进一步探讨气候要素变化的影响。结果表明：近30年来黄河源区水源涵养量整体略呈减少趋势,减少速率为-1.15 mm/a,区域差异特征体现为大部分地区以减少趋势为主,特别是黄河源区东南部。过去30年黄河源区降水量以及大气水分需求能力的变化是影响生态系统水源涵养量增减的主要气候因素。随着干湿条件不同,两者影响程度各异,降水减少和潜在蒸散增加共同导致黄河源区东南部半湿润地区水源涵养量减少,而降水增加则是北部半干旱地区水源涵养量增加的主要原因。     

Adaptation management of mountain tourism service: the case of the source regions of the Yangtze and Yellow River

Mountain areas are often rich in ecological diversity and recreational opportunities. Mountain tourism is thought to be an effective and important means for maintaining and expanding rural economies and, thus, improving the living conditions of rural societies. As mountain tourism service research is a professional field with several disciplines involved, a multi-disciplinary management pIatform is needed and it facilitates participation in sustainable mountain development by diverse stakeholders. With the source regions of the Yangtze and the Yellow River as a case study, this paper presents a conceptual framework for an adaptation management of mountain tourism services according to technical, policy, social and economic dimensions. The framework is based on a vulnerability assessment of mountain ecosystems, and can serve as a reference for the development of tourism service in other mountain areas.     

土壤温湿状况对黄河源区水循环过程的影响

众多研究表明黄河源区受气候变化影响,土壤活动层逐渐下降。土壤温、湿度是陆面过程及地球系统中的重要物理量,它们通过影响地表能量和物质交换而影响大气环流和降水等。利用WRF（Weather Research and Forecasting）模式,选取2个典型年分别设计了2个控制试验和2个敏感性试验来探讨土壤初始状况变化对区域水循环的影响,通过再循环降水率定量描述不同气候背景下陆面对黄河源区水循环的影响,并尝试从环流角度进一步分析土壤初始状况改变对源区水循环影响的物理机制。结果表明：陆面对水循环的影响受大尺度环流背景场影响较大,较弱的环流背景下再循环降水率较强环流背景大5%左右。土壤初始状况对水循环要素有一定程度的影响。土壤初始温度升高/降低,水汽通量增多/减少,后期降水增大/减小。不同环流背景下,土壤记忆时间不同,在弱的环流背景下,土壤记忆时间要长,初始状况扰动可持续1～2个月。     

基于MODIS数据的黄河源区植被覆盖度反演研究

以黄河源区高寒草地为研究对象,采用无人机航拍技术获取了样地实测的植被覆盖度;结合2001-2018年MOD13A1数据提取常用植被指数,分别采用像元二分模型法和回归模型法对研究区植被覆盖度进行了反演,并对其精度进行了验证;采用最小二乘法分析了黄河源区2001年以来植被覆盖度的变化趋势.结果表明,修正的土壤调节植被指数结合回归模型的反演精度较高;黄河源区多年平均植被覆盖度为57.89％,植被覆盖度处于30％以内、30％～60％、60％以上3个区间的面积分别占源区总面积的13.1％、27.25％和49.65％;2001-2018年黄河源区植被覆盖度略呈增长趋势.     

黄河源区鄂陵湖现代湖盆形态研究

鄂陵湖是黄河源区最大的淡水湖。通过基于GPS-RTK的技术定位以及测深仪的水下地形测量,结合相关历史资料和遥感数据分析,应用湖沼学理论,对鄂陵湖的湖盆形态进行定量化研究。结果发现鄂陵湖最大水深33.2 m,平均水深15.55 m,湖长37.49 km,湖面最大宽度32.3 km;平均宽度16.76 km,岸线长226.3 km,湖面面积628.47 km²,湖泊容积97.76×10⁸m³,湖盆形态为接近抛物线体形式的构造断陷湖,而不具备第四纪冰川侵蚀湖盆的地貌特征。研究结果可以对黄河源区的生态环境变化和黄河源区的水量管理提供基础信息。     

滦河源区东沟小流域土壤风蚀特征分析

土壤风蚀是世界许多地区面临的一个严峻环境问题，土壤风蚀特征是建立土壤风蚀预报模型，制定土壤风蚀防治措施的基础信息，综合考察了湾河源区东沟小流域地理环境特征，分析了不同风蚀强度下暗粟钙土的诊断特性，其结果表明，自然环境提供了土壤风蚀的物质条件，区域日益强化的农牧业及砍薪材活动则是土壤风蚀的触发驱动力；失去植被保护的干旱松散表土，在大风驱动下，其中的细砂和极细砂（0．01－0．10mm)首先以跃移，悬浮方式流失，而粗砂（2－0．25mm)则相对是非可风蚀颗粒；建立了定量刻划土壤风蚀相对强度指数，即SWEI＝粗砂含量／风蚀粒子含量，东沟小流域自然暗粟钙土表土SWEI≤2．0，轻度风蚀区表土SWEI≥3．0，重度风蚀区表土SWEI≥9．0，而在风积区表土SWEI≤1．5，该指标较好地反映了区域土壤风蚀强度的差异性。     

天山乌一号冰川物质平衡特征的统计分析

利用天山乌鲁木齐河源一号冰川物质平衡的多年观测资料,通过数学统计方法提取主成分,获得影响该冰川物质平衡的主要因素,通过成分矩阵的旋转获得表示冰川物质平衡特征的两个主因子,其中第一主因子为影响冰川物质平衡的常年因子,代表该冰川的多年持续变化方向与趋势,第二主因子为影响冰川物质平衡的年际因子,代表该冰川在平衡年内的物质平衡变化特征。常年因子的持续下降反映了冰川持续后退的现实,年际因子在上世纪80年代中期以后突然强劲上升,实际上是冰川物质平衡水平提高,平衡年内积累量和消融量都增加的表现,清晰地指示了西北地区气候由暖干向暖湿的转型。常年因子是冰川物质平衡变化的主导因子,控制了冰川变化的方向。常年因子具有较好的周期性,以6年周期最为明显,但其形成原因尚不明。年际因子周期性不明显,但可以看出其周期与太阳黑子变化具有相关性,同时受到常年因子的影响。     

SRM融雪径流模型在乌鲁木齐河源区的应用研究

 乌鲁木齐河源区发育现代冰川7条,冰川面积5.6 km²,并有大范围的积雪,冰雪消融期融雪径流对乌鲁木齐河贡献显著。应用SRM（snowmelt?runoff model）融雪径流模型来探讨乌鲁木齐河源区融雪期径流情况,利用度日方法,由流域本身特征及参变量获取方法的深入分析来率定模型参数,应用模拟指标Nash-Sutcliffe系数R²=0.702和积差Dv=6.81%来评价模型表现,研究发现：（1）气温、降水作为该模型的直接驱动变量对模型的模拟较为敏感。尝试对乌乌鲁木齐河源区的气温、降水数据进行IDW插值并进行修正,使得模型模拟精度提高,对模型变量的输入精度问题上提供了新的思路;（2）不同高度带上积雪的度日因子并不是稳定的,而度日因子的选取与调整对模型也非常重要;（3）模型本身的局限性也导致模拟精度的降低。结果表明SRM模型可在乌鲁木齐河流域推广应用,这必将对认识和利用乌鲁木齐河流域冰雪水资源具有重要意义。     

Climate transformation to warm-humid and its effect on river runoff in the source region of the Yellow River

The change characteristics and trends of the regional climate in the source region of the Yellow River, and the response of runoff to climate change, are analyzed based on observational data of air temperature, precipitation, and runoff at 10 main hydrological and weather stations in the region. Our results show that a strong signal of climate shift from warm-dry to warm-humid in the western parts of northwestern China （Xinjiang） and the western Hexi Corridor of Gansu Province occurred in the late 1980s, and a same signal of climate change occurred in the mid-2000s in the source region of the Yellow River located in the eastern part of northwestern China. This climate changeover has led to a rapid increase in rainfall and stream runoff in the latter region. In most of the years since 2004 the average annual precipitation in the source region of the Yellow River has been greater than the long-term average annual value, and after 2007 the runoff measured at all of the hydrologic sections on the main channel of the Yellow River in the source region has also consistently exceeded the long-term average annual because of rainfall increase. It is difficult to determine the prospects of future climate change until additional observations and research are conducted on the rate and temporal and spatial extents of climate change in the region. Nevertheless, we predict that the climate shift from warm-dry to warm-humid in the source region of the Yellow River is very likely to be in the decadal time scale, which means a warming and rainy climate in the source region of the Yellow River will continue in the coming decades.     

天山高山冰缘环境中岩石漆的形貌、成分和成因分析

在乌鲁木齐河源海拔3800m以上的空冰斗内发育有黑色富Mn型岩石漆。运用特征元素浓度线扫描对岩石漆表面成分进行了分析,并探寻了岩石漆与下伏基岩在成因上的关系;电镜扫描实验发现典型的葡萄状-半葡萄状一片状的表面微形态序列。实验结果显示,岩石漆的物质成分不可能来源于下伏基岩,而是外部米源;粘土矿物在岩石漆形成过程中起到非常重要的作用;岩石漆表面出现蜂窝状的溶蚀孔洞,可能是近年来乌鲁木齐市及河谷后峡地区工业生产造成的酸性污染物传递到河源区对岩石漆化学腐蚀的结果。