微生物对冻土生境的适应以及对全球变化和寒区工程扰动的响应:进展与展望

多年冻土这一极端的生境中,温度、营养物质、冻融过程等因素深刻影响和限制着冻土中微生物生理、代谢途径和生态结构.低温胁迫下,冻土中微生物从形态、生理和生化水平发展了特殊的耐受机制.冻融过程对细胞产生直接危害,并通过调节水盐、营养条件输送而间接地影响微生物活动.寒区工程扰动下垫面和周边一定范围内冻土的水、热、力学平衡,由此也改变了微生物赖以生存的微环境,破坏了地表植被和下伏冻土中微生物的联系.寒区油气管道泄漏后严重地污染土壤,并毒害和抑制冻土中微生物.冻土区微生物数量及生物多样性的波动与冻土的后生冷生作用以及生物地球化学循环密切相关.它们可能记录了冻土的发育、全球变化和生态环境变迁的重要信息.全球变暖背景下,冻土区微生物对有机碳和温室气体的束缚、吸收、运移和最终排放发挥着重要的作用,在全球碳氮循环和对气候系统的反馈中扮演重要角色.     

中国寒区湿地研究进展

中国是世界上湿地资源最丰富的国家之一,其中寒区湿地占我国自然湿地的60%以上,因此它在调节气候、涵养水分、碳源汇以及牛物多样性保护等方面均具有不可替代的作用.由于结构和功能上的独特性,寒区湿地对气候和环境变化反应极为敏感,因此深入探讨和分析其目前的研究状况对于中国湿地的生态保护和环境管理意义重大.从寒区湿地的类型和分布...     

青藏高原土壤水热过程模拟研究(Ⅱ):土壤温度

模拟青藏高原土壤水分和热量迁移过程的连续变化对于全球变化研究具有非常重要的意义, 其准确模拟是提高陆面过程模拟精度的重要条件. 利用大尺度水文模型对沱沱河站点以1 h为步长, 共399 d的土壤温度模拟结果与观测结果的对比表明, 土壤中共11个不同深度的观测点的模拟温度总体的变化趋势与观测值一致, 可以进行长时间的模拟. 对于地表温度, 模拟的日变化幅度比实测的变化幅度大, 但均值一致, 原因在于模型的土壤参数中没有考虑有机质含量, 在计算能量平衡时需要增加该土壤参数. 对于土壤底部的土壤温度的连续模拟表明, 采用常数的土壤下界算法和倾斜的(damping)土壤下界算法均与观测值的变化具有一定的差别, 而常数的下界算法与观测值更为接近.     

青藏高原土壤水热过程模拟研究(Ⅲ):蒸发量、短波辐射与净辐射通量

模拟青藏高原土壤水分和热量迁移过程的连续变化对于全球变化研究具有非常重要的意义,其准确模拟是提高陆面过程模拟精度的重要条件.利用大尺度水文模型中对冻土中水分和能量平衡过程的描述,对沱沱河站点土壤湿度进行了步长为1 h,总时间为399 d的连续模拟.与观测资料及前人研究成果的比较表明,VIC-3L模型中对草甸的蒸发量计算较为合理,与乌鲁木齐河流域实测的草甸蒸发量取得了相当的一致;在冬季,模拟的短波辐射与观测的较为接近,在夏季,模拟值较观测值偏小;模拟计算获得的年辐射平衡值与前人的研究成果相近.     

论冰缘寒区景观生态与景观演变过程的基本特征

冰缘区复杂多样的地域环境和分异显著的生物带谱特征,形成了高寒环境条件下特有的景观生态格局和结构。景观异质镶嵌具有三向性带谱规律,并表现出不同方向上景观过渡的渐变和突变差异,在空间上形成４种基本景观结构类型。景观嵌块以环境和干扰类型为主,景观结构简单、粗粒化。景观格局变化速度快、范围大,气候条件变化、各类冰缘作用尤其是冻土冻融条件的改变。是景观生态过程的驱动力,形成特有的冻融生态过程。     

祁连山区流域径流影响因子分析

本文选取祁连山内陆流域,采用多元性回归月径流模型,对回归系数进行了适当当处理,分别得到标准化系统矩阵和径流因子矩阵,通过矩阵元素的方向和大小来判断各参数变量对径流的影响程度。     

冰缘地貌与气候的拟合关系研究

冰缘地貌属于一种气候作用地貌,全球有60多种冰缘地貌类型。冰缘的研究对我们了解气候变迁有着重要意义,但我国对冰缘地貌与气候的拟合关系方面缺少研究成果,这无疑阻碍了冰缘地貌应用于气候重建领域的研究进展。通过进一步分析冰缘地貌类型与气候之间的关系,并结合前人研究成果将冰缘地貌按照其与气候相关性程度大小划分成4个等级,建立了冰缘地貌与气候拟合关系的金字塔模型。     

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。     

秦岭中段现代和古代冰缘──冰川地貌特征

现代气候条件下，秦岭中部（３３°５８＇Ｎ／１０７°４５＇Ｅ）３４００ｍ以上存在一具有冰缘地貌特征和冰川作用的高山草甸环境。冰冻泥流斜坡、千奇百怪的砾石和无植被覆盖的冰冻泥流、各种形式的冰阶和冰坎以及石环和石多边形等，组成了目前冰缘环境的地貌特征。在３４００ｍ以上发现了高山永久性冻土。通过冰蚀漏斗和冰融四地，证明在２９００～３３００ｍ之间秦岭中部存在一晚更新世时期的冰融地区。根据古冰斗和冰碛的地貌形态调查及形态测量分析，可得出如下假设：在拔仙台、酉跑马梁附近当时存在一个晚更新世时期的小冰盖，冰盖边缘派生了５个小的外流冰舌。在拔仙台附近的沟谷里一些冰碛地貌存在于２５００ｍ以上。笔者根据调查结果，划分了两个晚更新世时期的冰期，即太白Ⅰ和太白Ⅱ冰期。在这两个冰期之间，估计存在一间冰期。晚更新世３２５０～３３００ｍ的冰川雪线高度是根据太白Ⅰ冰期冰碛位置得出的。同目前所推测的现代冰川雪线位置相比，形成的雪线下降大约在１０００～１３００ｍ之间，没有观察到全新世冰川遗迹。