‘WHY FAMILIES MOVE’: A RE-EXAMINATION

Abstract

This study examines the role of surface geomorphic features in tree establishment at the alpine treeline in Glacier National Park, Montana, through the presentation of a multiscale, conceptual model of biogeomorphic relationships at alpine treeline. Empirical observations gathered through a multiscale field methodology over three summers serve as a base for the model. The model highlights the importance of surface geomorphic features, specifically boulders and terrace risers, in creating favorable local site conditions, largely by protecting seedlings from wind. The sheltering effect of surface features enables initial seedling establishment, and in some cases survival, above current treeline locations, thereby initiating a positive feedback effect that encourages subsequent tree establishment. Geomorphic features are therefore important in linking scales of pattern and process at the alpine treeline ecotone.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川1959-2009年物质平衡变化过程及特征研究

以天山乌鲁木齐河源1号冰川1958/1959—2008/2009年度物质平衡资料为基础,研究了冰川的物质平衡变化过程及特征.结果表明:51a来1号冰川物质平衡经历了9次负平衡波动和9次正平衡波动,负平衡年与正平衡年之比为35∶16,负平衡年平均物质平衡-450mm,正平衡年平均物质平衡130mm,多年平均物质平衡-267mm.1997—2008年,该冰川连续12a的物质平衡观测结果均为负平衡年,并且总体上处于数值很大的强负平衡,直至2008年出现了历史上最大的负平衡,物质平衡量为-999mm.1959—2009年,累积亏损达-13 646mm(约-2 402.6×104 m3),即冰川平均较之1959年减薄了15.2m,这种长时期连续物质亏损状态对1号冰川是一个严峻的考验.     

冰川冰内及冰下水系研究综述

冰内及冰下水系的形成与演化具有时空变化性,对冰川汇水储水及径流过程产生影响,与之紧密联系的冰下水文过程(水力状况)与冰川运动、冰川侵蚀及冰川洪水形成等过程息息相关。冰内及冰下水系空间结构和形态复杂,且不同于一般喀斯特水文系统,具有明显的季节变化性,其空间分布和水力状况会因外界水体输入(降水和冰雪融水)的变化而改变。冰内及冰下水系的变化通过影响汇流对冰川融水的径流过程产生影响,冰川区一些溃决洪水事件的发生与冰内及冰下蓄水的突然释放有很大关系。冰川蓄排水还通过改变冰下水力条件来影响冰川运动,反之冰川运动不仅影响蓄排水过程的转换效率,且通过改变冰川消融强度(冰体向下游消融区输送速率的变化)影响冰川排水系统的空间分布范围。在气候变暖及冰川变化的背景下,研究冰内冰下水系演化的时空特征及其影响具有重要科学意义。综述了目前国内外针对冰川冰内及冰下水系相关研究的进展及主要成果,并对该领域的研究前景进行了展望。     

伊犁科古琴山地区南华系沉积特征研究

西天山伊犁科古琴山地区出露较完整新元古代南华纪地层,自下而上为库鲁铁列克提组、吐拉苏组和别西巴斯套组,可划为两个冰期和一个间冰期沉积.下冰碛地层库鲁铁列克提组为一套冰碛砾岩、含砾凝灰岩组合.上冰碛地层别西巴斯套组岩性主要为冰碛砾岩、含砾凝灰质岩屑砂岩.两冰碛地层间间冰期沉积吐拉苏组主要为一套粉砂岩、细砂岩和凝灰岩沉积.通过岩相学分析,认为研究区南华系整体处于浅海陆棚环境,伴有冰川作用和火山活动.可划出冰川沉积相、海相和火山喷发相3种沉积相,其中冰川沉积相又可细划为基底冰碛岩亚相、冰前滨海亚相和冰筏海洋亚相.海相主要划为浅海碎屑沉积亚相和浅海碳酸盐岩亚相.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川近雪面气象要素观测分析

利用中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所于2009年1月20日至12月31日在天山乌鲁木齐河源1号冰川冰雪表面实施大气科学观测实验观测取得的资料和同期大西沟气象站资料, 分析了1号冰川四季大气温度、风速、风向以及总辐射的变化特征, 对比、探讨了冰川尺度上冰雪表面与周边山地的辐射和地-气热量传输特性, 在此基础上揭示了二者气温、风速、大气湿度变化的差异及其成因. 研究表明: 1)由于冰川冰雪对太阳辐射的反射率高, 冰雪表面得到的净辐射和热量少, 使得冰川四季大气温度比大西沟站平均偏低2.9 ℃; 2)冰川与周边山地下垫面的不同, 引起太阳净辐射-温度场-气压场-风场的连锁变化, 造成冰川轴向风以下行偏南气流为主导, 法向风盛行偏东气流; 冰川夜间风速大于大西沟, 白天却小于大西沟风速; 3)冰川和大西沟大气含水量较高, 相对湿度在40%～80%之间变化, 因大西沟地表蒸发大, 其相对湿度略高于冰川.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川退缩地植物群落演替规律及机理研究

以空间代时间的方法, 研究了天山乌鲁木齐河源1号冰川退缩地植物群落的演替. 结果表明, 1号冰川退缩地现代冰期冰碛物上共出现被子植物15科50种, 以菊科、 禾本科、 石竹科和莎草科为主. 植物群落演替可明显分为4个阶段, 并且表现出菊科→石竹科→禾本科→莎草科的基本演替规律. 在时间序列上, 物种数、 物种丰富度、 物种个体数、 多样性指数和群落盖度等重要值都与演替时间呈显著正相关. 该区域内植物种的分布主要受风力种子传播驱动, 种子小而多、 易于通过风力传播、 且株型低矮抗逆性强的植物种类优先出现, 而土壤发育程度则是植物群落演替的直接决定因素.     

基于Landsat-7ETM+SLC-OFF影像的山地冰川流速提取与评估——以Karakoram锡亚琴冰川为例

Landsat-7机载扫描行校正器（Scan Line Corrector,SLC）失效后的ETM+影像（SLC-OFF影像）约有22%的数据缺失,严重限制了该影像在冰川研究中的应用,特别对长期缺乏高质量遥感影像的高亚洲地区冰川运动连续监测产生较大影响。以Karakoram 中部最大的锡亚琴冰川为例,初步评估了Landsat-7 ETM+SLC-OFF影像在山地冰川表面流速提取方面的适用性和可行性。选取2009年和2010年两景SLC-OFF影像,运用局部直方图匹配法（Local Linear Histogram Match,LLHM）和加权线性回归法（Weighted Liner Regression,WLR）修复缺失数据条带,并利用亚像元互相关方法对修复后两景影像进行冰川表面流速估算。结果表明,LLHM和WLR两种方法均能有效修复冰川区Landsat-7 SLC-OFF影像,其冰流估算结果与同期Landsat-5TM 影像的冰流结果较为一致,三者冰流速估算精度分别为±5.9m ·a^-1、±6.3m ·a^-1和±4.0m ·a^-1,验证了Landsat-7 SLC-OFF 影像在山地冰川流速监测中的应用潜力。     

气象要素影响下雪冰离子淋溶过程研究——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

为了更好地理解化学离子在雪坑中的迁移和保存,进一步解释冰芯记录,基于乌鲁木齐河源1号冰川海拔4130 m处的雪冰化学资料,研究了气温和降水与离子淋溶过程的关系.结果表明：气温与离子浓度呈负相关关系,夏季的雪坑离子浓度波动剧烈,冬季的雪坑离子浓度相对稳定.离子浓度随正积温的升高呈指数衰减趋势,当正积温至0℃以上时,离子浓度急剧降低;当正积温升至60℃左右时,离子浓度呈缓慢降低.不同离子的淋溶过程对正积温的响应有所不同,随着正积温的增加,SO₄^2-,NO₃^-,Na⁺,Cl^-,NH₄⁺和Ca²⁺的衰减趋势非常显著,而Mg²⁺和K⁺则呈现无规律性的变化.淋溶因子指出,融水渗浸作用导致雪坑中大部分离子被淋溶;不同离子的淋溶因子也有明显差异,Mg²⁺淋溶因子最小（0.43）,SO₄^2-淋溶因子最大（0.84）,说明Mg²⁺最为稳定,而SO₄^2-最易淋溶.降水对雪坑离子浓度的影响较为微弱,主要通过增加表层雪离子浓度而提升整个雪坑的离子浓度.     

祁连山老虎沟12号冰川积雪化学特征及环境意义

2012年6月在祁连山老虎沟12号冰川采集雪坑和表层雪样品, 结合相关分析法、 海盐示踪法、 气团轨迹法等方法, 对冰川积雪的主要化学离子特征、 来源及环境意义进行分析研究.结果表明, 积雪中平均离子浓度Ca²⁺>SO₄^2->NH₄⁺>NO₃^->Cl^->Na⁺>Mg²⁺>K⁺. 雪坑中Ca²⁺是主要的阳离子, SO₄^2-是主要的阴离子; 各种离子在雪坑中的平均浓度要远大于表层雪, 而且雪坑中的化学离子浓度峰值与污化层有着很好的对应性.同时, 与青藏高原、 中亚天山、 阿尔泰山以及北半球其他区域高海拔雪冰化学特征进行比较, 发现祁连山老虎沟12号冰川区积雪化学特征受亚洲粉尘源区陆源矿物影响较大.然而, 雪坑中的离子(尤其是Na⁺和Cl^-)除了陆源矿物粉尘之外, 部分还来源于海洋源.结合NOAA Hysplit模型对冰川区积雪化学离子来源进行了后向轨迹反演验证.     

Hydrochemical characteristics and solute dynamics of meltwater runoff of Urumqi Glacier No.1, eastern Tianshan, northwest China

Hydrochemical characteristics and solute dynamics of bulk meltwater draining from Urumqi Glacier No.1 were investigated in years 2006 and 2007.The glacial meltwater was slightly alkaline with the mean pH of 7.64 and 7.61 in 2006 and 2007,respectively.In the meltwater,the dominant anions were the bicarbonate and sulphate,and the dominant cation was calcium.The concentration of major cations were varied as c(Ca2+) > c(Mg2+) > c(K+) > c(Na+),while the order for the cations was c(HCO3) > c(SO42) > c(NO3) > c(Cl).The total dissolved solids(TDS) in meltwater had inverse relationships with the diurnal discharge.The major ion composition of meltwater was mainly controlled by rock weathering as inferred from the Gibbs model.Furthermore,the ion ratios and Piper diagram indicated that the main processes controlling the meltwater chemistry were carbonate weathering,pyrite weathering and feldspar weathering in rocks,and Ca2+ and HCO3 were the dominant ions during the carbonate weathering process.Solute flux calculation at Glacier No.1 station suggested that chemical denudation rates were 11.46 and 13.90 ton.km 2.yr 1 in 2006 and 2007,respectively.