冰芯和气象记录揭示的青藏高原百年来典型冷暖时段气候变化特征

气候冷暖变化问题是全球科学家研究的一个聚焦点,但高海拔地区的气候变化过程尚不十分清楚,作为全球气候变化的敏感区的青藏高原更是如此. 以青藏高原北部的古里雅冰芯、唐古拉冰芯和南部的达索普冰芯、宁金岗桑冰芯δ¹⁸O记录作为温度代用指标,同时结合青藏高原西北缘的吉尔吉斯斯坦Naryn站长期气象记录和北半球同时期的气温变化进行比较,研究了过去100 a来青藏高原北部和南部的温度变化. 结果显示：青藏高原过去100 a来共出现1910年左右、1920年左右、1950年左右、1970年代4个冷期,各冷期之间对应出现4次暖期,并且变冷的程度越来越弱而变暖的程度越来越强. 其次,青藏高原气候的变冷变暖在不同地区和不同时段差异很大：从空间尺度上看,青藏高原北部变暖过程比南部更强烈;从时间尺度上看,1910年左右和1920年左右的两次变冷十分明显,但1950年左右和1970年代的两次变冷不明显. 另外,虽然有发生在1990年代早期的短暂降温过程,但与其说是一个冷事件,还不如说是一次变暖过程中的短暂停顿,随后表现为持续升温.     

西秦岭迭山西北部冰川地貌分布及其特征

迭山西北部位于青藏高原的东缘, 属西秦岭山脉的西段. 在海拔3 700 m以上保存有类型较为齐全的冰蚀地形(冰斗、刃脊、U形谷、悬谷、粒雪盆、鲸背岩与基岩磨光面等)与冰碛地形(侧碛垄与终碛垄). 采用野外考察、遥感影像解译与填图等方法对该区的冰川地貌分布及其特征进行了探讨. 基于研究区冰川地形分布与特征, 结合青藏高原现代的抬升速率、邻近山地冰川地形的年代学资料以及其他古环境研究成果进行综合分析得出: 该区的古冰川发育于末次冰期, 末次冰期最盛期是其最主要的形成期. 冰川最盛时面积约38 km², 为具有暖底性质的冰帽冰川.     

青藏高原乌丽冻土区二氧化碳成因探讨

为了查明青藏高原乌丽冻土区天然气的组分与成因,对采集自乌丽水合物试验孔ZK1井及其周边钻孔的岩心顶空气、岩心解析气以及湖水气进行了组分和碳同位素测试分析,同时对ZK1井及其周边钻孔岩心中的碳酸盐岩碳同位素进行了测试分析。测试结果显示:该区天然气主要成分为二氧化碳,其含量在98%以上,烃类气体(主要为甲烷)含量很少;二氧化碳碳同位素主频在-4‰～-6‰(VPDB)之间,少量富烃样品的甲烷碳同位素主频介于-3238‰～-2782‰（VPDB）之间,碳酸盐岩的碳同位素平均值为-387‰（VPDB）。综合分析认为,研究区二氧化碳主要为幔源成因,可能与该区强烈的构造运动和岩浆活动有关。     

玉树和汶川地震前后区域水平形变的空间分布

以1999—2007年和2009—2010年两个时间段的GNSS观测资料为基础, 借助于多核函数解析、 滤波和应变场的无偏算法以及区域无旋转基准, 在运动场连续变化的条件下获得了玉树M_S7.1和汶川M_S8.0地震前后青藏高原东南地域运动与形变场, 并得到如下基本认知: ① 玉树和汶川地震前震源区构造活动在空间和较长时间上明显弱化, 最大正应变和最大剪切应变均处在区域构造活动的最低水平。 ② 与地震破裂相应的旋剪形变最大部位既不位于震源区也不远离震源区, 似乎存在某种协调有序活动, 玉树地震发震构造断裂带基本上处在区域右旋活动与左旋活动的过渡区上, 而左旋活动最大条带却为平行于该断裂带且相距约150 km的东北构造活动区内; 汶川地震发震构造断裂虽处在右旋活动的龙门山断裂带上, 但右旋活动最大条带为平行于该断裂带且相距约200 km的西北活动区内。 ③ 玉树地震震时较大水平形变的范围较小, 汶川地震震后水平形变仍较突出。 ④ 理塘—德巫断裂带的北段及周边地区应给予关注, 面应变为象限分布图像, 最大正应变和最大剪切应变均显示闭锁的迹象。     

青海高原中、 东部多年冻土及寒区环境退化

近年来, 随着全球气候变暖和人类社会经济活动的增强, 处于季节冻土向片状连续多年冻土过渡区的青海高原中、 东部多年冻土退化显著. 巴颜喀拉山南坡清水河地区岛状冻土分布南界向北萎缩5 km; 清水河、 黄河沿、 星星海南岸、 黑河沿岸、 花石峡等岛状冻土和不连续多年冻土出现融化夹层和不衔接多年冻土, 有些地区冻土岛和深埋藏多年冻土消失, 多年冻土上限下降、 季节冻结深度变浅; 片状连续多年冻土地温升高、 冻土厚度减薄. 1991-2010年巴颜喀拉山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升90 m和100 m, 1995-2010年布青山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升80 m和50 m. 造成冻土退化的主要原因为气候变暖, 使得地表年均温度由负变正, 冻结期缩短, 融化期延长, 冻/融指数比缩小. 伴随着冻土退化, 高寒环境也显著退化, 地下水位下降, 植被覆盖度降低, 高寒沼泽湿地和河湖萎缩, 土地荒漠化和沙漠化造成了地表覆被条件改变.     

冻融循环对青藏高原腹地不同生态系统土壤细菌群落结构的影响

通过构建16S rRNA基因克隆文库,研究了冻融循环对青藏高原腹地北麓河的高寒沼泽草甸和高寒沙化草原两种不同生态系统土壤细菌群落结构的影响. 结果表明: α-、 β-、 γ- 和δ-变形菌门(α-、 β-、 γ- 和δ-Proteobacteria)、 酸杆菌门(Acidobacteria)、 放线菌门(Actinobacteria)、 拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)为两个生态系统土壤共有的细菌类群, 其中, 变形菌门、 酸杆菌门及浮霉菌门细菌为研究区域优势菌, 而厚壁菌门(Firmicutes)为高寒沼泽草甸土壤所特有, 疣微菌门(Verrucomicrobia)和绿弯菌门(Chloroflexi)细菌是高寒沙化草原土壤特有的细菌类群, 表明青藏高原腹地两种生态系统土壤具有丰富的细菌多样性. 冻融循环会降低区域土壤的细菌多样性, 随冻融循环, 高寒沼泽草甸和高寒沙化草原生态系统土壤放线菌门丰度均呈现下降趋势, 但大部分细菌随冻融循环的变化在两种生态类型中呈现不同的变化规律, 结果说明冻融循环对于不同生态系统土壤细菌群落结构的影响既存在相似性, 也存在着较大的差异.     

高原湖泊鱼类生长特性与形态差异研究

根据2009年8—11月洱海流域采集的2991尾鱼类样本,研究了其生长特性与形态差异。结果表明,洱海流域大部分鱼类表现为匀速生长或近匀速生长,但有两种鱼类(中华青、大理裂腹鱼)呈现强异速生长。肥满度以吃食性鱼类最高(鲫、鲤、团头鲂),滤食性鱼类次之(鲢、鳙)。对主要优势种——麦穗鱼、鲫的形态分析表明,洱海麦穗鱼、鲫种群与西湖、茈碧湖、海西海三个湖泊的麦穗鱼、鲫种群在形态上均无显著差异。西湖、茈碧湖、海西海三个湖泊的麦穗鱼种群之间以及鲫种群之间均存在种群间差异(C.D<1.28),其中茈碧湖、海西海两个湖泊的鲫种群在眼径/头长性状上的差异达到亚种水平(C.D=1.5)。     

A comprehensive evaluation of tourism climate suitability in Qinghai Province, China

Qinghai Province is an important component of the Qinghai-Tibet Plateau in China. Scientific evaluation of the suitability of Qinghai’s climate for tourism can contribute to overcoming obstacles posed by climate on sustainable tourism development in Qinghai Province, including disparities between the low and high seasons, high altitude health concerns, and weather events. A tourism climate suitability evaluation model of the Qinghai-Tibet Plateau is constructed (Tourism Climate Suitability Index, or TCSI), and tourism climate suitability is comprehensively evaluated for Qinghai Province from climate data from 1960 to 2009. Results show that: (I) There is clear distributional characteristics of spatial-temporal variability of TCSI values in Qinghai Province. (II) Tourism climate suitability in Qinghai Province has significant seasonal and regional differences. The year is divided into a very suitable period (July and August), suitable tourism periods (from April and October), less suitable periods (From Nov to Mar). June to August is the most suitable tourism period in Qinghai. Qinghai Province is divided into five levels of tourism climate suitability: most suitable regions, very suitable regions, suitable regions, less suitable regions, and unsuitable region. (III) The key factor which influences regional differences in tourism climatic suitability is atmospheric oxygen. And the key factors which chiefly influence seasonal differences of tourism climate suitability are temperature and humidity, the wind chill factor, and barrier weather.     

Effects of elevated air temperatures on soil thermal and hydrologic processes in the active layer in an alpine meadow ecosystem of the Qinghai-Tibet Plateau

In this study,effects of elevated air temperatures on thermal and hydrologic process of the shallow soil in the active layer were investigated. Open-top chambers(OTCs)were utilized to increase air temperatures 1-2℃ in OTC-1 and 3-5℃ in OTC-2 in the alpine meadow ecosystem on the Qinghai- Tibetan Plateau.Results show that the annual air temperatures under OTC-1 and OTC-2 were 1.21℃ and 3.62℃ higher than the Control,respectively.The entirely-frozen period of shallow soil in the active layer was shortened and the fully thawed period was prolonged with temperature increase.The maximum penetration depth and duration of the negative isotherm during the entirely-frozen period decreased, and soil freezing was retarded in the local scope of the soil profile when temperature increased.Meanwhile, the positive isotherm during the fully-thawed period increased,and the soil thawing was accelerated.Soil moisture under different manipulations decreased with the temperature increase at the same depth. During the early freezing period and the early fully- thawed period,the maximum soil moisture under the Control manipulation was at 0.2 m deep,whereas under OTC-1 and OTC-2 manipulations,the maximum soil moisture were at 0.4-0.5 m deep. These results indicate that elevated temperatures led to a decrease of the moisture in the surface soil.The coupled relationship between soil temperature and moisture was significantly affected by the temperature increase.During the freezing and thawing processes, the soil temperature and moisture under different manipulations fit the regression model given by the equationθV=a/{1+exp[b(TS+c)]}+d.     

黄土高原典型塬区土壤热状况研究

在陆-气相互作用中,土壤热状况（土壤温度、土壤导热率等）和土壤湿度等陆面状况对大气环流和气候变化都有着重要影响。黄土高原横跨干旱、半干旱及半湿润地区,为我国第二大高原,幅员辽阔。该复杂下垫面上的陆-气相互作用不仅直接影响到黄土高原地区的气候和环境变化,而且对东亚、乃至全球的气候和环境变化都可能产生重要影响。而对黄土高原区域的土壤热状况及土壤温度的研究是黄土高原陆-气相互作用研究的重要组成部分。分析了黄土高原典型塬区不同下垫面的土壤温度状况,分析了造成各种下垫面温度分布和变化不同的原因,得到如下结论：在近地层,随着土壤深度的增加,土壤温度振幅逐渐减小,40 cm土壤温度相对以上各层变化不明显。就季节变化而言,土壤温度在1 a中有两次稳定状态。第一次出现在4月上旬,其值约为6 ℃左右;第二次出现在11月中旬,温度值为14 ℃。相对于全年土壤温度而言,在12月到次年2月有一个低温中心,温度低于零度;7～8月间有一个暖中心。各层土壤温度在1月份是最低的,其后一路上升,4、5月份是土壤温度快速上升期,至8月上旬土壤温度达到最大值,为土壤升温期;其后温度开始下降。土壤温度梯度具有明显的日变化特征,夜间,土壤的热量是从深层传向地表的,而随着太阳高度角的加大,土壤温度梯度转为负值,深层土壤从地表获得能量,到了傍晚19时左右,温度梯度又转为正值;土壤温度梯度的变幅在有植被时要明显小于无植被时。各站的日平均土壤导热率,柴寺、塬下和中心站分别是1.43,1.24,1.17 W·m^-1·k^-1,土壤物理性质和土壤质地的不同是各站土壤温度分布和土壤热传导率存在差异的原因之一。