CO<Subscript>2</Subscript> processes in an alpine grassland ecosystem on the Tibetan Plateau

In this paper, the CO2 concentrations profile from 1.5 m depth in soil to 32 m height in atmosphere were measured from July 2000 to July 2001 in an alpine grassland ecosystem located in the permafrost area on the Tibetan Plateau, which revealed that CO2 concentrations varied greatly during this study period. Mean concentrations during the whole experiment in the atmosphere were absolutely lower than the CO2 concentrations in soil, which resulted in CO2 emissions from the alpine steppe soil to the atmosphere. The highest CO2 concentration was found at a depth of 1.5 m in soil while the lowest CO2 concentration occurred in the atmosphere. Mean CO2 concentrations in soil generally increased with depth. This was the compositive influence of the increasing soil moistures and decreasing soil pH, which induced the increasing biological activities with depth. Temporally, the CO2 concentrations at different layers in air remained a more steady state because of the atmospheric turbulent milking. During the seasonal variations, CO2 concentrations at surface soil interface showed symmetrical patterns, with the lowest accumulation of CO2 occurring in the late winter and the highest CO2 concentration in the growine seasons.     

古尔班通古特沙漠南部沙垄水分动态--兼论积雪融化和冻土变化对沙丘水分分异作用

2004年3月至2005年7月对古尔班通古特沙漠南部典型半固定沙垄土壤水分进行了系统监测,结合气象资料,特别是对冬季积雪和冻土资料的分析,认为该沙漠沙丘土壤水分时空变化规律在很大程度上受积雪融化和季节性冻土的影响.由于冬季稳定存在20~30 cm的积雪于春季融化,使得春季沙丘土壤含水率成为全年最高的季节,从而为早春植物的萌发生长创造了有利的条件.冬季1 m多深的冻土于早春时节由表及里开始消融,沙丘表面融化的雪水在坡面重力作用下,沿难以透水的冻土层上界自坡上向坡下发生迁移,在春夏季形成了垄间最高、坡部次之和垄顶最少的土壤水分空间格局.该研究具有生态学意义,可为古尔班通古特沙漠特殊环境条件下植被恢复与重建提供依据.     

中国冰川径流的评估及其未来50 a变化趋势预测

基于中国冰川编目资料,应用冰川系统对气候变化响应的功能模型,按照几种不同升温率的气候背景,对全国各大流域冰川径流进行了评估,并对未来50 a冰川径流的变化趋势进行了预测.结果表明:1980年全国冰川总径流量615.7×108m3,在升温0.02 K.a-1及0.03 K.a-1情景下,2000年比1980年增大7.13%~10.8%,径流总量增至659.66×108m3~682.24×108m3;与此同时,冰川面积减少1.07%~1.62%,冰储量也减少1.14%~1.73%.2000—2030年全国冰川径流都将逐步增长,在2030年左右均达到了最高峰,径流增率ΔW/W0分别为9.6%及15.0%,总径流量分别为675.15×108m3,和707.91×108m3.2030年以后,全国冰川径流均开始从高峰缓慢回落,但直到2050年分别比初始径流量多8.6%及13.6%.因此,在2050年以前,特别是2030年前后是在上述气候情景下充分利用冰川融水的最好时机,但也是冰川洪水等灾害的多发期.就各流域来说,敏感型区径流高峰出现时间早而径流增率小,稳定型区则反之.如果出现极端的持续升温,如升温率为0.05 K.a-1,全国冰川径流增率可达26.5%,到21世纪末回落到1980年水平以下,而冰川储量损失达57%,届时中国西部生态环境将急剧恶化.     

祁连山多年冻土区天然气水合物的形成条件

祁连山多年冻土区面积约10×104km2,年平均地表地温为-1.5～-2.4℃,冻土层厚度为50～139m.区内侏罗纪小型含煤盆地广布,产有丰富的煤层气.南祁连盆地是一潜在的油气盆地,存在下石炭统臭牛沟组、下二叠统草地沟组、中三叠统大加连组、上三叠统尕勒得寺组4套烃源岩,具有良好的生油生气潜力.在木里煤田33号钻孔的冻土层内发现有连续逸出的高含量烃类气体,井口点燃即可燃烧,简易采气分析结果表明甲烷含量高达38.07%～75.9%.根据该钻孔的气体组分、年平均地表地温、冻土层厚度、地温梯度等数据分析,这里基本具备形成天然气水合物的温压条件,计算结果显示水合物稳定带的顶界和底界埋深分别为171 m和574m,稳定带厚度为403m.     

龙门山国家地质公园飞来峰成因的新证据

近来发现四川彭州（原称彭县）、什邡一带的飞来峰是第四纪冰川作用形成的。笔者等在塘坝子、葛仙山等飞来峰的底界及周边，多次发现飞来峰是压在早更新世的冰水堆积层之上。葛仙山北寨门、丁家湾，什邡大垭口等剖面的地质现象，充分说明塘坝子、葛仙山等飞来峰是第四纪中更新世时“飞”来，压盖上去的。同时可见飞来峰与第四系之间是“冷接触”，找不到确切的断层证据。笔者等还用现有的区域地质调查资料及新的地质成果，编制了1：10万更新世时的彭县至汶川的地质剖面图，并设想了冰雪层掩盖情况。那时岷江尚未剥蚀下切，按现在标高计的5000m处，即在光光山、太子城之上约1000m的“天”上。当时应在该处出露的石炭系-二叠系石灰岩，就是塘坝子、葛仙山飞来峰的根部。塘坝子、葛仙山就是从那里被冰川作用剪切、从母体分离的石灰岩，滑动、随冰川固体流，滑移到彭县来的。笔者还从理论上阐述了塘坝子、尖峰顶、天台山等如此巨大的山体，能被冰川作用拔起、挖掉、推走的原因和根据。从而解释了飞来峰“飞”行的过程。顺理成章，合乎自然，揭开了飞来峰之迷。     

青藏铁路清水河地区路基下伏多年冻土地温变化特征研究

基于埋设在青藏铁路清水河地区路基中两个断面内的共8个地温测试孔3年来的地温观测资料,研究了该地区铁路路基下伏高原多年冻土融化特征,分析了多年冻土上限的变化规律以及填筑铁路路基施工对下伏多年冻土赋存条件的影响。研究表明,由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土近地表的地温变化特征与天然地面下的多年冻土的地温变化特征有明显的不同,且向阳面与被阴面差别较大。多年冻土的上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,随着时间的推移,虽然残存在路基中的热量逐渐消散,多年冻土上限下降会逐渐稳定。由于受到太阳辐射和路基边坡形状及融化夹层的影响,多年冻土上限会逐渐稳定,但不会在短时期内上升到天然地面下多年冻土的上限水平。     

龙门山塘坝子葛仙山碳酸盐岩外来体的岩溶形态特征和成因

塘坝子葛仙山碳酸盐岩外来体中各种岩溶形态十分丰富。通过对岩溶形态特征的总结和岩溶与地层、构造关系的分析,讨论了外来体的成因,认为外来体是构造作用形成的飞来峰。     

多年冻土区桩基础桥墩随机地震反应分析

将随机振动理论、粘弹性边界条件的二维波动法以及结构动力分析有限元法结合起来，考虑场地地震动为零均值的高斯平稳随机过程，对青藏铁路多年冻土区桩基础桥墩进行了随机地震反应分析，计算了9度地震作用下桥墩随机地震响应最大值的均值和均方差，分析了冻土层及桥墩高度对桥墩随机地震响应的影响。     

青藏铁路冻土区土体冷生过程对路基变形影响

一般地区路基土体变形主要受土体压密过程控制,青藏铁路冻土路基变形则主要是受土体冷生过程影响和控制。通过对填土路基修筑后土体冷生过程以及工程实测数据分析,指出冻融过程不同阶段冻土路基变形与土体冷生过程有着密切关系。认为控制填土路基冷生过程稳定时间和填土路基地温场形态,是减少冷生过程和铁路长期运营过程中路基变形、保证冻土区路基工程长期稳定性的有效途径。此认识已经在青藏铁路冻土区路基工程建设实践中得到证明。     

皖南蓝田组碳酸盐岩碳和氧同位素地球化学研究

为了认识新元古代雪球地球事件之后地球表面气候和环境的变化,前人对华南震旦系地层中的陡山沱组和灯影组灰岩进行了大量的古生物地层学和稳定同位素地球化学研究,特别对碳同位素漂移与冰期之间的对应关系提出了很多假说和模型.本文就出露在皖南地区的震旦系蓝田组灰岩进行了方解石和白云石的碳氧同位素分析,分析结果为其沉积环境研究提供了重要的地球化学依据.