黑龙江黑河地区早侏罗世岩浆弧的火成岩记录及其成因

黑河地区广泛发育中生代火成岩类,但是其形成时代、不同阶段的火成岩组合、岩石成因以及形成的大地构造背景还有争议.对黑河卧牛湖一带的侵入岩开展详细的野外地质学、岩石学、地球化学、年代学等研究,以揭示岩石的时代、成因等.对卧牛湖附近产出的闪长岩及二长花岗岩开展的LA-ICP-MS锆石测年结果表明其形成于175.53±0.53 Ma和177.25±0.45 Ma,即早侏罗世.该区这一时期火成岩主要为深成相侵入岩、少量脉岩,岩石类型主要为（二长）花岗岩、花岗闪长岩及少量的二长岩类,脉岩主要为花岗质、闪长质岩脉等,是含有英云闪长岩（T₁）-奥长花岗岩（T₂）-花岗闪长岩（G₁）的T₁T₂G₁G₂岩石组合,上述岩石在TAS图上主要是亚碱性系列,硅钾图上主要为高钾钙碱系列,Peacock指数为钙碱性或碱钙性,准铝质-过铝质,硅镁图中多为MA系列,微量元素蛛网图一般富集Rb、K、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、La、Ce、Ti等元素,稀土元素配分曲线为右倾型,轻稀土较陡,重稀土较平缓.上述岩石组合及其特征均指示岛弧岩浆岩的特征.结合构造环境判别认为该花岗岩类形成于与洋俯冲有关的环境,岩浆可能形成于俯冲玄武质洋壳的局部熔融并与上覆地幔楔发生过反应以及兴安弧下地壳的局部熔融,认为与北部蒙古-鄂霍次克洋的演化有关.      

筑坝拦截对黑河河道沉积物粒度空间分布的影响

河流沉积物对流域环境变化具有敏感响应,其粒度参数能反映沉积环境中物质来源和水动力环境.本文以黑河流域上中游为研究区域,探究河流沉积物粒度对流域环境变化的响应.从黑河上中游干流22个主要控制断面采集河床沉积物样品,采用筛分法和吸管法对沉积物样品粒度参数进行测定,并分析其空间分布规律对筑坝拦截为主的环境改变响应.研究结果表明：受梯级水库建设影响,黑河上中游泥沙粒径大小差异显著.干流库区泥沙粒径较自然河段明显减小,分选很好,呈正偏或极正偏尖锐分布,而且在库区不同沉积高度上表现出分层沉积特征;坝下游河段因遭受强烈冲刷,较自然河段泥沙粒径粗化显著,分选变差,偏态趋向极正偏,峰态尖锐化;水库回水区受水库壅水及下泄清水的双重制约,泥沙粒度参数介于自然河段和坝下游河段之间,整体分选中等,呈极正偏尖锐分布;沉积环境分析表明,上游支流河段沉积物粒度特征受泥沙供给和物源特征的影响较水动力条件显著,干流河段沉积物粒度特征主要受水动力条件控制.研究结果既符合河流上中游沉积物粒度分布规律,也反映了河流环境变化对沉积物粒度组成的影响.     

流域水资源初始产权界定初探一以黑河流域中游为例

随着水资源短缺程度的加剧,可交易水权制度逐渐成为当今世界水资源管理制度发展的新方向.水资源初始产权是水资源管理的基础和前提.在干旱区内陆河流域,产权初始配置要在生态环境可持续的前提下,坚持公平、效益相结合的分配目标和配置原则.通过建立初始水权配置指标体系,对黑河流域进行实地问卷调查,在此基础上对用户调查结果进行专家判断修正,应用层次分析法研究了各分配指标的权重分布.以黑河流域张掖地区为例的界定结果表明,除上游的肃南县和山丹县外,其余各县市的实际用水量都超过了各自界定的初始水权,这种差别为水资源产权交易管理提供了现实依据,为开展流域上游的生态保护补偿提供了理论基础.     

黄河上游茨哈峡至积石峡段鱼类资源调查(2005-2010年)

2005-2010年对黄河上游茨哈峡至积石峡河段进行鱼类资源调查.结果表明,该河段分布有鱼类39种,分别隶属6目9科29属.鲤形目为主要类群,共2科8亚科20属27种,鲤科16属16种,鳅科4属11种;鲑形目2科3亚科4属5种;鲈形目2科2属4种;鲇形目、鳉形目、合鳃鱼目各1科1属1种.采集到鱼类36种,新增补鱼类7种(其中土著鱼类1种,外来鱼类6种).Margalef丰富度指数为0.692~1.753,香农威纳生物多样性指数为0.796~1.734,Shannon-Wiener改进指数为2.699~9.349,Wilhm改进指数为0.733~1.839,辛普森指数为0.406~0.764,Pielou指数为0.495~0.850.这表明该河段鱼类多样性不高,各样点间差异不显著,但不同水域渔获物组成存在一定的差异.本文对重要土著鱼类和外来鱼类的生态习性进行调查,并对鱼类资源衰退进行分析,提出了保护建议.     

黄河上游近60年水沙变化特征及其影响因素

由于受人类活动及气候变化影响,黄河上游干流水沙特征发生显著变化。为探究黄河上游水沙变化情况,基于黄河上游5个水文站1964-2019年水沙、遥感影像等数据,利用Mann-Kendall检验法、滑动t检验法、累积距平曲线和双累积曲线等突变检验方法和小波分析法,对黄河上游水沙变化特征进行研究。利用水沙关系曲线及线性回归法等方法估算人类活动和气候对水沙变化的贡献率,并着重讨论梯级水库建设及土地利用变化对水沙的影响。结果表明:1)黄河上游玛曲-小川段流域内降雨量和径流量变化幅度不明显,贵德站、循化站、小川站1986-2019年年均输沙量分别减至1964-1985年的9.8%、24.6%、38.8%,输沙量大大减少。黄河上游玛曲-小川段径流量突变多在1986年,输沙量突变多在1969、1986、2004年,径流量存在8、16、22 a周期,输沙量存在4~8、18~21、27 a周期。2)1969年后,河流输沙能力增强,水沙关系显著改变。在不同时段内,人类活动对径流量变化在1987-2019年贡献率为66.3%,对输沙量变化在1970-1986、1987-2004、2005-2019年的贡献率为72.96%、70.73%、69.7%。人类活动对黄河上游干流水沙影响占据主导因素。3)刘家峡水库淤积最为严重,单库运行期水库淤积量为2.39亿t,排沙比变化范围为1.39%~10.7%。梯级水库联调使得径流量在1964-2004年间减少47.8%,1964-2019年间梯级水库减沙94.8%,梯级水库对输沙量影响远大于对径流量的影响。4)1980-2020年间,草地面积增加了1880.03 km²,增幅3.1%,有利于减少输沙量,草地拦沙效益大于截流效益。     

基于生态敏感性和生态系统服务的黑河中游生态功能区划与生态系统管理

生态功能区划是协调生态保护与经济发展的矛盾、实施区域生态系统管理的重要途径。以黑河中游为研究区,基于基础地理信息数据、自然地理数据和土地覆被数据（1986、1995、2000、2010、2011年）,在生态敏感性和生态系统服务重要性分析的基础上,以最小子流域为基本单元,运用二阶聚类法进行生态功能区划;并依据主导生态系统服务对研究区进行分区管理与生态调控。得出结论：（1）黑河中游生态系统类型以荒漠、草地和农田为主,占总面积的90%;森林、水域、城镇与农村居民点零星分布,所占面积不到10%;1986-2010年,农田经历了减少-扩张-再减少的变化,但城镇与农村居民点一直呈现扩张趋势;（2）西北部生态敏感性明显高于东南部,其中极敏感区（约占24%）主要位于张掖-临泽-高台平原北侧、合黎山、祁连山山前戈壁与荒漠、肃南明花区;高度敏感区（约占58%）分布于走廊中部冲洪积平原;（3）各生态系统服务重要性空间分布格局具有一定的相似性,非常重要和极重要综合服务功能区约占3.2%,位于走廊中部的黑河干流缓冲区内;中等和一般重要地区约占20%,分布在山丹和民乐境内祁连山、焉支山、龙首山附近;（4）黑河中游可分为祁连山森林草地生态区、走廊冲洪积平原农田生态区和走廊北部平原灌丛荒漠生态区3个生态区8个生态功能区,依其主导生态系统服务分为生态保育区、生态协调区和生态控制区3类,进而提出了对应的生态系统管理措施。     

台风与中纬度槽的相互作用对其转向之后的路径的影响

选取三个台风个例(2004年“桑达”、2005年“彩蝶”、2009年“彩云”),分别以多个相邻时次作为初始时刻进行一系列的数值模拟,结果表明热带气旋(TC)与上游槽相互作用的关键区域的预报误差与TC转向后的路径预报误差表现出显著的相关性。以2010年“马勒卡”台风为个例的敏感性试验证实了中纬度下游环流的发展及TC转向之后的移动路径对TC的强度和TC相对于上游槽的位置很敏感,这个结果给出了TC路径对TC-槽相互作用的敏感性的一个例子或一种方式。若TC增强或更接近上游槽,TC与上游槽的相互作用增强,TC向中纬度输出低PV空气的能力增强,由此导致下游区域的PV梯度增大,同时TC对中纬度梯度的扰动也会加强,因而会引起中纬度下游环流发展增强,且偏经向,TC在转向之后的路径偏北偏西;反之则下游环流偏纬向,路径偏南偏东。      

汾河上游土地利用变化及其水文响应研究

以河岔水文站以上的汾河流域为研究区,采用土地利用转移矩阵和SWAT模型模拟方法,就汾河上游土地利用变化对水文过程的影响进行研究. 流域从1995-2000年,以耕地向林地和草地转变为主;从2000-2010年,城市建设用地不断增加,主要是对耕地的占用. 结果显示,在相同气候背景、不同土地利用情景（1995、2000年2010年）下,流域1992-2000年多年平均产水量微弱增加（分别为85.69 mm、85.75 mm和85.82 mm）,主要因为耕地持续减少,草地和城市建设用地不断增加. 但是各年产水量的大小关系不完全一致,枯水年和平水年与丰水年存在差异,而土壤水分呈现一致的减少状况. 子流域水平上,降水条件同样影响水文过程对土地利用变化的响应程度. 以上结果表明,汾河流域在退耕还林还草政策等影响下,土地利用发生变化并且直接影响流域的水文过程,但是流域水文过程对土地利用变化的响应还受到降水的影响.     

汉江上游谷地与渭河谷地黄土化学风化程度比较

比较汉江上游谷地及渭河谷地典型黄土剖面的元素组成、化学风化强度及常量元素迁移特征,揭示秦岭南北两侧黄土-古土壤剖面的成壤强度及其所指示的环境演变特征,两者差异及共性如下：① 两剖面化学组成均以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,元素组成均一且高度混合,与上部陆地壳（UCC） 的化学成分十分接近,该些证据均指示两区域黄土是来源广泛并经过充分混合的风尘堆积产物。② 据CIA 值可判定MTS 及YHC 剖面均经历了中等风化作用,比较两剖面CIW值、A-CN-K三角图投点特征及元素迁移率知,汉江上游谷地的黄土-古土壤序列经历的化学风化作用更强,Ca 及Na 元素的丢失率更高,Al、Na、Mg、Si 等常量元素的迁出率更大。③ 依据Fe、Na迁移率的全剖面变化曲线知,汉江上游谷地与渭河谷地自全新世以来经历了相同的气候演变阶段,均记录了6000-5000a BP的干冷气候事件。     

基于GPD分布的黑河流域极端降水频率特征分析

采用广义帕雷托分布(GPD)对黑河流域极端降水的频率特征进行了分析。采用百分位数法、Hill图法、年交叉率法选取了极端降水阈值,借助L矩法对GPD分布的参数进行了估计;采用Mann-Kendall和Pettitt方法对超阈值日极端降水序列的平稳性进行了检验。结果表明：① 采用百分位数法和Hill图法得到的日极端降水阈值差别很大,在综合考虑以上两种方法的基础上,结合年交叉率法,最终确定了流域各站点日极端降水的阈值;② 根据Mann-Kendall和Pettitt方法,超阈值日极端降水序列基本满足平稳性假定;通过Kolmogorov-Smirnov检验以及理论频率曲线和经验频率曲线的拟合程度可以看出,GPD分布能够很好地拟合研究区极端降水的分布特征;③ 通过分析理论累积频率达到90%以上的极端降水可以发现,黑河流域20世纪60年代发生极端降水的次数最多,其次是90年代以后,70年代、80年代发生极端降水次数较少;在过去51年间,下游发生极端降水的次数最多,其次是中游和上游。