GIS支持下的小流域水土保持应用研究

以黄河水土保持生态工程邙山生态园区邙山小流域水土保持为例,基于GIS技术,采用高分辨率遥感卫星IKONOS和高精度1∶1万比例尺DEM数据源,对小流域土地利用、植被覆盖、土壤侵蚀等进行了分析,建立了一个初步的水土保持应用系统.实现了水土保持信息查询、水土保持系列制图、水文特征分析、土壤侵蚀量估算等功能,对推进空间信息技术在水土保持领域应用进行了有益的探索.     

中原邙山黄土及最近200 ka构造运动与气候变化

位于黄土高原隆升区与华北平原沉降区过渡带上的中原邙山黄土 ,是风尘源区就在黄河下游冲积扇扇顶部位的近源砂黄土 ,它记录了最近 2 0 0ka构造与气候耦合效应的信息 .在风尘堆积过程中 ,于倒数第二冰期末 ,约 0 .1 5MaBP ,发生了以沉积速率突然加快为标志的环境突变事件 ,黄河贯通三门峡东流给风尘沉积带来了丰富的物源 ,形成厚 1 5 .7m的S1古土壤和 77.3m的L1黄土 .邙山黄土 古土壤序列不仅详细地记录了东亚季风在这一特定地区的气候响应 ,而且清楚地反映了构造作用下黄河干流切穿三门峡东流入海引起的环境效应 .     

关于黄河贯通三门峡的时代

黄河的发育是晚新生代东亚构造地貌演化和环境变迁的重大事件.从整体上看,黄河只有贯通晋豫间的三门峡,东流入海,才称得上黄河干流的最终形成.三门峡是研究和探讨黄河形成、演化的关键部位之一.根据古三门湖消亡与邙山晚更新世黄土沉积速率突然增大揭示的重大环境突变事件,黄河大约于150 kaB.P.前后贯通三门峡东流入海,现代黄河水系最终形成.      

中原邙山黄土地层划分的讨论

地层时代和地层划分研究一直是基础性、先导性工作,随着科学研究的深入和材料的丰富,地层划分不断被重新认识。黄土地层时代和划分主要依靠OSL、14C、古地磁和磁化率的对比。中原邙山因发育巨厚的马兰黄土而闻名中外,但地层划分却出现了不同的认识。早期对赵下峪剖面的研究认为L₁层厚98 m,并发育L₁SS₁弱古土壤层;剖面底部出露最老地层为S₁₀层。后来的观点把早期的L₁层划分为L₁、S₁、L₂层,剖面底部出露最老地层为S₁₁层。通过对B/M界线进行详细的古地磁研究,剖面上部补充年代测试样品,结合已有测年结果,分析认为早期对L₁的划分和对剖面最老地层的确认是正确的,但B/M界线位置划分有误;而后期的研究对B/M界线位置的划分是正确的,但把底部最老地层划分为S₁₁是不当的,同时把马兰黄土中弱古土壤层L₁SS₁划分为S₁也是不合适的。地层对比表明,邙山黄土发育了S₀—S₁₀黄土—古土壤序列,B/M界线位于L₈下部。      

大风刮来的邙山

在郑州市西北部,黄河南岸,有一条东西走向的山岭,人们习惯把它称为邙山或邙岭。邙山又名北邙,是崤山的支脉。广义的邙山起自洛阳市北,沿黄河南岸绵延至郑州市北。     

中原邙山黄土与末次间冰期以来古季风特征

中原邙山赵下峪剖面出露S10以上黄土地层,厚度大于172.1m。末次间冰期S1古土壤厚15.7m,末次冰期L1黄土厚达77.3m,其中晚冰阶L1LL1黄土、间冰阶L1SS1古土壤和早冰阶L1LL2黄土分别厚41.6m、13.2 m和22.5 m。邙山黄土是厚度最大的晚更新世黄土地层剖面之一,记录了丰富的气候环境变化信息。用SPECMAP氧同位素曲线确定的阶段界限的日历年龄为标定点和磁化率年龄模式,获得相应的时间标尺,据以计算出S2以上各层段的平均沉积速率和分辨率。邙山黄土倒数第二间冰期以来不同冰期或冰阶与间冰期或冰阶的粒度、平均沉积速率和分辨率有很大的差异,其中以末次冰期晚冰阶L1LL1黄土的平均沉积速率为最高,达3.45 mm／a,而末次问冰期S1古土壤的沉积速率亦高达0.28 mm／a。本文主要根据赵下峪剖面的磁化率和>45μm粗颗粒含量变化曲线,并与格陵兰GRIP冰心和深海SPECMAP氧同位素曲线对比,讨论末次间冰期以来古季风特征及其相互关系。     

中原末次冰期间冰阶以来的古季风气候变迁

中原邙山黄土地层以巨厚的马兰黄土为特色。本文研究了末次冰期间冰阶以来邙山黄土－古土壤序列的粗颗粒含量和磁化率值曲线反映的冬夏季风变迁及其相互关系,发现在万年尺度上夏季风增强对应于冬季风减弱,冬季风增强对应于夏季风减弱,但在千年尺度上冬季风变化比夏季风强烈得多,而且末次间冰段开始时冬季风减弱明显早于夏季风增强。通过中原黄土记录与深海及冰芯Ｏ同位素记录的对比,发现短时间尺度气候变化阶段明显具有很大的区域性特征,它们不能简单地进行等时性全球对比,而应该通过各自独立的时间标尺来建立古气候变化的远距离联系。     

郑州邙山官庄峪黄土地层研究

邙山官庄峪剖面共厚154.9 m, 出露S10及以上黄土-古土壤地层序列, 特征的马兰黄土厚度达70.125 m, 具有明显的粗粒、均匀特点, 且在该段地层中部, 并没有比较明显的弱古土壤层。磁性地层测量表明B/M界线置于深度132.04 m处, 位于L8的下部; 剖面底部未进入Jaramillo正极性亚时。与赵下峪剖面对比结果显示, 以B/M界线为标志, 72 m以下地层两者高度一致, 只是对地层的划分不同而已; 但赵下峪剖面中比较特征的具有较高磁化率值的L1SS1地层单元, 在官庄峪剖面却无明显表现, 其原因可能需进一步深入研究。      

郑州邙山桃花峪高分辨率晚更新世黄土地层

风成邙山黄土分布于河南郑州西北黄河南岸。黄土序列较完整,初步研究了桃花峪剖面S₂以上黄土地层,S₀、L₁、S₁、L₂和S₂分别厚0.6m、70.8m、9.9m、12.4m和1.0m。特别有意义的是晚更新世马兰黄土厚度巨大,分辨率高。以10cm间距对邙山桃花峪剖面进行了磁化率测量,并与海洋氧同位素时间序列进行对比,按Kukla等的磁化率年龄模式,获得相应的年代时间标尺。对末次冰期黄土以40cm间距进行了粒度分析,不同冰期或冰阶的平均沉积速率和分辨率有很大的差异。特别是末次冰期晚冰阶黄土粒度所反映的冬季风振荡的频率和幅度都超过了格陵兰冰芯记录。邙山晚更新世黄土地层是进行高分辨率黄土地层与短时间尺度过去全球变化研究的极好对象.      

GIS支持下的小流域水土保持应用研究

以黄河水土保持生态工程邙山生态园区邙山小流域水土保持为例,基于G IS技术,采用高分辨率遥感卫星IKONOS和高精度1∶1万比例尺DEM数据源,对小流域土地利用、植被覆盖、土壤侵蚀等进行了分析,建立了一个初步的水土保持应用系统。实现了水土保持信息查询、水土保持系列制图、水文特征分析、土壤侵蚀量估算等功能,对推进空间信息技术在水土保持领域应用进行了有益的探索。