2002年, 第24卷, 第1期　刊出日期：2002-02-25

  

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研究论文
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  中低纬度MIS 3b(54～44 ka BP)冷期与冰川前进

  施雅风, 姚檀栋

  冰川冻土. 2002, 24(1): 1-9. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0001

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  MIS3b冷期在古里雅冰芯记录表现为54～44kaBP比现代温度低5℃的冷期,与MIS3c(早期)和MIS3a(晚期)温度高出现代3℃和4℃情况迥然相反,而和以23ka的岁差周期(precessional cycle)所导致的日射变化一致,在65°N～60°S间有重大作用.初步检阅现代有测年资料的末次冰期冰川前进文献,发现MIS3b冷期导致的山地冰川前进分布在亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、大洋洲12个地区23个地点.当时降水较多与冷期降温抑制消融相结合,使冰川伸展范围都超过气候严寒而干燥的MIS2期内通常所说25～15kaBP末次冰盛期(LGM)的冰川规模.若干种新的测年方法包括改进的光释光(OSL)法、红外释光(IRSC)法、宇宙成因³He、¹⁰Be、²⁶Al和³⁶Al测年、U系法、连同原应用的¹⁴C法、热释光(TL)法、ESR法和径迹法(fissiontrackmethod)有助于末次冰期多次冰川前进时间的确定,但某些数据也存在不确定性.虽然古里雅冰芯记录明确了MIS3b冷期的重要性,但我国西部山区对该期冰川前进的定年研究还很少,亟应加强工作,以弥补不足。
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  青藏高原多年冻土地区公路路基变形

  刘永智, 吴青柏, 张建明, 盛煜

  冰川冻土. 2002, 24(1): 10-15. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0002

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  通过对现场实体工程的长期监测资料和路基破坏机理分析研究,使我们对沥青路面对多年冻土的严重影响,导致多年冻土的升温与退化,使路基产生较严重的不均匀下沉变形,及其它所引起的一系列路基病害问题的发生发展过程有了较为系统和深刻认识,取得了大量现场实测资料及研究成果.讨论了高温多年冻土地区冻土路基的变形特征,以及冻土路基变形与工程地质条件的关系,给出了路基随地温波动变化而发生的变形过程。
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  冰川系统变化的模型研究——以西藏南部外流水系为例

  谢自楚, 冯清华, 刘潮海

  冰川冻土. 2002, 24(1): 16-27. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0003

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  以西藏南部外流水系冰川系统结构为基础,应用冰川消融与夏季气温的关系、冰川径流变化规律、平衡线的代表性特征及其上升的降温效应,提出冰川系统变化的功能模型.结果表明:在持续升温的情景下,海洋型冰川对径流变化响应迅速,且退缩快、寿命短,而增流率不大,增流期短,在本世纪内径流将全面衰减;大陆型冰川对径流变化响应迟钝,且退缩慢、寿命长,而增流率大,增流期长,下世纪以后径流才将衰退;规模大及高差大的冰川比规模小及高差小的冰川退缩慢,寿命长,而增流率大,增流期长。
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  青藏高原多年冻土沉积物中埋藏植物DNA特征的初步分析

  林清, 施苏华, 彭平安, 程国栋

  冰川冻土. 2002, 24(1): 28-31. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0004

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  多年冻土沉积物长期处于负温及封闭条件下,使得其中埋藏植物材料得到较好的保存,成为获取古DNA分子的理想材料.采用常规的CTAB法提取多年冻土中埋藏植物材料的DNA,并用琼脂糖凝胶凝胶电泳检测.结果表明,从多年冻土埋藏植物材料中可以提出DNA,而且所提出的DNA不仅具有降解的小分子量DNA分子,而且还有大分子量DNA.提取的埋藏植物材料的DNA多呈棕褐色,指示了在埋藏过程可能发生一定的聚合.电泳结果表明,随埋藏时间的增加(深度增加),埋藏植物材料中DNA含量呈下降趋势.由于埋藏植物材料在不同时代的多年冻土中均有发现,其DNA分子的提取为深入研究其特征所带遗传信息,重现植物大分子物质在地质历史中的演化提供了可能。
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  长江三角洲千年冬温序列与古里雅冰芯比较

  陈家其, 施雅风

  冰川冻土. 2002, 24(1): 32-39. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0005

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  利用长江三角洲史料优势,重建公元820年代以来,年代级冬温序列.为测试古里雅冰芯记录的影响力,与之作比较研究.结果显示:其年代级变化背景有很好的对应关系,年代级变化有大同小异的复杂情况.舍弃量级,就年代级温度,降水升降,约有一半是同步的,且有大致对应的温湿组合.说明两地虽远隔数千公里,环境生态条件悬殊,年代级气候变化仍有响应.最后就形成响应的成因机制作初步分析。
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  近300a来古里雅与长江下游温度变化所受太阳活动、火山活动的影响分析

  杨保, 施雅风, 周清波

  冰川冻土. 2002, 24(1): 40-45. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0006

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  分析了近300a来古里雅冰芯δ¹⁸O值和长江下游温度变化与太阳活动、火山活动的关系.结果表明,无论在年际尺度,还是在10a尺度上,西昆仑山的古里雅冰芯和中国东部的长江下游地区的温度与以太阳辐照和太阳黑子周期长度为代用指标的太阳活动有良好的相关关系.火山活动对古里雅、合肥冬温和杭州春温有明显的降温作用.1810’s—1830’s时段不仅合肥冬温和杭州春温发生了剧烈的变化,而且处于高亚洲中西部的古里雅冰芯δ¹⁸O值也急剧下降,同时在北半球温度重建曲线上这一时段也是一个冷谷,表明该时段的气候变化可能具有全球性,而强烈的火山活动和微弱的太阳活动可能对温度的快速降低起触发作用。
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  SCL与中国东部气候年代际变化

  柳艳香, 高晓清

  冰川冻土. 2002, 24(1): 46-50. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0007

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  据宇地磁耦合原理,利用太阳黑子周期长度(SCL)的变化及其与地磁场(文中主要考虑地热)的关系,模拟计算并重建了中国东部历史时期的气温序列变化,除了个别时段外,模拟曲线与修正后的竺可桢曲线十分相似;分析了2500a来中国东部气候的年代际变化.结果表明,该曲线能较好地再现2500a来中国东部气候的冷暖变化.对竺氏曲线中有争议的几个冷暖时段,如公元150—350年的温暖期、1050—1150年的小气候适宜期等,模拟结果与后来研究者分析的结果相合.中唐至五代的气候冷暖交替变化不稳定.该曲线也能清晰地反映出小冰期中国东部气候各个时段的变化以及现代气候的变化趋势。
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  西北地区古代生土建筑物冻融风蚀机理的实验研究

  屈建军, 王家澄, 程国栋, 李芳, 俎瑞平

  冰川冻土. 2002, 24(1): 51-56. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0008

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  西北地区独特的旱寒条件,一方面使古代生土建筑物得以建筑和保存,另一方面,强烈的冻融风蚀作用致使许多生土建筑坍塌殆尽,导致这一不可再生资源的破坏.通过对古代生土建筑物冻融风蚀的模拟实验,研究发现,冻融风蚀是古代生土建筑物毁坏的主要因素.当冻融次数相同,随含水量增加,风蚀强度增大,尤其是当含水量相同条件下,随冻融次数的增加,风蚀量显著增大.因此,反复冻融循环作用所引起的土体微结构破坏是古代生土建筑物毁坏的主要原因,而风蚀又是其主要动力机制.风洞模拟实验结果表明,5%LS和10%PS耐冻材料具有良好的抗蚀性,因此,在自然条件严酷的西北地区,采用该防护材料是对古代生土建筑物进行科学保护的一种重要途径。
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  乌鲁木齐河源1号冰川夏季积雪中δ¹⁸O的时空变化

  章新平, 姚檀栋, 焦克勤, 孙维贞

  冰川冻土. 2002, 24(1): 57-62. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0009

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  利用实测资料分析了乌鲁木齐河源1号冰川东支表层和浅层粒雪中δ¹⁸O的变化,δ¹⁸O与温度的关系以及消融和蒸发对粒雪中δ¹⁸O的影响.分析表明:乌鲁木齐河源1号冰川无高度效应,受消融的影响,且有时出现反高度效应;消融和蒸发的结果使得来自同一降水的表面粒雪易发生稳定同位素的富集,下伏层中δ¹⁸O的变化受上覆雪层中消融水的影响.采样期间发现,不同时段采样系列中的δ¹⁸O与降雪初始平均温度存在一定程度的正相关关系.δ¹⁸O/温度梯度随采样时间的滞后逐渐变小。
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  从冰前风沙地貌初看普若岗日冰原的形成演变

  李孝泽, 姚檀栋, 屈建军, 张伟民

  冰川冻土. 2002, 24(1): 63-67. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0010

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  野外实地考察和室内样品分析表明,位于普若岗日冰原西侧冰川前缘带的大片风沙地貌,直接发育在冰碛之上,并以冰碛为主要物质来源,与冰川运动和冰原环境具有密切的联系,是相关冰川和冰原形成演化过程的良好反映与记录.结合沙丘沉积序列中的沉积构造测量、粒度分析及腐殖质夹层的¹⁴C测年等结果,初步得出:普若岗日冰原至少形成于18kaBP;冰原降水可能主要来自西风降水;18kaBP以来,冰原在总体上处于收缩过程,在约108kaBP来,冰原西缘的零平衡线的年均水平退缩速率约为088～102m·a^-1,铅直升高速率约为24～32mm·a^-1。
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  利用NOAA-CHAIN监测近10a来中国西北土地覆盖的变化

  马明国, 角媛梅, 程国栋

  冰川冻土. 2002, 24(1): 68-72. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0011

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  近10a来,中国西北地区土地覆盖发生显著的变化.利用基于遥感的中国西北土地覆盖动态监测系统NOAAAVHRRProcessingChain(NOAACHAIN),预处理1990年7～8月和1999年7～8月NOAAAVHRR影像资料,对预处理过程的大气纠正和几何纠正方法及有关参数的计算进行详细的介绍.对计算的参数NDVI进行统计,获取两个时期土地覆盖变化的数据.从NDVI差值分布图可以看出中国西北植被指数普遍减小,植被退化严重,严重退化的地区主要分布在青海东部农牧交错区、新疆的天山地区和塔里木河下游的“绿色走廊”地带等;中度退化地区分布在青海的柴达木盆地、新疆的准葛尔盆地和塔里木盆地南部、甘肃的民勤地区、陕西北部和甘肃庆阳地区北部等.植被增加的地区主要分布在伊利河流域、新疆北部、青海南部、甘肃兰州附近和陕西的秦岭等局部地区。
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  黑河中游金塔地区生态环境变化遥感监测

  鲁安新, 陈贤章, 王建, 王丽红, 吴立宗

  冰川冻土. 2002, 24(1): 73-78. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0012

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  利用1990年和2000年的TM遥感资料,在经过定标、几何校正和图像增强等图像处理的基础上对土地覆盖类型进行解译,从而实现黑河中游金塔地区的生态环境遥感动态监测.从监测结果计算出黑河中游金塔地区2000年的生态环境相对于1990年的生态环境变化如下:人工用地增加34.17%,农业用地增加19.47%,水体增加8%,湿地增加6.3%,未利用土地增加了1.73%,自然/半自然植被减少42.78%.并对这些生态环境变化的原因进行了初步探讨。
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  南极伊利莎白公主地50m雪芯雪冰化学研究

  张明军, 李忠勤, 效存德, 秦大河, 康建成, 李军

  冰川冻土. 2002, 24(1): 79-82. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0013

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  利用1996/1997年度中国首次南极内陆冰盖考察获得的50m雪芯雪冰化学资料,对南极伊利莎白公主地250a来的雪冰化学特征进行了初步研究.结果表明,3种海盐离子(Cl^-,Na⁺和Mg²⁺)的变化趋势表现出惊人的相似性,除个别年份出现高值外,变化均较为平缓,总体上呈现出略微上升趋势;Ca²⁺和K⁺的变化更为平缓,总体变化趋势很不明显;变化最为剧烈的是NO₃^-、NH₄⁺和SO₄^2-,NO₃^-和NH₄⁺的变化趋势极为相似,除变化幅度大外,总体变化趋势都表现出较为明显的上升趋势,SO₄^2-最为明显的变化特征是记录了过去250a来的16次火山活动。
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  新疆阿勒泰地区小冰期特征的树轮δ¹³C记录

  陈拓, 秦大河, 刘晓宏, 李江风, 任贾文, 孙维贞

  冰川冻土. 2002, 24(1): 83-86. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0014

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  建立了新疆阿勒泰地区一个长约450a的落叶松树轮碳同位素年表.该年表一个最为明显的特点是1850年后年轮δ¹³C显著降低,这是化石燃料燃烧和土地利用方式改变的缘故.在1550—1850年期间,该年表经历了明显的距平“正负”(即暖冷)变化:17世纪年轮δ¹³C值相对偏负,气温较低,18世纪年轮δ¹³C值相对偏正,温度较高.根据已有的树轮δ¹³C温度系数,17世纪的温度相对偏低约0.67～2.46℃.广泛的区域性对比表明,该年表所揭示的小冰期温度变化具有较高的可信度。
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  普若岗日冰原及其小冰期以来的冰川变化

  蒲健辰, 姚檀栋, 王宁练, 丁良福, 张其花

  冰川冻土. 2002, 24(1): 87-92. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0015

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  普若岗日是藏北高原最大的由数个冰帽型冰川组合成的大冰原.冰川覆盖面积422.58km²,冰储量为52.5153km³.冰川雪线海拔5620～5860m.冰原呈辐射状向周围微切割的宽浅山谷溢出50多条长短不等的冰舌,最大的可伸至山麓地带,形成宽尾状冰舌.在一些下伸较低的冰舌段,形成有许多冰塔林,以雄伟壮观的连座冰塔林和雏形冰塔林为主.在东南部一些冰舌段雏形冰塔林的上部,分布着奇特的新月型雪冰丘和链状排列有序的雪冰丘.小冰期以来,普若岗日的冰川呈退缩趋势.环绕冰舌分布的冰碛序列,在北部和东南部普遍可区分出3道.对比研究认为,分别属于小冰期3次寒冷期冰进的遗迹.而西部小冰期冰川作用的范围较小.按小冰期最盛时的规模量测当时的冰川面积,和现在相比该时段内冰川面积减少了24.20km²,当时冰川面积比现在大57%.由此引起的冰川资源的减少为3.6583km³,相当于36.583×10⁸m³的水量.在普若岗日西侧,小冰期后期至20世纪70年代,冰川退缩了20m;70年代至90年代末,冰川退缩了40～50m;平均1.5～1.9m·a^-1;1999年9月至2000年10月,退缩4～5m.明显反映出逐渐加剧的变化趋势.和其它地区相比较,普若岗日冰原变化比较小,表现出比较稳定的状。
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  电感耦合等离子体质谱仪测定可可西里冰芯样品中超痕量Cd和Pb

  李月芳, 王宁练, 姚檀栋

  冰川冻土. 2002, 24(1): 93-97. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0016

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  介绍了利用电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS)直接测定冰芯样品中超痕量重金属Cd和Pb的实验和分析方法,用国家一级标准溶液进行分析过程中的质量控制.仪器对测定浓度在20～100ng·L^-1之间Pb的分析精度<10%,对浓度在5～100ng·L^-1Cd的分析精度<10%,标准加入回收率在85%～107%之间.Cd和Pb的检测下限分别为0.62ng·L^-1和0.15ng·L^-1.初步探索了冰芯外部被污染部分的去除方法,给出了实验结果,并利用此方法对青藏高原马兰冰川的一根22m深冰芯进行了处理,分析了其中的Cd和Pb的浓度。
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  青藏高原天然水体中As变化初步研究

  田立德, 李月芳, 姚檀栋

  冰川冻土. 2002, 24(1): 98-101. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0017

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  根据测得的青藏高原部分天然地表水体(包括河水、湖水等)中As的含量,初步分析了青藏高原部分地区天然地表水中As的空间分布规律.研究发现,青藏高原不同区域河水中As的浓度存在显著的空间变化,尤其是狮泉河流域河水中异常高的As含量.这种空间差异可能是由地区土壤与岩石中As含量的差异造成的,而那曲河水中较高的As可能反映了人类活动的影响.湖水中As的含量高于河水,最高可高达1200μg·L^-1以上.内陆湖湖水中高的As含量可能与水的蒸发浓缩有关,但注入河水的As含量也会起决定作用。
研究综述
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  物探技术在我国多年冻土勘测中的应用

  俞祁浩, 程国栋

  冰川冻土. 2002, 24(1): 102-108. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0018

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  现代物探技术在冻土勘查和研究中始终发挥着重要的作用.40a来通过不断努力,我国冻土物探事业的发展历经了从无到有、从手段简单到方式多样、单一物探参数到多参数反映冻土诸多特征的发展历程.通过物探手段在不断提高冻土类型识别和划分精度等方面均取得了长足的进步,现已成为我国多年冻土勘察、动态监测、变化规律认识和环境工程地质评价等研究中的关键手段之一.文章分别就地球物理勘测方法在我国寒区中的应用、研究、现状,国际开展相关的研究内容和我国在相关研究领域中的地位、存在问题及今后发展方向等方面进行了概括论述。