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第二次青藏科考论文集1

青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔,是地球第三极,是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地,是中华民族特色文化的重要保护地。开展第二次青藏高原综合科学考察研究,揭示青藏高原环境变化机理,优化生态安全屏障体系,对推动青藏高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护将产生十分重要的影响。


为了快速展示青藏科考最新研究成果,推动我国青藏高原综合研究和冰冻圈科学研究,经编委建议,《冰川冻土》增设第二次青藏高原综合科学考察研究专栏,以集中发布青藏科考相关研究成果。

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  • 第二次青藏高原综合科学考察研究
    杨丹丹, 姚檀栋, 邬光剑, 朱美林, 德吉
    冰川冻土. 2021, 43(1): 124-134. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2021.0036
    摘要 (3313) PDF全文 (743) HTML (49)   可视化   收藏

    以2017年9月钻取自青藏高原西部阿汝冰崩区长度55.29 m的阿汝冰芯为研究对象,通过冰芯δ18O记录与Nye模型重建了冰芯上部17.87 m的时间序列是1917—2016年。结合冰芯邻近的改则、狮泉河气象站1973—2016年夏季平均气温数据,通过相关性分析及线性回归法、Mann-Kendall(M-K)检验分析,发现冰芯与气象站记录的过去44年气温显著升高;根据M-K突变检验得出,20世纪80年代是气温变化由高—低—高的转折时期,且阿汝冰芯记录的突变年份1981年前后气温上升约1.97 ℃。同样地,采用线性回归法、M-K检验分析阿汝冰芯与邻近的古里雅冰芯共同记录的1917—1991年气温变化情况,发现两支冰芯记录的75年间气温变化总体呈上升趋势;根据M-K突变检验得出,升温始于20世纪30年代中后期并于50年代达到显著升温的趋势,且阿汝冰芯记录的突变年份1949年前后气温上升了约1.1 ℃。阿汝冰芯与气象站和古里雅冰芯记录的气温变化具有一致的升温趋势,但阿汝冰芯记录的增温幅度比气象站记录高,同时比古里雅冰芯记录的增温幅度小。

  • 第二次青藏高原综合科学考察研究
    张玉兰, 康世昌, 史贵涛, 杜文涛
    冰川冻土. 2021, 43(1): 135-144. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2021.0001
    摘要 (1884) PDF全文 (977) HTML (50)   可视化   收藏

    近年来,青藏高原冰川持续退缩,显著影响区域气候与生物地球化学循环。作为重要的营养元素,氮在生态系统中的循环备受关注。冰川中含氮化合物的迁移转化是冰冻圈地区氮循环的重要环节。基于青藏高原地区冰川氮记录研究,综述了近年来冰芯氮记录的历史变化,指出不同区域的变化趋势存在差异,认为一定程度上受亚洲地区人类活动排放污染物的影响。通过全面的雪冰氮(总氮以及NO3-、NH4+等)数据收集与分析,阐明了冰川雪冰中可溶无机氮北高南低的整体空间分布特征。利用冰川物质平衡数据,评估了气候变化背景下青藏高原冰川氮的释放量,结果表明:可溶无机氮年均释放量可达4 700 t?a-1以上。基于目前的研究与认识,提出了冰冻圈地区冰川雪冰氮研究的薄弱环节并进行了展望。在未来的研究中特别关注有机氮以及氮同位素的研究,加强冰川氮释放迁移对青藏高原冰冻圈地区氮循环的影响研究。

  • 第二次青藏高原综合科学考察研究
    张太刚, 高坛光, 刁文钦, 张玉兰
    冰川冻土. 2021, 43(1): 145-157. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2021.0038
    摘要 (2051) PDF全文 (1170) HTML (28)   可视化   收藏

    雪冰反照率能够改变冰川表面能量收支平衡,是影响冰川消融的重要因素之一。利用祁连山地区冰川面积矢量数据、MODIS逐日积雪反照率、气温和降水以及冰川物质平衡等数据,探讨了祁连山典型冰川区雪冰反照率特征及其对冰川物质平衡的影响。结果表明:祁连山地区冰川多年平均反照率为0.532,冰川区面积大小与其多年平均反照率之间呈显著正相关(R2=0.16,P<0.05,N=91),即冰川面积缩减1 km2,对应的平均反照率下降0.0025。祁连山老虎沟12号冰川反照率在夏季有明显的海拔效应,且强于其他时段,达到0.047?(100m)-1。典型冰川年均物质平衡量与冰川表面夏季(6—8月)平均反照率之间存在显著的正相关关系,老虎沟12号冰川和七一冰川决定系数R2分别达到了0.48(P<0.05)和0.66(P <0.05)。冰川表面夏季平均反照率这一指标能够较好地衡量青藏高原北部祁连山地区冰川物质平衡的变化。

  • 第二次青藏高原综合科学考察研究
    彭晨阳, 盛煜, 吴吉春, 曹伟, 何彬彬
    冰川冻土. 2021, 43(1): 158-169. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0091
    摘要 (2150) PDF全文 (864) HTML (35)   可视化   收藏

    祁连山区位于青藏高原东北边缘,是亚洲水塔重要的组成部分,多年冻土的变化对生态系统和水资源平衡有着重要影响。基于青藏高原第二次综合科学考察、道路勘察钻孔点以及前人所获得的多年冻土下界资料,回归得出祁连山区多年冻土下界统计模型,借助ArcGIS平台在DEM数据的支持下,模拟出祁连山区多年冻土空间分布图。结果表明:祁连山区多年冻土分布的下界具有良好的地带性规律,表现为随经纬度增加而降低的规律;祁连山区多年冻土在空间分布上呈现出以哈拉湖为中心向四周扩散的分布格局;祁连山区总面积约为16.90×104 km2,其中多年冻土面积约为8.03×104 km2,占总面积约47.51%。多年冻土区与季节冻土区之间存在着有不连续多年冻土分布的过渡区,过渡区面积约1.43×104 km2,占总面积约8.46%。

  • 冰冻圈与全球变化
    管伟瑾, 曹泊, 潘保田
    冰川冻土. 2020, 42(4): 1101-1114. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0094
    摘要 (2847) PDF全文 (1142) HTML (244)   可视化   收藏

    冰川运动将积累区获得的物质输送到消融区, 维持着冰川的动态平衡。近年来, 随着气候变化, 全球大部分冰川面临着剧烈的退缩, 而冰川运动变化则较为复杂, 引起了学者们的广泛关注。文章系统总结了近年来冰川运动速度的提取方法、 冰川运动速度时空分布与变化及其影响因素的相关研究进展。另外, 还探讨了目前冰川运动速度研究中存在的问题和未来的发展趋势。结果表明: 基于测杆的方法能够获得精度较高的测量数据, 但存在时间和空间上的局限性; 基于遥感数据自动化提取的方法应用广泛, 但影像之间的配准以及海量数据的计算是当前阶段制约冰川运动速度研究的主要问题; 近年来, 无人机和地基合成孔径雷达的应用为冰川运动速度研究提供了高精度的数据支撑, 但二者在冰川运动研究中的应用还不够广泛。冰川运动速度的分布及其变化在空间上存在明显差异, 冰川厚度的变化可能是全球大部分冰川运动速度变化的主要原因, 但在单个冰川系统上, 冰川运动速度变化较为复杂, 其原因还需要进一步探讨。遥感数据的不断丰富, 云计算平台的使用, 物联网、 无人机和地基合成孔径雷达等技术的不断普及, 以及星、 空、 地协同观测的出现将会极大促进未来冰川运动速度研究的发展。此外, 冰川动力学过程也将备受关注, 成为未来冰川运动研究的热点问题。

  • 冰冻圈水文与水资源
    李明月, 孙学军, 李胜楠, 张强弓
    冰川冻土. 2020, 42(2): 562-574. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0052
    摘要 (1351) PDF全文 (757) HTML (63)   可视化   收藏

    冰川融水径流是冰川流域物质运移的重要通道, 对其水化学特征和变化的研究有助于揭示冰川作用区物质的生物地球化学循环过程, 并为认识和评价冰川消融对自然环境和人类生活的影响提供基础。青藏高原及其周边地区分布着除两极以外最大储量的冰川, 近年来在气候变暖背景下冰川加速退缩消融。该地区冰川融水径流中各类化学组分的变化及其气候环境效应研究逐渐成为热点。因此, 通过概述青藏高原冰川融水径流中无机化学组分的含量和时空变化特征, 并总结离子和元素的主要来源及常用的物源追踪手段, 进一步综合分析得到: 冰川融水径流中离子和微量元素的含量及变化特征受冰川消融、 基岩性质、 径流水文特征和其他水体物理化学过程等因子和过程的共同影响。在总结该研究领域现存问题的基础上进行了展望, 认为应加强观测和基础数据积累, 厘清无机水化学组分的输移规律, 深入揭示影响水化学组分变化的多因素的协同拮抗作用机制, 评价冰川融水径流水化学的气候环境效应, 为应对青藏高原冰川消融带来的环境变化提供科学指导。

  • 冰冻圈与可持续发展
    杨雪雯, 王宁练, 陈安安, 张伟
    冰川冻土. 2020, 42(2): 681-692. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0902
    摘要 (2075) PDF全文 (834) HTML (73)   可视化   收藏

    咸海是亚洲仅次于里海的第二大内陆咸水湖, 20世纪60年代以来湖泊面积急剧萎缩。基于1960 - 2018年咸海的面积数据、 CRU气温和降水数据以及咸海流域灌溉面积、 水库容量等资料, 定量分析了1960年以来咸海湖泊面积的变化情况, 并从气候变化与人类活动两方面探究了咸海面积变化的主要影响因素。结果表明: 1960 - 2018年咸海的面积由6.85×104 km2持续萎缩至(8.32±0.19)×103 km2, 共减少了(6.02±0.02)×104 km2(约87.85%), 其中1960 - 2009年面积萎缩了(5.94±0.02)×104 km2(约86.77%), 而在2009 - 2018年其面积萎缩速率明显放缓, 减少了740.04 km2(约8.17%)。统计结果显示, 1960年以来强烈的人类活动(主要表现为灌溉用水和水库储水量的持续增加)是导致咸海面积急剧萎缩的主要因素, 其对咸海面积变化的影响远大于气候变化。在中亚地区气候继续向暖湿变化的背景下, 咸海流域应尽快调整以农业灌溉为主的用水结构, 否则在上游冰川融水达到峰值后, 咸海可能面临干涸的危险。

  • 冰冻圈与全球变化
    贾玉峰, 李忠勤, 金爽, 徐春海, 张明军, 邓海军, 梁鹏斌, 刘爽爽
    冰川冻土. 2019, 41(6): 1302-1312. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.1197
    摘要 (1816) PDF全文 (610)   可视化   收藏
    冰川是气候变化的指示器,气候变化对冰川及其径流的影响研究是目前国内外关注的热点和前沿领域之一,目前的研究以模拟为主,实测资料十分有限且不确定性很大。以新疆天山乌鲁木齐河源1号冰川(简称“1号冰川”)流域为例,基于中国科学院天山冰川观测试验站1959-2017年观测数据,研究了中国西部典型小型冰川流域径流及其组分长期变化以及对气候变化的响应,为冰川径流长期变化过程的认识提供重要参考。结果表明,1号冰川流域径流主要由冰川径流和非冰川区降水径流组成,分别占70%和30%。其中冰川径流又可分为冰川区降水径流和冰川融水径流,分别占44%和26%。59年间,冰川径流整体呈上升趋势,在1992年之后出现了一个阶梯式的上升,与气温升高和降水的增加有关,1997-2007年达到高峰,2008年以后出现波动下降趋势,其原因除了与该时段的降水有所减少有关之外,冰川面积减小的影响也不可忽视。另外,还利用实测径流和冰川物质平衡值,通过水量平衡模型,检验了模型使用的冰川区和非冰川区径流系数。
  • 冰冻圈与全球变化
    刘建康, 张佳佳, 高波, 李元灵, 李梦宇, 吾金多吉, 周路旭
    冰川冻土. 2019, 41(6): 1335-1347. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0073
    摘要 (2932) PDF全文 (728)   可视化   收藏
    冰湖溃决是我国西藏地区典型的地质灾害类型之一,具有突发性强、规模大、破坏力强和危害范围广等特点,往往造成下游地区遭受惨重的生命财产损失。冰湖溃决成因特征是形成机制、早期识别和危险性评价等冰湖溃决研究的基础,受客观条件限制,我国西藏冰湖溃决的基础调查工作存在资料分散甚至缺失的局限性。为解决这个难题,通过资料收集、遥感解译和野外调查等技术手段,重新梳理了我国西藏地区的冰湖溃决事件及基本特征,共调查出33个冰湖37次溃决事件,其中2个为冰川阻塞湖(简称冰川湖),划定了冰湖溃决高发地带的地理分布位置,分析出冰崩/冰滑坡、埋藏冰融化、冰川融水、强降水、泥石流和上游冰湖溃决洪水6种诱发原因,为我国西藏冰湖溃决研究提供基础调查成果和参考依据。