2005年, 第27卷, 第6期 刊出日期:2005-12-25
  

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    冰冻圈与全球变化
  • 鲁安新, 姚檀栋, 王丽红, 刘时银, 郭治龙
    冰川冻土. 2005, 27(6): 783-792. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0117
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    青藏高原冰川和湖泊变化是气候变化敏感的指示器,利用地形图、航空照片、TM卫星遥感资料和其它相关研究文献资料,分析了青藏高原典型地区的冰川和湖泊变化情况.结果表明:1960-2000年期间,在气温上升、降水增加、最大可能蒸散降低的背景下,研究区内不同地区湖泊的面积变化存在比较大的空间差异.以冰川融水为主要补给的纳木错和色林错地区的主要湖泊以扩大为主,而以降水为主要补给的黄河源地区的主要湖泊则基本上全面萎缩.研究区的冰川在1960-2000年期间以退缩为主,但各地退缩的幅度有较大的差异.
  • 陈晓清, 崔鹏, 杨忠, 齐永青
    冰川冻土. 2005, 27(6): 793-800. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0118
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    西藏聂拉木县波曲流域内分布有大量的冰川和冰湖,通过对2000/2001年度遥感数据解译并与1987年的数据对比,发现近15 a来该流域内的冰川面积、冰湖数量和面积等均发生了巨大的变化,结果表明:冰川总面积减小了20%,>0.020 km2的冰湖数量增加了11%,冰湖面积增加了47%.其中位于西夏邦马峰东侧的嘎龙错和扛西错最为典型,面积分别增加了104%和118%.2005年夏季野外考察对以上资料进行了核实.在全球气候变暖的趋势下,预计该流域内的冰川面积将进一步缩小,冰湖数量在小幅增加后将会出现大规模的冰湖溃决,导致严重的泥石流灾害.
  • 车涛, 李新, P.K.Mool, 许建初
    冰川冻土. 2005, 27(6): 801-805. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0119
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    1977-2003年的遥感影像显示,希夏邦马峰东坡的冰川在迅速退缩,而其相应的冰川湖泊在迅速增大.南部的吉葱普冰川每年的退缩速度57099 m2,冰舌退缩48 m·a-1,相应的卢姆池米冰湖面积增加速度大约为79048 m2·a-1;北面的热强冰川退缩速度在63224 m2·a-1,冰舌退缩71 m·a-1,相应的扛西错冰湖面积增加约73 425 m2·a-1.从这两个冰湖的类型和变化分析,认为其具有发生冰川湖泊溃决洪水的潜在危险.
  • 刘德祥, 赵红岩, 董安祥, 杨苏华
    冰川冻土. 2005, 27(6): 806-812. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0120
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    采用≥0℃、≥10℃积温和<0℃负积温与冬小麦、春小麦、玉米种植面积对比分析.结果表明:陇中旱作区<0℃负积温与冬小麦种植面积为显著正相关、与春小麦种植面积为显著负相关;≥0℃积温与河西灌溉区春小麦和陇东南旱作区冬小麦种植面积为较显著负相关;≥10℃积温与河西和河东玉米种植面积为显著正相关.气候变暖使陇中冬小麦种植面积迅速扩大、春小麦种植面积减少;陇东南冬小麦和河西春小麦种植面积减少;甘肃省玉米种植面积迅速扩大,夏秋作物种植结构发生显著改变.
  • 王国亚, 沈永平, 毛炜峄
    冰川冻土. 2005, 27(6): 813-819. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0121
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    应用乌鲁木齐河源区大西沟气象站1961-2004年44 a逐日气象观测资料,从最高、最低气温、日较差及积温变化角度分析了河源区的气候变暖特征.结果表明:最低、最高、年平均气温、冬季极端最低气温均呈升高趋势,并且最低气温的上升幅度大于最高气温的上升幅度,呈非对称性变化;气温日较差有显著变小的趋势;日照时数有变少的趋势,可能与大气中水汽含量的增加、云量增多有关,显示了大气水汽温室效应在气候变暖过程中的重要作用.河源区云量出现主要在下午到晚上,其增多显示的水汽温室效应使最低温上升明显,进而对冰川的消融和冰川冰的增温产生影响.计算了稳定通过T≥0℃的气候积温,其与冰川物质平衡相关性最大.最后讨论了积温变化趋势与1号冰川物质平衡的关系以及冰川对气候变化的敏感性.
  • 王秋香, 李红军, 魏荣庆, 王晓梅
    冰川冻土. 2005, 27(6): 820-826. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0122
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    对新疆41 a(1961/1962-2001/2002年)冬季平均冻土深度、最大冻土深度、土壤10 cm深度封冻时段资料分析表明,随着全疆气候的变暖,各地的平均冻土深度、最大冻土深度趋向变浅,土壤封冻时间缩短.尤其是1986年以后,暖湿化特征十分明显,冻土深度和封冻时间变化更为显著.最大冻土深度南、北疆分别在1982/1983年和1986/1987年冬季发生了明显的突变.
  • 卢爱刚, 何元庆, 张忠林, 庞洪喜, 顾娟
    冰川冻土. 2005, 27(6): 827-832. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0123
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    依据分辨率为0.5°×0.5°经纬度的网格数据,运用Mann-Kendall法对中国大陆各地在20世纪温度变化进行了分析.结果显示:有两次明显的升温事件,分别发生在20年代初到40代中期(第一次升温事件)和70年代中期以来(第二次升温事件);对比各地对全球升温响应的突变时间,发现在中国大陆的响应规律为:沿经线方向,大约35°N附近为两次升温事件的分界线,以它为界,第一次升温事件中温度转折时间向低纬度不断提早,在第二次升温事件中,升温突变时间越向高纬度地区越提早;在纬线方向上,中国东部地区对升温响应的时间突变点基本一致,但在青藏高原及其周围地区,由于受特殊的高原气候的影响,升温时间突变迥然不同.青藏高原大大提前了其西部和西北地区对全球升温的响应时间,同时它又推迟了其西南地区对全球升温响应的时间.通过分析发现,升温机制不同,温度变化区域响应的敏感性主要是纬度位置和地形因素综合影响的结果,而纬度位置是制约区域温度变化敏感性的主导性因素.
  • 方燕娜, 林学钰, 廖资生, 陈洪艳
    冰川冻土. 2005, 27(6): 833-837. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0124
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    水温变化除引起水的多种物理性质的变化外,还会引起水化学反应速度等方面的变化.以吉林中部平原地区为例,对影响浅层地下水温因素的分析发现,研究区浅层地下水温变化的本质原因是受全球气候变化的影响,降水量的减少以及地下水位的下降对浅层地下水温受气候变化的影响起到削减作用.通过对全区近200眼地下浅层观测井水温的多年变化分析,发现在研究区气温近20 a来升高(约1.5℃)的影响下,浅层地下水温从1978年的7℃左右上升到2001年的8.3℃,在20余年间水温升高约1.3℃.
  • 侯依玲, 李栋梁, 施雅风, 沈永平
    冰川冻土. 2005, 27(6): 838-845. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0125
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    利用中国东北地区195个和蒙古国6个气象台站的年降水量资料,利用EOF、REOF和分段线性拟合等方法,分析了50 a来东北及其邻近地区年降水量的年代际异常变化.结果表明:1)50 a来的降水变化,东北演变过程为多-少-多;华北的演变过程为多-少.自1980年代起,东北地区由干变湿,而华北地区则由湿变干.2)降水主要呈3种分布形式:全区一致型;南北反向型;南北部一致与中部相反分布型.3)降水量总体呈下降趋势,但近30 a来东北北部有增湿趋势,而南部的干旱化一直在加剧.4)大部分地区的降水量在1970年代中期和1980年代初期经历了一次突变,但是变化的方向、范围及时间各地不尽一致.
  • 韩建康, 中尾正义, 东久美子, 张万昌, 和田, 朱丰年
    冰川冻土. 2005, 27(6): 846-852. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0126
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    冰芯年代学的建立,对于稳定同位素定年方法失效的钻点尤为困难.依据粒径在0.66~1.33μm之间的不可溶尘埃微粒的浓度垂向分布,并结合阳离子Ca2+的浓度剖面变化,实现了对崇测冰帽冰芯浅层的断代.该冰芯钻自海拔6532 m的冰穹顶部,解析的18.7 m冰芯长度占到钻点冰层深度约2/5,辅助的定年参数包括钻点表层5 a的实测净积累率和大气核试验的地层标志.综合各种技巧定年,崇测冰帽该冰芯覆盖的记录年代为1902-1992年,最底部累积误差在±2 a(约为2%).
  • 尤晓妮, 李忠勤, 王飞腾
    冰川冻土. 2005, 27(6): 853-860. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0127
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    降雪通过冷型或暖型成冰作用转化为冰川冰,中国冰川以暖型成冰作用为主.利用在雪层中插置竹板,通过竹板进行层位跟踪的方法,历时24个月连续观测,研究了1号冰川积累区(海拔4130m)降雪演化为粒雪冰的时间问题.结果表明:夏季,新雪转化为细粒雪约需要7 d,细粒雪转化为粗粒雪约20 d到3个月;同样的转化在冬季分别需要约2.5个月和2~4.5个月.粗粒雪转化成粒雪冰的时间大约40个月.由此得到该处新雪演化为粒雪冰历时约41~47个月.8~9月为雪粒演化的主要成冰期.不同层位雪层的密实成冰速率因粒雪性质和密度的不同而有很大差别,融水是影响成冰时间及成冰量的重要因素.
  • 靳鹤龄, 李明启, 苏志珠, 董光荣, 赵晖
    冰川冻土. 2005, 27(6): 861-868. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0128
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    萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球气候变化反映非常敏感,是研究全球气候变化响应的理想区域.对该区域滴哨沟湾剖面地球化学元素氧化物及其比值变化进行了分析,结果表明:约220 ka BP以来我国北方气候变化极不稳定,存在着不同时间尺度的频繁变化,这种不稳定性无论是在冰期还是间冰期都有很好的反映.其中倒数第二次间冰期存在3次气候波动;倒数第二次冰期存在7个气候旋回;末次间冰期存在7个气候旋回;末次冰期存在9个气候旋回.这些气候变化与深海氧同位素、极地冰芯反映的全球变化具有良好的对应关系,反映了该区气候变化与全球变化的高度一致性.
  • 李元寿, 王根绪, 沈永平, 王军德, 王一博
    冰川冻土. 2005, 27(6): 869-875. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0129
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    在长江源区北麓河支流左冒西孔曲流域建立了不同植被覆盖下的天然径流观测场,观测天然降水和人工模拟降水在相同坡度不同植被覆盖下降水的产流产沙效应.结果表明:在典型高寒草甸草地30°坡面上,相同降水条件下,30%覆盖度的场地的地表径流产出量明显大于覆盖度92%和68%两个场地,同时产沙量也显著高于两个高盖度场地的,平均单次降水形成的泥沙量是后两种情形的2~4倍,由此造成地表侵蚀量平均为后两种情形的3~10倍;但在相同降水条件下,92%高盖度场地产生的径流量比68%盖度场地产生的径流量大,产沙量刚好相反.不同降水形态对于下垫面产流产沙过程也具有明显影响,无论下垫面状况如何,在几种降水形态中,降雪融水的产流量最大,产沙量最小.人工模拟的结果表明,对于覆盖度<68%的中、强度退化草地,次降水量在3.5 mm时,就形成了较为明显的径流和产沙效应.当次降雨量达到7.2 mm,降雨持续时间30 min,覆盖度为30%、68%和92%的25 m2场地分别形成2885 mL、2450 mL和1030 mL的径流量;覆盖度<30%的退化草地泥沙含量明显高于高覆盖度的,相同降水形成的平均泥沙含明显高于高覆盖度的, 相同降水形成的平均泥沙含量高达2~7倍.
  • 庞洪喜, 何元庆, 张忠林
    冰川冻土. 2005, 27(6): 876-880. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0130
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    收集和分析了新德里降水中同位素资料(δ18O和δD),利用季风水线方程对个别年份缺测的δD资料进行估计,建立了新德里36 a夏季过量氘序列.基于降水中过量氘和水汽源区相对湿度关系考虑,利用NCEP/NCAR再分析资料,研究了新德里夏季过量氘序列和水汽源区相对湿度的关系.研究发现,西阿拉伯海相对湿度变化和新德里季风降水中过量氘变化较为一致.结合西阿拉伯海风速和印度西北地区季风降水量资料分析结果,认为西阿拉伯海是新德里季风水汽的主要来源.
  • 蓝永超, 丁永建, 马燮铫
    冰川冻土. 2005, 27(6): 881-889. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0131
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  • 刘蔚, 王涛, 苏永红, 冯起, 司建华, 张艳武, 常宗强
    冰川冻土. 2005, 27(6): 890-898. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0132
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    根据405个土壤样品和101个水样,分析了黑河下游土壤盐分分布规律以及与地形地貌部位、地下水水化学的关系.结果表明:额济纳三角洲地区的土壤具有质地粗、含盐量高、盐分表聚性强的特征,该地区呈现盐碱化和沙漠化严重、可利用土地资源骤减、生态环境恶化的状况.在所有剖面上盐分的分布呈现漏斗型分布,土壤中盐分随地形变化较为复杂,但与地下水化学变化相一致.地下水矿化度普遍比较高,大多数地区的矿化度在800~3000 mg·L-1之间变化;水化学类型主要有HCO3·SO4-Na、Cl·SO4-Na(Ca)、HCO3·Cl-Na(Ca)SO4·Cl-Na和SO4·Cl-Na(Ca-Mg).地下水矿化度的高低与补给源的距离远近密切相关,在河岸附近的矿化度变化幅度较小;在远离河道地区,随离岸距离的增减而升降,体现了矿化度的高低主要依赖于上游补给水量变化.
  • 祁元, 王一谋, 王建华, 颜长珍
    冰川冻土. 2005, 27(6): 899-906. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0133
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    利用1990年和2000年两期遥感图像,通过遥感和GIS空间分析方法,研究了1990-2000年宁夏回族自治区的土地利用动态变化情况.宁夏土地利用变化最主要的特点是耕地增加,草地和未利用土地的减少,城镇居民建设用地有小规模快速增长,其它土地利用变化处于动态平衡中.空间变化表明,土地利用变化随自然和社会经济条件不同有不同程度和幅度的变化.宁夏土地利用变化的驱动机制,以反映人类活动强度和区域社会经济情况的人类活动综合度和距居民地距离因子,及自然属性方面的海拔与坡度对土地利用变化的驱动作用最显著,说明人类活动和社会经济的发达程度是宁夏土地利用变化的基本驱动力,而自然的限制因素海拔与坡度等则一定程度上限制了变化的分布.由于人口和社会经济发展的压力,宁夏在原有耕地分布基础上,新增耕地较多的位于远离灌渠、道路和居民地的地区,而且海拔和坡度均趋于不合理.
  • 鞠远江, 刘耕年
    冰川冻土. 2005, 27(6): 907-912. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0134
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    在鹿角湾冰川区40 km2的考察范围内,共发育了18个冰斗.按斗底高度的不同,可以将18个冰斗分成3个高度等级,分别代表了3次雪线高度不同的冰进.冰斗朝向以偏北为主,说明水热条件对冰斗发育是限制因素.18号冰斗和2号冰斗朝向偏南,说明其所代表的冰进阶段水热条件组合有利于冰川的长期存在,从而发育了大规模的向阳冰斗.鹿角湾冰川共发育了10道保存比较完整的冰碛垄,按冰碛垄表面特征和产出位置,结合测年资料,将10道冰碛垄划分为5套冰碛地层.对冰碛垄上所采冰碛土样品进行年代测试的结果是:冰碛丘陵上组地层属于小冰期沉积,较早的两次冰进结束时间为(680±60)a BP和(250±60)a BP;冰碛丘陵组地层属于新冰期沉积,3次冰进结束年代分别为:(4.2±0.4)ka BP,(2.9±0.3)ka BP,(1720±60)a BP;末次冰期晚期结束年代为1.1~1.2 ka BP.其它几次冰进阶段未能取得可信的测年数据.
  • 崔建新, 周尚哲, 常宏
    冰川冻土. 2005, 27(6): 913-919. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0135
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    环境考古研究是国际上的热点问题之一,尤其是针对全新世以来的研究.以往的研究主要集中在气候突变事件对新石器文化的影响、人类对环境变迁的调整与适应、人类对于环境的影响与干预以及史前农业与气候环境的相关等方面.研究结果表明:极端气候事件的确对人类文化与农业文明产生了深远影响,但是人类也一定程度上对气候变迁做出了调整与响应.尽管在很长时间内,人类处于被动角色,但是随着时间延续,人与自然间关系也发生重大变动,逐步演变为人类对于自然的强烈影响与干预.目前各国科学家对此两个问题的讨论已经逐步摆脱定性阶段,开始向定量化方向发展.孢粉、磁化率、有机质等代用指标的运用,使得这一领域具有了更为广阔的前景和生命力.史前农业的研究牵涉的内容较为复杂,包括农业起源、农业传播以及农业发展过程中的诸多问题,它们与气候以及人类活动的关系一直是环境考古学家努力探索的方向,至今该领域的研究仍然存在很大争论和分歧.
  • 李海鹏, 杨维好, 黄家会, 宋雷, 朱元林
    冰川冻土. 2005, 27(6): 920-925. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0136
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    在不同温度和应变率条件下,分别对圆柱体和正方体冻结粉土进行了单轴抗压强度试验,分析比较了二者的应力-应变关系、抗压强度及破坏应变.结果发现:单轴压缩下正方体与圆柱体冻结粉土的力学性质存在差异.正方体冻结粉土的应力-应变曲线有明显的弹性屈服点,屈服点后曲线呈线性硬化,而圆柱体冻结粉土的应力-应变曲线无明显弹性屈服,全应力-应变曲线呈抛物线型.相同温度和应变率条件下,圆柱体试样的应变软化程度比正方体试样大.相同试验条件下正方体冻结粉土的抗压强度及破坏应变大于圆柱体的抗压强度和破坏应变,二者抗压强度及破坏应变的差异程度与温度和应变率无关.研究结果可为冻结壁的设计提供重要依据和参考.
  • 赵世运, 张鲁新, 吴志坚
    冰川冻土. 2005, 27(6): 926-931. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0137
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    多年冻土是气候条件控制的特殊地质体,气温升高和降水条件变化将对青藏铁路沿线的多年冻土产生深刻影响.从全球气温变化背景和青藏高原气候变化的实际情况出发,分析和论述了气候变化对青藏铁路沿线多年冻土地温特征及冻土区工程建筑物的可靠性产生缓慢而持续影响的气温变化指标.通过对冻土区工程设计原则和工程结构、工程措施可靠性产生重大影响的气温变化特征的分析,提出对目前冻土工程可靠性的看法,并提出应对工程措施.
  • 刘雄, 宁建国, 马巍
    冰川冻土. 2005, 27(6): 932-938. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2005.0138
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    建立了含损伤的冻土弹性本构模型,对于在不同冰体积含量和不同温度下的冻结砂土,由该损伤本构模型计算的结果与实测的应力-应变曲线相吻合.利用自行开发的程序进行数值模拟,通过对渠道冻结水分场、温度场、应力场三场的数值计算结果分析,得到了比较准确且符合实际的温度场与应力场、位移场、应变场耦合的计算结果,与前人计算结果相符合,规律一致.算例表明,此程序能够计算冻土材料的相关物理量,且能很好地描述它们之间的关系,可为工程设计和施工提供必要的参考.