2003年, 第25卷, 第4期　刊出日期：2003-08-25

  

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冰冻圈与全球变化
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  黑河流域中游土地利用变化的环境影响

  王根绪, 马海燕, 王一博, 常娟

  冰川冻土. 2003, 25(4): 359-367. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0066

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  以黑河流域中游地区为例, 选取土壤质量、土壤有机碳损失以及河流N、 P负荷特征与变化等环境要素, 分析了干旱内陆地区草地耕种利用和耕地荒漠草原化等现阶段主要的两种土地利用变化形式下这些环境要素的响应特征. 结果表明: 1)耕种利用情况下, 主要草地类型土壤养分含量显著下降, 但在10 a左右山地草甸草地养分含量呈亚稳定态, 而荒漠草地土壤养分有所增加; 弃耕所导致耕地向荒漠化草原草地转化时, 平均N、 P流失率可达276.4 kg·hm^-2·a^-1和563.1 kg·hm^-2·a^-1; 2)区域草地转化耕地的利用方式造成土壤有机质含量显著变化, 并使得土壤有机碳排放达167.73×10⁴tC, 耕地弃耕转化为荒漠草原草地方式导致有机碳排放55.14×10⁴tC, 说明干旱内陆地区土地利用变化对土壤C源汇性质产生明显影响; 3)土地利用变化形成严重的面源污染问题, N负荷平均增加了53.1%～73.5%, TP增加了34.1%, 初步研究认为黑河中游地带水体N、 P富集并呈现不断递增的现象, 与土壤N、 P大量流失变化有关, 成为内陆地区严重的环境问题之一.
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  6000aBP以来长江下游地区古洪水与气候变化关系初步研究

  张强, 姜彤, 施雅风, 苏布达

  冰川冻土. 2003, 25(4): 368-374. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0067

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  通过对埋藏古树、泥炭、以及海相贝壳测年资料进行搜集和整理, 结果表明:长江下游地区6000 a BP以来古洪水的发生与气候变化有着密切的联系. 由于长江下游地区地势低平这一地貌特点, 使得海面变化对于研究区洪水发生有着重要的影响, 气候变化导致的海面上升对长江下游河段径流的顶托作用导致河流上溯以及地面排水不畅, 致使洪水发生频率加大以及洪水危害的程度加强, 出现"小水大灾"的现象. 长江三角洲地区古洪水发生频率与美洲地区古洪水发生频率的对比研究表明, 长江三角地区乃至整个长江流域在大的气候变化趋势上与全球其它地区是相似的, 既有全球气候变化特点的同时又具有区域响应的特点, 这对于未来研究区洪水发生的预测有着重要意义.
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  西藏林芝地区近350a来降水变化及突变分析

  刘晓宏, 秦大河, 邵雪梅, 赵良菊, 陈拓, 任贾文

  冰川冻土. 2003, 25(4): 375-379. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0068

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  利用树轮δ¹³C序列, 重建了公元160年以来林芝地区秋季降水量序列, 分析了近30 a来降水的阶段性变化和趋势. 用小波分析的方法探讨了不同时间尺度降水变化周期的复杂性, 结果表明: 降水变化在不同层次和时段上存在显著2～3 a、 13 a和36 a左右周期. 突变分析发现, 林芝地区秋季降水存在明显的突变年份, 随时间尺度的变短, 发生突变的次数增加, 体现了气候变化的层次性.
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  塔里木河流域冰川系统平衡线的计算及其分布特征

  王欣, 谢自楚, 冯清华

  冰川冻土. 2003, 25(4): 380-388. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0069

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  根据ELA_h与H_me之间存在较好的线性关系, 计算了塔里木河全流域冰川系统所有冰川的平衡线高度ELA_hc. 在此基础上分析流域平衡线分布特征, 探讨极限面积(S_lim)与导出雪线(H_cli)等参数同冰川系统的关系. 结果表明: 冰川系统中, 当冰川规模不低于某极限面积时, 其平衡线高度会趋近到导出雪线高度. 整个流域导出雪线高度分布受热量条件控制, 呈现纬度地带性, 又由于东西水分条件的差异, 经度地带性也较明显.
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  乌鲁木齐河源空冰斗径流增大的原因分析

  韩添丁, 李忠勤, 叶柏生

  冰川冻土. 2003, 25(4): 389-393. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0070

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  天山乌鲁木齐河源区空冰斗径流量自20世纪80年代中期以来增大趋势明显,尤其是1996年以来径流量一直维持在较高水平,远大于前十几年的平均值. 分析其主要原因为:河源区降水自1985年以来呈增加趋势,1996年以来降水明显增多; 气温自20世纪80年代以来总体呈上升趋势,其中1997-1999年气温升高显著,河源区处于一个明显的向暖湿阶段的转变过程中. 同时,冻土活动层内温度的升高,导致冻土活动层内地下冰和地下埋藏冰强烈消融,也是径流量增大的重要原因之一.
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  南极松散沉积物粒度分形研究

  刘晓东, 孙立广, 谢周清, 尹雪斌

  冰川冻土. 2003, 25(4): 394-400. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0071

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  利用分形理论, 研究了南极纳尔逊冰盖前缘发育的沉积物、风成沉积物及湖泊沉积物的粒度分布分形结构特征. 结果表明: 不同沉积环境下的沉积物粒度分形结构具有明显的差异, 冰盖前缘沉积物具有显著的分形结构特征, 而湖泊沉积物和风成沉积物不具有分形结构特征, 这为识别南极地区松散沉积物沉积环境提供了一种新的判别依据. 对纳尔逊冰盖前缘沉积物粒度分维特征的研究结果表明, 其粒度分布主要与冰川搬运的动力学过程有关, 分维值的大小与当时形成沉积物的动力学过程、沉积环境、冰盖进退及古气候环境的演化密切相关.
气候与水资源变化
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  塔里木河流域2001年四源一干河川径流运行分析

  王彦国, 李敏学, 王进, 王建文, 毛炜峄, 王顺德

  冰川冻土. 2003, 25(4): 401-408. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0072

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  2001年塔里木河流域四条源流出山口天然径流量计266.5×10⁸m³, 比多年平均值多40.70×10⁸m³, 增加1%.源流区在进入塔里木河干流前总耗水量为220.0×10⁸m³, 与多年平均值比较多43.4×10⁸m³, 增加24.6%, 而入塔里木河水量为46.4×10⁸m³, 比多年平均4.12×10⁸m³减少1.64×10⁸m³.塔里木河干流龙头站--阿拉尔站2001年年径流量为45.72×10⁸m³, 接近多年均值46.00×10⁸m³, 属平水年.干流上游区间耗水量24.77×10⁸m³, 占阿拉尔站年径流量的54.2%; 中游区间耗水量1.94×10⁸m³, 占阿拉尔站年径流量的41.4%; 下游区间耗水2.025×10⁸m³(纯塔里木河水), 仅占阿拉尔站年径流量的4.4%. 2001年从开都河-孔雀河的博斯腾湖和塔里木河向下游绿色走廊的应急输水于11月16日水流到台特玛湖, 从而结束了塔里木河下游近30 a干涸的历史, 使下游绿色走廊恶化环境开始恢复.
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  干旱半干旱地区水文预报模型研究及应用——以洮河流域为例

  胡兴林, 畅俊杰, 姚志宗, 贾怀森

  冰川冻土. 2003, 25(4): 409-413. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0073

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  根据水文系统理论模型的原理和方法, 利用洮河流域水文特征在面上分布的差异和产流、汇流到出口断面的时间必须同步的两个基本条件, 对洮河流域进行了概化、分区, 建立了流域水文预报模型.经对历史资料进行拟合和1996-2000年资料试验预报的结果表明, 该模型具有结构简单、操作方便, 实用性强, 预报精度高的特点.在干旱半干旱地区具有推广应用的前景.
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  长江-黄河源寒区径流时空变化特征对比

  谢昌卫, 丁永建, 刘时银, 王根绪

  冰川冻土. 2003, 25(4): 414-422. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0074

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  长江源区比黄河源区寒冷而干燥, 年径流量仅为黄河源区的60%, 径流年内分配较黄河源区均匀性差, 丰水年与枯水年比例基本相当, 而黄河源区枯水年占较大优势. 近40 a来长江源区径流量总体上呈明显的递减趋势, 黄河源区径流量则呈现略微增长趋势. 长江源区径流量以8～9 a的周期变化较为显著, 黄河源区径流量则以7～8 a周期比较显著. 对寒区径流变化的主要影响因子分析表明, 长江源区温度因子对径流年际变化影响大于黄河源区, 而降水因子影响相对较小, 长江源区寒区水文环境对径流影响较大是造成长江、黄河源区径流差异形成的主要原因.
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  新疆40a来气温、降水和沙尘天气变化

  何清, 杨青, 李红军

  冰川冻土. 2003, 25(4): 423-427. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0075

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  根据1961-2001年新疆代表北疆的8个气象站、天山山区的8个气象站、南疆的8个气象站的实测资料, 分析了40 a来新疆气温、降水、沙尘暴、扬沙、浮尘年代际变化特征.结果显示: 40 a来新疆气温呈明显上升趋势, 后10 a(1991-2000年)比前30 a平均气温升高, 北疆偏高0.8℃, 南疆和天山山区均偏高0.℃; 降水变化的总趋势是增湿明显, 后10 a与前30 a相比降水增加, 南疆偏多20.4%, 北疆偏多11.3%, 天山山区偏多9.8%; 南疆与北疆各类沙尘天气年际变化趋势基本相似, 80年代以来呈减少趋势; 南疆沙尘暴、扬沙、浮尘总日数之和与同期的温度、降水在春季有相对较好的线性相关关系.
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  不同时间尺度下的稳定同位素变化

  章新平, 姚檀栋, 刘晶淼, 田立德

  冰川冻土. 2003, 25(4): 428-432. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0076

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  根据北半球IAEA/WMO监测网12个具有长序列站点的资料, 分析了在不同时间尺度下降水中δ¹⁸O的时空变化特征.被选出的12个取样站都存在显著的降水量效应, δ¹⁸O/降水量变化率的大小与降水量存在一定程度的反比关系.降水量效应不仅与产生降水的强对流现象相联系,而且与降水量的季节分布有关.在年尺度下, 12个站中的11个站具有一定程度的温度效应,相对而言,位于中低纬度取样站的平均δ¹⁸O/平均温度变化率大于中高纬度.与单站相比,合计的δ¹⁸O和温度之间的正相关关系要显著得多,说明δ¹⁸O的年际变化主要受大尺度气象条件的制约且反映大尺度空间的环境和气候变化.分析表明, 12个站合计的年加权平均δ¹⁸O和合计的年平均温度的逐年变化具有较好的一致性.
寒区工程技术
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  热棒技术加强高原冻土区路基热稳定性的应用研究

  潘卫东, 赵肃菖, 徐伟泽, 余绍水, 马卫东

  冰川冻土. 2003, 25(4): 433-438. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0077

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  热棒是传热效率很高的热导装置, 适合于增强青藏高原多年冻土区建筑物地基的热稳定性. 介绍了青藏高原多年冻土区内某试验路基中使用热棒的一些基本情况, 分析了热棒的工作状态和制冷作用半径, 并针对不同的气候情况对路基本体和路基基底的地温场分布状况变化进行了对比分析. 结果发现, 使用热棒后经过1 a时间, 路基基底的冷储量得到了显著的增加, 在路基工程中使用热棒保护冻土和增强路基热稳定性是成功有效的. 最后对热棒路基的设计参数提出了一些建议.
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  青藏公路路面病害成因分析

  窦明健, 胡长顺, 多吉罗布, 何子文

  冰川冻土. 2003, 25(4): 439-444. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0078

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  青藏公路多年冻土段路面大范围出现波浪沉陷和开裂等病害, 在综合病害调查、钻探取芯分析、动力触探、路面弯沉检测和面层材料试验等基础上, 讨论了病害与青藏高原特殊自然条件, 路基下多年冻土变化, 路基及地基密实程度, 路面基层性状和面层材料的关系. 分析了路面病害的分布规律和影响因素, 认为恶劣的气候条件和多年冻土的变化是路面病害发生的主要原因, 面层和基层材料质量达不到要求也是重要影响因素.
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  半圆型结构冰压力的物理模拟试验研究

  李志军, 王永学, 曲月霞, 李广伟, 李春花, 王喜文

  冰川冻土. 2003, 25(4): 445-452. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0079

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  利用DUT-1非冻结合成模型冰开展1:25冰对半圆型构件的物理模拟试验研究. 首先用简单的斜面构件的物理模拟试验检验了整体试验装置和技术设备的可靠性, 然后以同样比尺进行2种冰厚在5个不同水位条件的系列试验, 获得了模型冰排在半圆型构件前的破碎堆积现象和作用于构件上的水平和垂直作用力过程.结合实测模型冰物理和力学指标, 通过优化组合, 拟合出半圆型防波堤冰荷载的试验公式. 这些公式包含了冰对半圆型结构的弯曲破坏作用力、挤压破坏作用力及爬坡和堆积作用力.
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  非规则边界相变温度场奇异摄动解

  李南生, 李洪升, 丁德文, 万淑霞

  冰川冻土. 2003, 25(4): 453-460. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0080

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  研究了季节冻土地区集(输)油管线基础土体在冬季冻结期间的相变温度场的奇异摄动解法. 通过共形映射将非规则区域进行规则化, 导出映射后坐标系中非线性、非稳定热传导方程和相变界面热通量连续性方程; 采用奇异摄动方法和变分原理对映射坐标系中的热传导问题进行近似分析计算, 获得集(输)油管线基础土体在冬季冻结过程中的非线性温度场近似解.
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  冰煤断裂韧度的测试研究

  张小鹏, 邢怀念, 黄诚, 刘维波, 李仑

  冰川冻土. 2003, 25(4): 461-464. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0081

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  通过对冰煤在-30℃低温状态下的断裂韧度K_IC的测试试验, 得出了在不同预制裂纹长度条件下冻结煤体的断裂韧度变化情况. 试验中制备了三点弯曲试样并制作了低温环境下的三点弯曲实验装置, 对冰煤的试样制备、试验装置、 K_IC计算公式以及裂纹尖端塑性区的大小等断裂力学问题进行探讨, 并且对试样尺寸的有效性进行了验证. 结果表明, 断裂韧度K_IC与裂纹深度a/W的变化方向相反, a/W越大, K_IC越小, 此时裂纹越易开裂.
研究综述
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  冰芯中含硫有机物——MSA的研究

  汪君霞, 姚檀栋

  冰川冻土. 2003, 25(4): 465-470. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0082

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  冰芯中MSA含量具有季节性变化规律, 夏季出现峰值, 冬季为低值. 一定地区MSA高含量和海冰扩展存在相关关系, 有的地区MSA含量还与ENSO事件有一定相关性. MSA/ nssSO₄^2-比值对温度和来源区域都有很好的指示意义. 在一定的条件下冰芯中的MSA可以发生迁移和再定位, 由此也对利用冰芯MSA含量反演当时大气气溶胶中成分含量的准确性提出了质疑. 总结了近几年来冰芯研究中的MSA和_nssSO₄^2-, 特别是极地冰芯MSA的研究进展, 并对利用MSA来研究全球变化的前景进行了预测和展望.
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  多年冻土地区公路筑路技术研究现状与新课题

  汪双杰, 李祝龙, 武憼民

  冰川冻土. 2003, 25(4): 471-476. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0083

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  分析了中国多年冻土地区公路修筑技术的研究现状, 介绍了青藏公路沿线多年冻土三期科研工作、青藏高原东部退化性多年冻土的研究成果和小兴安岭岛状多年冻土的研究方向. 在总结科研与实践工作的基础上, 提出了多年冻土地区公路修筑技术的相关研究课题和新思路.
研究简讯
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  中国第3次南极Grove山地区科学考察中的冰雪考察

  秦翔

  冰川冻土. 2003, 25(4): 477-478. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0084

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  Grove山地区(73～76°E,72°～73°S)位于南极内陆冰盖伊丽莎白公主地腹地,距中山站400～500km,面积约3200km².该地区地形复杂,地势以东南高,西北低,相对高差约1200m,其间散布大小冰原岛峰64座^[1].
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  摸着石头过河的创新研究——记喀喇昆仑山巴托拉冰川考察与中巴公路修复通过方案

  施雅风

  冰川冻土. 2003, 25(4): 479-481. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0085

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  1974年初,外经部、交通部和总后勤部联合给中国科学院兰州冰川冻土沙漠研究所(现为中国科学院寒区旱区环境与工程研究所)下达任务,要求派冰川考察组对影响中(国)巴(基斯坦)公路建设的巴境内喀喇昆仑山区巴托拉冰川考察,以二年时间摸清该冰川的运动变化特征,提出中巴公路通过方案.
人物介绍
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  鞠躬尽瘁毕生奉献于冻土科学的邱国庆研究员

  施雅风

  冰川冻土. 2003, 25(4): 482-484. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2003.0086

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  优秀的冻土学家邱国庆同志离开我们快四年了,在我脑海里一个抹不去的影子是他去世之前几年,已患严重的气管炎和肺气肿病,仍然艰难的带病从事《中国冻土》专著的撰写和编图工作,他曾多次住院,我去看望,发现他虽住院养病而仍在伏案工作.一次他打电话给我,说有事要来我家商量,我说:“你身体不好,有事就在电话里讲,不必前来”,但他坚持说:“身体尚好,一定要到你家面谈”,我只好恭候,半小时后,他敲门进入我家坐下,我看他一脸浮肿病容,连续急促地喘了好几分钟,才平静下去,我实在感到不安.