1960—2020年青藏高原东部主要河流的径流和泥沙变化特征

青藏高原作为“亚洲水塔”,对下游地区用水具有重要作用,在气候变化和人类活动影响下,河流的径流和输沙量已发生显著变化。选取青藏高原东部的黄河、长江、澜沧江、怒江和雅鲁藏布江五大河流源区,利用站点实测数据和Pettitt突变点检验、线性回归等统计方法,系统性地分析了1960—2020年间(近60 a)径流和泥沙的年际和季节性变化特征。主要结论为:①近60 a来,长江和怒江流域的年径流显著上升,其余流域变化不显著,径流变化存在较强的空间变异性,在2006年左右存在突变点,大部分站点的年径流在此后的十几年中均呈上升趋势;年输沙量方面,长江流域呈不显著上升,黄河、澜沧江、雅鲁藏布江流域均呈不显著下降,年际变化趋势与径流变化总体一致,但变异性更大。②对于60 a尺度的季节径流,上游站点冬、春季径流均呈增加趋势,所有站点夏、秋季径流的变化趋势与年径流总体一致,且夏季径流在空间分布上存在“北增南减”的特征。③澜沧江下游的水电梯级开发已经对下游天然径流过程产生干扰,主要表现为径流年内分布的突变,季节差异显著减小,趋于均匀化。以上结论深化了对青藏高原径流和泥沙变化特征的认识,可为开展径流趋势预估和水资源规划等提供科学参考。

5月中国土壤湿度异常对7月华南-青藏高原东部偶极子型降水年际变化的影响

利用1979—2019年ERA5再分析资料和站点降水资料,研究了5月中国土壤湿度异常对7月华南和青藏高原东部偶极子型降水年际变化的影响及其可能的物理过程。结果表明,当5月青藏高原土壤湿度偏湿,华中地区土壤湿度偏干时,对应7月华南(高原东部)降水偏多(偏少),两地降水呈偶极子型分布。通过进一步的诊断分析发现,青藏高原(华中地区)土壤湿度正(负)异常可从5月持续至7月,使得7月中国北方地区地表湍流热通量正异常,进而使得对流层中低层大气增暖,中国北方与贝加尔湖之间经向温度梯度和大气斜压性增强,天气尺度的瞬变波活动增强。通过瞬变的涡度强迫有利于中国北方及蒙古地区准正压异常高压和Rossby波波源的形成,相关的Rossby波向东南方向传播至我国南方,使得华南地区出现准正压结构的异常低压,有利于西北太平洋副热带高压东移,南亚高压西移。对应中国北方及蒙古-华南地区对流层中低层为反气旋-气旋式环流异常,进而导致华南地区(高原东部)降水增多(减少)。此外,中国北方-蒙古地区的异常高压与局地偏干的土壤湿度之间的正反馈过程,有利于上述物理过程的维持和增强,进而有利于7月偶极子降水的异常,反之亦然。

青藏高原东部深部构造与动力学机制研究进展——来自第9届与第10届WTGTP研讨会的启示

青藏高原深部构造与动力学机制一直是深部地球物理与大陆动力学的重点研究领域.青藏高原东部地形起伏剧烈,地震活动频繁,金属与油气矿床丰富,揭示出青藏高原东部极为复杂的壳幔结构与深部变形及非常强烈的深部物质运动.近年来,随着地球物理综合观测技术、深部结构成像方法、地球动力学模拟等研究的快速发展,围绕青藏高原东部的深部构造、块体运动、深部动力模式、强震活动与深部蕴震机制及成矿深部构造等方面进展显著.青藏高原东部构造与地球物理研讨会(WTGTP)是围绕青藏高原东部深部结构与动力学机制、资源开发、地质灾害等相关地球科学问题按年度召开的学术交流研讨会.本文基于2021年和2022年召开的第九届和第十届WTGTP的会议报告,结合近年来的相关研究成果,围绕印度—欧亚板块碰撞、构造变形特征与动力学机制以及强震活动与深部蕴震机制等主要内容,介绍了青藏高原东部的地球物理结构及深部构造变形与动力学机制的研究进展.初步展望了青藏高原深部构造与地球物理研究前景,期望能给相关科研人员提供一点有益的参考.

青藏高原东部大中型兽类多样性及时空分布格局

物种多样性动态变化及种群现状评估对于物种的科学保护至关重要。青藏高原东部属我国西南山地生物多样性热点地区,具有重要科研价值与保护地位。为了有效评估青藏高原东部地区大中型兽类多样性现状与分布格局,以该地区最具代表性的新龙县为主要研究区域,系统收集了2013年以来该区域已发表的红外相机相关文献和数据资料,并于2019年12月—2020年10月开展了红外相机调查。结果表明,目前新龙县至少分布有5目14科36种野生兽类,包括7种猫科动物以及7种国家Ⅰ级和16种国家Ⅱ级重点保护野生动物,被IUCN红色名录评估为濒危(EN)的有2种、易危(VU)7种、近危(NT)6种。历年监测研究中,食肉目和鲸偶蹄目物种均较为丰富,7种猫科动物在间隔近3个年度仍被记录。豹(Panthera pardus)的相对多度指数(RAI)和网格占有率(GO)位于前10位。7种猫科动物的RAI以及GO的大小关系为:豹>豹猫(Prionailurus bengalensis)>猞猁(Lynx lynx)>雪豹(Panthera uncia)>金猫(Catopuma temminckii)>荒漠猫(Felis bieti)=兔狲(Felis manul)。研究发现不同季节下不同生境和不同海拔段均有多种猫科动物与多种主要猎物分布,除了荒漠猫和兔狲外的5种猫科动物与主要猎物和干扰因子在不同季节下均存在不同程度的重叠关系。结果反映出青藏高原东部新龙县猫科动物整体种群现状良好,食物资源较丰富,整个生态系统呈现出健康的状态,但后续需进一步加强猫科动物主要分布区干扰因子的科学管控。同时还指出了新龙县以猫科动物为代表的珍稀濒危野生动物保护工作面临的困境并提出了后续的保护工作建议,以供参考。

近30年青藏高原东部夏季降水异常特征及成因

文章利用青藏高原东部地区近30年的逐日夏季平均降水量及NCEP/NCAR逐月平均再分析风场、位势高度场资料,对青藏高原东部近30年夏季平均降水量的气候态、方差和趋势分布特征进行了分析,通过EOF分析了青藏高原东部夏季降水异常的3种主要分布类型,又利用回归分析方法,分析了与3种典型模态匹配的风场异常特征,以明确青藏高原东部夏季降水异常的环流特征。结果表明:1) 近30年青藏高原东部的夏季降水量存在一个东南向西北递减的分布特征,而且在东南部降水比较偏多,降水大值区年际变化也大,降水趋势变化不明显。2) 夏季降水异常空间分布为3种类型,即南北反相型、中间多南部少型以及东西反相型。3) 当青藏高原东部夏季降水南多北少时,印度季风槽偏弱,西太平洋副高位置偏南,高原东部的南侧为气旋性距平环流,南亚高压偏南,西风急流减弱;当青藏高原东部降水呈中间多南部少型时,印度季风增强,西太平洋副高位置偏北偏西,南亚高压位置偏北偏东,且青藏高原东北侧西风急流增强;当青藏高原东部降水呈东西反相型时,西太平洋副热带高压位置偏西,而高原东部地区西侧以偏西风距平为主,同时高层南亚高压位置偏东。

青藏高原东部采伐迹地早期人工重建序列梯度上植物多样性的变化

采伐是青藏高原东部亚高山森林过去经营管理中最常见的实践。采伐的一个重要后果就是林地生物多样性的衰退和损失。目前虽然对采伐环境退化与迹地人工林恢复重建开展过许多研究 ,但对采伐迹地以及人工重建过程中的生物多样性变化研究很少。人工重建时间序列上的植物组成变化还不清楚 ,也没有人去检测人工林早期发展阶段间多样性的差异。作者选择大渡河上游亚高山针叶林序列采伐迹地 ,调查了采伐后 8个人工造林时间序列梯度 (1年、2年、5年、7年、10年、15年、19年和 30年 )和相邻的原始林内的物种组成和丰富度 ,比较分析了序列梯度上的植物多样性的变化。结果表明 ,8个人工造林时间序列样地上共采集到种子植物 16 7种 ,其中大多数是喜光的草本植物和灌木。根据这些植物的重要值在该时间序列梯度上的变化 ,可基本分成具有不同适应性的 3个种组。重要值在林分郁闭前逐渐增加而后减少的植物种组成了侵入种组 ,包括 75种喜光植物 ;敏感种组包括 12种原来就存在于原始林下的耐荫植物种 ,它们的重要值在郁闭前逐渐减少而后增大 ,它们对采伐迹地环境退化敏感性强 ;忍耐种组有 2 2种 ,它们的重要值在时间序列上没有表现出明显的变化趋势 ,表明它们对环境的变化具有较强的适应性 ;另外 5

2008年10月青藏高原东部一次区域暴雪过程及气候背景分析

2008年10月26~28日青藏高原东部出现了一次历史罕见的强区域暴雪过程。本文利用MI-CAPS资料、T213资料和NCEP资料对此次区域暴雪过程形成的气候背景、环流形势和影响系统进行了分析,同时对其水汽条件、动力条件等物理特征也进行了分析。结果表明,青藏高原东部冬半年区域暴雪过程500 hPa环流形势场可分为北涡南槽型、西太平洋副热带高压型和南北槽分支型3种类型,此次区域暴雪过程属于西太平洋副热带高压型;红外云图显示,来自孟加拉湾的热带风暴登陆北上为此次暴雪提供了充沛的水汽;物理量诊断分析表明,区域暴雪过程期间,水汽通量场、水汽通量散度场和垂直运动场都反映出该区域内有大量水汽输送和水汽辐合,上升运动较强。

青藏高原东部不同草地类型土壤养分的分布规律

调查分析了青藏高原东部高寒草甸、高寒灌丛草甸、亚高寒草甸、沼泽化草甸、荒漠化草原、林间草地、盐渍化沼泽土壤碳氮磷含量垂直分布特征。结果表明,7种草地类型中,土壤有机碳含量大体随着土层的深入而降低,0～15cm土层土壤有机碳的累积量从高到低依次为林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草甸(P<0.05);随土层深度变化土壤全氮含量与有机碳相似,0～15cm全氮累积量从高到低依次为沼泽化草甸>林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>荒漠化草原>亚高寒草甸(P<0.05);荒漠化草原、林间草地和土壤全磷含量随土层深度无明显规律性,0～15cm土层全磷累积量由高到低依次为高寒灌丛草甸>沼泽化草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草原>林间草地(P<0.05);随土层深度的增加不同草地类型养分含量顺序不同。除沼泽化草甸,不同草地类型下土壤有机碳与全氮呈显著正相关。

基于ASTER GDEM数据的青藏高原东部山区地形起伏度分析

以青藏高原东部山区为研究区,基于高空间分辨率的ASTER GDEM数据,通过AML语言编程调用ArcGIS中用于邻域分析的focal函数,计算不同邻域尺度单元下地形起伏度。研究表明:邻域尺度单元大小对地形起伏度计算至关重要,起伏度值先随邻域尺度单元面积增大而快速增大,当邻域尺度单元面积达一定阈值后,其增大速度开始减缓并趋于平稳,且在增速减慢过程中存在一明显拐点,即最佳邻域尺度单元。通过高差显著性变化检验法,确定最佳邻域尺度单元为5.0625km2,据此制作地形起伏度分级图,发现研究区自西北向东南地形起伏度逐步增加,地势以中度起伏(200～500m)为主。

数值模拟探讨青藏高原东部应力应变场及断裂活动性

青藏高原东部是我国活动构造非常强烈的区域,现今的应力应变状态对活动构造研究有重要参考意义。本文依据地质资料和岩石力学性质构建相应的有限元数值模型,以GPS观测为边界约束,计算得到了青藏高原东部应力应变场,在此基础上探讨了主要断裂的活动特征。结果显示,距离印度板块和欧亚大陆板块碰撞带较近的青藏高原,汇聚速度、最大压应变率和最大压应力均较高,而随着远离碰撞带各个数值相应降低;在青藏高原东部,以喜马拉雅东构造结为旋转中心的一系列弧形断裂滑动速率相对较高,如玉树—鲜水河—小江断裂带,巴塘—金沙江断裂带,嘉黎断裂带等,这些走滑断裂带控制着青藏高原东南缘物质旋转挤出的特征,而其它断裂带滑动速率则相对较低,在块体内部则更低;结果同时表明应变速率分配高的断裂达到屈服的时间短,对应的地震复发周期短。

青藏高原东部玉树隆宝蛇绿混杂岩中早二叠世放射虫的发现及其地质意义

报道了采自青藏高原东部玉树隆宝蛇绿混杂岩硅质岩岩块中的放射虫化石。该放射虫组合包括Latentifistula cruxNazarov et Ormiston,Pseudoalbaillella scalprata scalprataHoldsworth et Jones,Pseudoalbaillella scalprata rhombothoracataIshiga,Pseudoalbaillellasakmarensis(Kozur)等。该放射虫组合属于Pseudoalbaillella scalprata rhombothoracata带,该带可以进行全球对比,地质时代为早二叠世。放射虫动物群与可可西里、滇西等地的古特提斯放射虫组合一致,它指示了玉树早二叠世存在深水沉积盆地。

近50a青藏高原东部夏半年强降水事件的气候特征

基于青藏高原东部47个站点1963-2012年的5-9月逐日降水资料,分析了近50 a该区夏半年强降水的时空分布特征和相对强度。结果表明：青藏高原东部夏半年强降水事件在7月出现的频次最多,以持续1 d的单站暴雨为主;强降水量和频次在近50 a呈弱增长趋势,其存在准12 a的年代际震荡,且在1978年之后,强降水量同时存在大致准3 a的演变周期,在各自然分带强降水量和频次的变化趋势存在差异;夏半年强降水量和频次呈现出自东南向西北阶梯性递减的分布特征;青藏高原东部夏半年强降水的相对强度与强降水量呈反向特征,其中以柴达木地区相对强度为最大,藏东川西区为最少;各自然分带的强降水量和频次与夏半年降水量有很好的相关关系,而强降水的相对强度与夏半年降水量表现出不同的正负相关性。

青藏高原东部及周边现时地壳运动

通过1991—2001年期间在青藏高原东部及周边地区的GPS测量,获得该地区不同参考框架下的地壳运动速度场,其测量的速度精度高于2mm/yr。印度板块与华北地块之间的地壳形变分为喜马拉雅及高原南部、高原中部(拉萨—格尔木)和高原北部(格尔木—金塔)三部分,它们分别吸收了印度板块与欧亚板块汇聚速率的43%、24%和32%。在欧亚框架下和相对于成都,印度板块和华南地块之间存在着以东喜马拉雅构造结为轴心的顺时针巨型涡旋构造———滇藏涡旋构造,运动速度分别为26～6mm/yr和24～7mm/yr,总体上从北东方向转变为南东和南西方向,有别于青藏高原中部的北东方向。滇藏涡旋和东喜马拉雅构造结的形成与南迦巴瓦 阿萨姆"犄角"的楔入作用有关。

青藏高原东部和西太平洋暖池区大气热源与中国夏季降水的关系

利用1951～2000年NCEP/NCAR逐日再分析资料计算了大气热源,并对夏季青藏高原东部大气热源异常和西太平洋暖池区大气热源异常对中国夏季降水的影响作了对比分析研究。结果表明,如果高原东部夏季大气热源显著偏强(偏弱),则长江流域地区的夏季降水显著偏多(偏少),而华南东部地区夏季降水偏少(偏多)。菲律宾南部附近的热带西太平洋暖池区上空夏季大气热源显著偏强(偏弱)时,同期长江中下游地区偏涝(偏旱),而华南地区、江苏北部-山东南部则偏旱(偏涝)。夏季青藏高原东部大气热源异常和热带西太平洋暖池区大气热源异常对中国夏季降水的影响是有差别的,中国的夏季降水受高原东部大气热源影响的显著范围要比受西太平洋暖池区大气热源影响的显著范围要大。无论是高原热源异常还是西太平洋暖池热源异常,东亚地区的大气环流都存在类似EAP型的遥相关波列。大气热源的异常是通过直接影响垂直运动场的异常,进而影响到我国的夏季降水的异常。夏季高原热源或西太平洋暖池热源偏强(偏弱)时,西太平洋副高的脊线比常年位置偏南(偏北)。

青藏高原东部及邻区地震断层面上的潮汐应力触发效应

根据已发布震源机制解目录(哈佛大学CMT),将青藏高原东部及邻区划分为5个构造应力场分区,并对各分区的地震逐个计算其发震断层面上的固体潮汐正应力、剪应力、库仑破裂应力及相位角,分析潮汐应力分量对不同类型发震断层的作用效果及其随深度变化特征.基于库仑破裂应力判断准则,研究潮汐应力对各种类型地震的触发作用;基于Schuster检验方法,统计分析潮汐应力对各个震级档、不同构造类型地震的影响.综合运用上述两种分析方法,探讨潮汐应力对不同震级地震以及处于不同构造块体、发震断层、震源深度地震的触发机制.结果表明,潮汐应力对印度块体和拉萨块体的正断和逆断型地震,滇缅泰块体、印支块体和松潘一甘孜块体的走滑和斜滑型地震,川滇菱形块体的斜滑型地震均存在不同程度的触发效应,且触发效应的强弱依赖于震源深度、震级大小、发震断层类型及其所处区域构造应力场.

青藏高原东部的Pn波层析成像研究

利用INDEPTH/ASCENT台阵和其它布设在青藏高原的流动宽频带地震仪数据,反演了青藏高原东部和周边区域的上地幔顶层Pn波速度以及台站延迟.研究区域的平均Pn波速度是8.1km/s,略高于中国大陆的平均Pn波速度.低速区主要分布在羌塘地块的西部和松潘—甘孜地块,高温异常的岩石圈上地幔很可能是导致这一低速区的原因.班公-怒江缝合带东端区域的Pn波速度达到8.35km/s,这一高速区可能与向北俯冲的印度板块(东端)有关.另一Pn波高速区分布在祁连山和昆仑山之间,主要由柴达木盆地和共和盆地及其周边地区,两个并不完全连续的高速异常区组成,它可能对应于特提斯洋闭合时北部增生的克拉通地体;在后来的欧亚板块与印度板块的碰撞中,这一地体有可能阻挡了青藏高原向北的生长.相对密集的台站提供了高分辨率的速度结构横向分布和地壳厚度变化.台站延迟显示青藏高原北部和东部的地壳存在显著的减薄——松潘—甘孜地块东北缘的地壳厚度仅为约50km,而羌塘地块东部唐古拉山地壳最厚,达到75km,这可能是由于印度—欧亚板块碰撞引起的羌塘地块内部变形增厚所致.

青藏高原东部土壤冻融过程中近地层湍流统计特征分析

利用玛曲黄河源区气候与环境综合观测研究站的湍流资料,分析了青藏高原东部玛曲地区土壤冻融过程中近地层湍流统计特征的差异。结果表明,冻融过程中不同阶段近地层湍流输送特征表现出一定的差异性;各个阶段不稳定层结下无量纲化的风速分量脉动方差与稳定度符合1/3次方律,近中性条件下无量纲化的风速分量脉动方差近似为常数,水平方向上的风速分量方差随地表动力学粗糙度减小而呈现逐渐增大的趋势,垂直方向上的速度脉动方差变化不大,说明下垫面的物理特性对水平速度分量方差的影响比垂直方向明显;冻融过程中不稳定层结下无量纲化的温度、湿度和二氧化碳脉动方差与稳定度符合-1/3次方律,温度和湿度的拟合系数表现为冻结状态下的值小,而冻结前和融化后的值大。

青藏高原东部岩石圈电性结构特征及其构造意义

主要介绍青藏高原东部下察隅—清水河(EHS3D-3)剖面的大地电磁(MT)探测结果。根据2007年沿该测线观测的MT数据,经过资料处理、分析和二维反演,得到了研究区岩石圈的电性结构。结果表明:沿剖面电阻率分布具有纵向成层,横向分区的特征;上地壳由不同大小的高阻体构成;拉萨地块和羌塘地体中下地壳分别存在一个大范围的低阻体,初步认为这2个低阻体由深部流体以及部分熔融所致,可能是高原东部环绕东构造结的2个物质流通道,同时也是高原南北两侧的2个主要剪切走滑带;雅鲁藏布缝合带和班公-怒江缝合带均表现为向北逐渐加深的相对低阻带,可能是俯冲板片表面低阻物质的反映;金沙江断裂深部表现为强烈的低阻体异常,但与该区其它缝合带的电性特征区别较大。

中国西北东部汛期降水对青藏高原东部春季感热在准3a周期上的响应

利用1960—2010年中国西北东部地区39个气象站的逐日降水资料和NCEP/NCAR月平均地表感热通量再分析资料以及大气环流各要素场资料,通过多锥度-奇异值分解(MTM-SVD)等方法,分析了中国西北东部汛期降水、青藏高原东部春季感热的周期振荡特征以及它们在准周期循环上的协同耦合关系。结果表明,感热与降水均存在显著的准3 a周期,其耦合场在准3 a周期上表现也最为明显。当青藏高原东部春季感热在青藏高原主体上偏强(弱)时,对应中国西北东部汛期降水的异常偏多(少)。该准3 a周期循环上的协同关系在1960—1982年表现最为显著,1983—1990年为调整阶段,90年代之后又逐渐明显。青藏高原东部春季感热对大气环流的持续加热过程影响西北东部汛期降水,且主要体现在8月。

青藏高原东部及邻区地块现今运动特征

青藏高原东部及邻区为典型的大陆地壳变形区。根据GPS监测结果,得出了欧亚参考框架的运动速度场;采用刚性假设下最小二乘法,对地块现今运动进行了研究。GPS监测结果表明:柴达木地块、甘青地块、华南地块、川滇地块、印支地块运动速率分别为(11.95±2.89)mm/a,(11.86±2.32)mm/a,(7.83±2.08)mm/a,(13.18±2.43)mm/a,(6.45±1.95)mm/a;运动方向分别为61.1°,93.8,°113.1,°134.8,°141.6°;旋转速率分别为2.91×10-9rad/a,6.91×10-9rad/a,0.38×10-9rad/a,2.15×10-9rad/a,1.45×10-9rad/a。柴达木地块、甘青地块、川滇地块活动性较强,而华南地块、印支地块活动性较弱,属于稳定地块;各块体围绕东喜马拉雅构造结呈顺时针旋转。地块规律性运动特征与印度板块向北俯冲、推挤有作密切关系;而地块的差异运动则与总体构造应力条件下远程边缘效应及地块之间相互作用有关。