青藏高原唐古拉山冬克玛底河流域水文过程特征分析

利用１９９３年５～９月连续时间序列的资料，对青藏高原唐古拉山冬克玛底冰川区及其流域的水文过程特征进行初步分析。由于青藏高原季风环流的影响，在性质不同气团控制所产生的降水天气过程的降水量差别极大，该区域主要降水集中在６～８月，Ｔｒｅｔｙａｋｏｖ雨量器对标准雨量器捕捉率的修正量小于天山地区的研究结果。该流域地面蒸发过程较为强盛，各种下垫面的蒸发量占流域水量平衡收入的３７％，土壤蒸发量与水面蒸发和土壤含水量之间关系密切。流域平均径流系数为０６３，径流模数为２６Ｌ／（ｓ·ｋｍ２），冰川融水径流对整个流域径流影响很大，冰川融水对流域径流的补给率为４９％。冰川融水径流主要产生于７～９月初，时间短，但强度大，其冰川融水径流量除与气温变化有关外，还与能量过程重要因子———冰川表面反射率呈幂函数关系。

1955—2008年冬克玛底河流域冰川径流模拟研究

采用HBV水文模型,对长江源区有冰川覆盖的冬克玛底河流域日径流进行了模拟试验研究.使用冬克玛底河流域周边4个有长期观测资料的气象站日气温、日降水数据,结合流域内自动气象站实测数据,应用多元回归法插值恢复了流域1955—2004年日气温数据,应用降水梯度与反距离权重相结合的方法恢复了流域1955—2004年日降水数据.采用数据质量较好的2004/2005年度和2006/2007年度两个物质平衡年水文气象数据进行模型参数的率定,应用2005/2006年度和2007/2008年度水文气象数据进行模型参数的检验.在确定模型能较好的模拟流域年月径流深的前提下,采用率定好的模型参数和恢复的气象资料,恢复了1955—2004年冬克玛底河流域的年径流深;依据水量平衡原理,得到流域冰川物质平衡变化.结果表明:1955—2008年冰川物质平衡呈亏损趋势,平均-136.0mm.a-1;年径流深呈波动增加趋势,平均增加5.61mm.a-1.径流深的增加量中约34%是因为降水增加所致,66%是因为温度升高导致冰川消融加剧所致.

唐古拉冬克玛底冰川流域pH值和电导率分析

2005-05-11～2005-09-27,在青藏高原唐古拉段冬克玛底冰川流域对融水径流和草地径流分别进行采样.对样品的pH值和电导率进行了分析.结果表明,研究区环境受人类活动影响很小.借助电导率水量来源模型对冬克玛底河流量进行划分,暖季径流主要以冰川冰融水补给为主,占总流量的62%以上,其次是积雪融水和降雨补给,其中,第1、3阶段的积雪融水补给分别占31%和37%,第2阶段的降雨补给占17%左右;土壤冻结水消融对径流贡献很小,占2%以下.

SRM融雪径流模型在长江源区冬克玛底河流域的应用

冬克玛底河流域作为青藏高原腹地长江源区典型代表性高寒山区流域,有较大面积的冰川、积雪存在。本文以冬克玛底河流域2005年5￣10月的实测水文、气象资料为基础,运用SRM融雪径流模型对不同分带数对融雪径流模拟效果的影响和不同测站气温分别作为气温驱动变量对融雪径流模拟效果的影响分别进行了模拟试验。结果表明:不同分带会对SRM模型融雪径流量模拟产生一定的影响;而不同的气温作为驱动变量对模拟的效果影响很大,这表明SRM模型对气温驱动变量非常敏感。同样根据流域内径流与气温降水的相关分析看到日径流量与气温相关性较好,线性相关系数最好达到0.72,而径流与降水线性相关系数为0.20。根据以上模拟实验和相关分析选择合适的分带和具有代表性的站点气温,SRM模型模拟的两个优度指标最好可达到Nash-Sutcliffe系数(R2)=0.83和体积差(Dv)=0.95%。考虑到SRM模型对气温的敏感性,利用最终选择的模拟方案并结合气温升高1oC气候情景假设来考虑气温、降水和径流之间的关系。模拟结果表明:气温升高1oC后,(1)模拟时期内的径流总量由原来模拟的25.5×106m3增加到33×106m3;(2)冰川物质平衡线从原来的5600上升到5750米,冰川消融区从5.8km2增大到13.5km2,冰川消融量增加,对径流量的贡献明显增大。(3)气温的升高加速积雪融化并改变降水形态是径流在5￣6月变大的主导因素。7￣10月份的径流变大则主要是由于冰川消融。

长江源区典型流域积雪年变化及其与气温、降水的关系

对长江源区冬克玛底河流域2005年1月-2006年9月积雪空间分布特征、雪盖变化进行了分析，探讨了2005年暖季（5～9月）积雪覆盖与同期气温和降水量之间的关系．结果表明：积雪主要分布在河谷两侧的山坡、山顶、冰川前沿和冰川上，宽广平坦的河谷积雪很少；在暖季，流域降水多、气温较高，积雪主要分布在冰川区．作为一种特殊的下垫面，沼泽化草甸和冻土丘对积雪分布也有较大的影响．从两年的积雪覆盖率变化来看，在降雪少而气温低的1～4月积雪覆盖率变化剧烈；5月份降雪增多，但由于气温也在逐步回升，使得积雪覆盖率还是变化剧烈；10～11月降雪较多而且气温较低使得积雪覆盖率保持在80％以上的覆盖水平；6～8月因气温和地温较高，尽管降水多以固态形式降落，但在地面保留的时间极短，故积雪覆盖面积较小．在暖季（5～9月）降水对积雪覆盖的影响微弱，而温度是流域积雪覆盖变化的主要影响因素．

物种多样性和生物量分布规律对冻土活动层埋深变化的响应

全球变化背景下,冻土环境变化对地上植被的影响是近年来倍受关注的重大科学问题。鉴于此,在长江源区冬克玛底流域分析了植物物种多样性和生物量空间分布规律及其对冻土活动层埋深变化的响应。结果表明,1)地上植被的物种多样性指数随着冻土活动层埋深的增加表现出非单调性递减;在冻土活动层埋深约2m时,物种多样性指数较高(Patrick指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为:26.43±3.31,2.06±0.38和0.83±0.08)。2)生物量的垂直分布规律整体表现出地下生物量明显高于地上生物量,地下生物量占总生物量的63%～96%。3)地上生物量和地下生物量与活动层埋深均具有显著的相关性(R2=0.65,P<0.01;R2=0.79,P<0.01),随着活动层埋深的增加呈现出明显下降趋势。4)活动层埋深对0～40cm深度的地下生物量的垂直分布具有显著影响。活动层埋深约1m时,地下生物量垂直变化很小;活动层埋深大于1.5m时,呈倒金字塔形分布;活动层埋深大于3m时,10～40cm深度的地下生物量占总地下生物量的比例随着活动层埋深(3.11～4.81m)的增加而增加。

1966~2015年长江源冰川融水变化及其对径流的影响--以冬克玛底河流域为例

气候变暖改变了长江源的冰冻圈,影响了当地的生态系统。采用HydroGeoSphere(HGS)水文模型,对长江源区冬克玛底河流域冰川融水进行了模拟研究,以评估气候变暖背景下冰川融水径流对流域水资源的影响。利用研究区周围4个气象站点的资料,采用多元回归和插值方法重建了1966~2015年气象数据,并采用2005~2006年的实测流量数据对模型模拟结果进行了验证,表明模型有一定的可信度。结果显示:①过去50 a,冬克玛底河流域的平均物质平衡为-151 mm/a,冰川物质累积亏损为7.55 m,温度升高对冰川的影响超过降雨增加的影响;②物质平衡与降水呈现正相关,与正积温和冰川融水为负相关;③过去50 a,冬克玛底河流域总径流量、冰川区产流量、非冰川区产流量都呈现增加趋势,其中增加的总径流量的25%为降水增加所致,75%为气温升高导致冰川消融所致。研究结果可为气候变暖背景下长江源的保护提供一定的科学依据和参考。