高寒山区季节冻土冻融特征参数变化及其影响因素——以天山南坡为例

季节冻土在高寒山区广泛分布,其冻融过程会对水文水资源和生态环境产生深刻影响。研究气候变化背景下高寒山区季节冻土冻融特征参数变化及影响机理,可为高寒山区水资源管理和生态保护提供科学依据。本文选择天山南坡作为研究区,基于13个气象站点1958年以来季节冻土冻融参数(最大冻深、冻结期、始冻日、解冻日)、气温、地表温度、降雨和积雪等数据,使用空间分析和多元线性回归统计等方法对冻融参数的时空变化特征进行分析,量化不同气候因素对季节冻土冻融变化的影响权重。结果表明,季节冻土最大冻深在(48.5±11.4)~(96.8±8.5)cm之间,冻结天数在(102±10)~(141±14)d之间,多年平均始冻日在11月7日至19日之间,多年平均解冻日在3月1日至28日之间。1950年代至2010年代期间,始冻日逐渐推迟,解冻日逐渐提前,冻结天数缩短。空间分布上,最大冻深有“海拔高,最大冻深大”的规律;空间变化趋势上,最大冻深在研究区中部显著增加;冻结天数在研究区内大范围显著缩短。季节冻土冻融变化与气温相关性最强,温度(气温和地表温度)是季节冻土冻融变化的主导因子。定量评价发现,气温影响占比(24.1±3.6)%,地表温度影响占比(12.1±3.1)%,降雨影响占比(9.6±1.7)%,积雪影响占比(5.1±1.5)%。

天山南坡台兰河流域冰川物质平衡变化及其对径流的影响

应用控制流域的径流及相关降水资料 ,通过模型重建了台兰河流域平均冰川物质平衡序列 .结果显示 ,195 7— 2 0 0 0年流域冰川平均年物质平衡为 - 2 87mm ,累计冰川物质平衡 - 12 .6m ;4 4a来由于气温升温引起的冰川净消融相当于每年补给河流径流 1.2 4× 10 8m3 ,占河流年径流量的 15 % .1982年以后 ,流域冰川物质平衡一直呈负平衡 ,195 7— 1981年平均物质平衡为 - 16 8mm·a-1,1982—2 0 0 0年平均为 - 4 4 5mm·a-1.随着气候由暖干向暖湿转型 ,降水量增加 ,但冰川对气温的敏感性更大 ,冰川消融加快 ,冰川融水量持续增加 .气温和降水量的变化与北大西洋涛动和北极涛动变化一致 ,其突变年份都在 1986— 1988年左右 .

新疆天山南坡表土花粉的初步研究

横亘于亚洲中部的天山山系是一个完整的自然地理单元,山地植被和土壤具有垂直分布明显和区域性差异大的特点,故对花粉的传播、保存、搬运与沉积具有重大影响。根据对西北干旱地区天山中段南坡一条从海拔4 285 m的天山一号冰川到海拔1 200 m的和静段的样带所采集的38个表土花粉样品的孢粉组合图式、植被样方调查资料以及排序结果,探讨了南坡垂直带的植被与表土花粉之间的关系,并对南北坡样带的表土花粉组合特征进行了比较。该区表土孢粉谱可分为5个孢粉组合带,分别对应高山流石滩稀疏植被带、高山草甸带、亚高山草甸草原带、山地荒漠带和典型荒漠带等植被带。与北坡相比,南坡孢粉组合带因缺少典型的森林和森林草原孢粉带,其垂直带谱并不完整。其次,相同孢粉带在南坡的分布高度明显比北坡高。值得注意的是,在亚高山草甸草原带的花粉组合是以云杉属为主,AP/NAP(木本植物/非木本植物花粉)比值处于最高值,在该带之上的云杉属花粉含量也较高,可能与天山地区特殊地貌地形所形成的局地气流有一定关系。

1396-2005年天山南坡阿克苏河流域降水序列重建与分析

利用2005年采自天山南坡阿克苏河流域的树轮样本,建立了该流域6个树轮年表.相关计算表明,天山南坡阿克苏河流域英阿特河树轮标准化年表与该区域上年8月到当年4月的降水相关最为显著.利用该年表较好地重建了阿克苏气象站1396—2005年上年8月到当年4月的降水序列,经多方面验证表明其具有较好的可信性.分析表明:在过去600 a中,天山南坡阿克苏河流域降水以2~2.5a、12~13 a、45 a、50 a、58 a的周期最为显著;在1584年,1615年,1685年,1722年和1753年前后曾发生了突变,15、19、20世纪天山南坡阿克苏河流域的降水相对稳定.在1416—1990年经历了9个偏湿期及9个偏干期,阿克苏河流域过去600 a来降水有增加的趋势;降水年际变化极不均匀,洪水、干旱、雪灾等自然灾害频繁发生.

树轮记录的天山南坡阿克苏河过去300a径流变化特征

利用采自天山南坡阿克苏河上游5个采样点的树木年轮样本,建立了5个树木年轮宽度年表.树轮宽度年表与近48 a阿克苏河径流资料相关普查表明,阿克苏河年径流量与树轮标准化宽度年表显著相关,最高单相关系数达0.611(α<0.00001).利用该年表重建了阿克苏河过去300 a的年径流量系列,经多方面验证表明,重建结果具有较好的可信性.过去300 a中,阿克苏河年径流量具有2.65 a、4.98 a、51 a的变化准周期,其中在1722、1753、1799、1829年阿克苏河年径流发生了较为明显的突变.研究表明,尽管在全球气候变暖的背景下,阿克苏河近45 a来的径流量呈明显的增加趋势,但其增加幅度并不是近300 a来最明显的,年径流量并未超过300 a里的极值.近百年来阿克苏河径流量在1900年代偏多,1910年代偏少,1920-1960年代基本在平水状态,1970-1980年代偏少,1990年代以后阿克苏河处于丰水期;近300 a来阿克苏河年径流变差系数代际变化有略微下降趋势,尤其是1960年代至今变差系数相对较小.20世纪50年代可能是近300年来洪涝灾害最为频繁的年代.另外,阿克苏河年径流量与北极涛动(AO)在低频变化上具有很好的一致性,并对AO有着较为强烈的滞后响应.

东天山南北两侧早二叠世沉积演化的差异性对比

在前人研究成果和野外地质调查的基础上,系统研究了东天山南北两侧(准噶尔东缘和吐哈北缘)早二叠世沉积序列、岩相组合、古流向及盆地演化。研究表明,早二叠世准噶尔盆地东缘石人子沟组和塔什库拉组发育枕状玄武岩、流纹岩等双峰式火山岩建造和海相砂、泥质及碳酸盐岩复理石相沉积,并含有大量的海相生物化石,指示了海相裂谷盆地环境。吐哈北缘发育依尔希土组,以安山岩、流纹质火山岩及火山碎屑岩夹陆相碎屑岩为主,表现为陆相裂谷盆地环境。东天山南北两侧古流向及物源显示,东天山北侧,早二叠世古水流指向东南方向,在其南侧古水流指向西北部凹陷区,并且物源主要来自下伏前二叠纪岩石建造,表明早二叠世时期东天山博格达地区为汇水沉积区,且由东至西分别发育陆相和海相裂谷盆地,至早二叠世末期整体演化为陆相坳陷盆地。而导致东天山南北两侧早二叠世沉积环境迥异的原因是,石炭纪博格达裂谷东段祁家沟-天池地区和西段吐哈北缘地区演化的差异,造成随后的闭合阶段中东段早闭合、沉积环境"突变",西段晚闭合和沉积环境"渐变"的不同过程。

塔河—天山南地区早白垩世亚格列木期源汇系统分析

在钻井、地震及露头资料综合研究基础上,研究塔里木盆地塔河—天山南地区早白垩世亚格列木期源汇系统及沉积体系配置关系,揭示出以雅克拉断凸为界,地层整体具有顶薄翼厚、南北分带的特点,从南、北两侧向隆起超覆,隆起顶部部分地层缺失。该区源汇体系明显受地貌控制,主要发育北部、南部和东部三大物源区,塔河和库车两大物源汇聚中心,围绕塔河汇聚中心形成了雅克拉断凸带短物源形成的扇三角洲群,亚肯、于奇、吉拉克、阿克亚苏及托普台物源形成的辫状河三角洲群。雅克拉断凸对沉积体系的分布具有重要的控制作用。

天山南坡暖季暴雨过程的水汽来源及输送特征

利用1981—2020年5—9月天山南坡16个气象站逐日降水资料和NCEP/NCAR GDAS再分析资料,分析天山南坡暖季暴雨过程的环流形势,并采用HYSPLIT模式,模拟追踪水汽源地及输送特征。结果表明:天山南坡暖季暴雨主要发生在南亚高压双体型、500 hPa以上西南急流(气流)、700 hPa切变辐合以及天山地形辐合抬升的重叠区域。水汽主要源自中亚、大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近,经TKAP(塔吉克斯坦、吉尔吉斯坦、阿富汗东北部、巴基斯坦北部和印度西北部)、南疆、北疆关键区,分别从偏西、偏南、偏北通道输入暴雨区,700 hPa以上偏西通道、以下偏北通道占主导地位,且贡献最大的是南疆关键区。源自中亚的水汽主要输送至暴雨区700 hPa及以下,对暴雨的贡献较大,且沿途损失较大;源自大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近的水汽主要输送至暴雨区700 hPa以上,对暴雨的贡献较小。另外,中低层还存在源自北疆、南疆、北美洲东部、蒙古的水汽。基于上述特征,建立了天山南坡暖季暴雨过程水汽三维精细化结构模型。

天山南坡清水河1639-2015年径流量重建与变化特征

[目的]揭示树轮宽度对气候水文的响应特征,重建1639—2015年天山南坡清水河径流量变化历史,分析其长期变化特征,并给出水文特征值,为流域水资源规划管理提供科学依据。[方法]采用Pearson相关法分析树轮宽度与气候水文要素的关系,基于树轮宽度与径流量之间的指数转换方程重建清水河径流量长期变化。[结果]建立了清水河流域山区雪岭云杉树轮宽度年表(1436—2005年),树轮宽度与巴仑台气象站上年7月到当年5月的降水量相关系数为0.579,与克尔古提水文站上年8月至当年7月径流量相关系数为0.641。基于树轮宽度标准年表与径流量之间的指数转换方程,重建了清水河1639—2015年径流量序列。[结论]树轮宽度对极端丰水年的捕捉能力有限。重建径流量序列的低频变化记录了4个持续枯水期和4个丰水期。从近400a的径流量记录来看,近百年来(特别是1950年代以来)极端干旱出现的频率明显较高。

新疆经济区划与天山南北坡经济带的形成

天山北坡经济带是新疆维吾尔自治区的中心区域,天山南坡经济带则是新疆经济发展中仅次于天山北坡经济带的一个具有发展优势和潜力的经济区域。1955年新疆维吾尔自治区成立以来其经济区划的演变和区域经济发展重心的转移是两大经济带形成的主要因素;20世纪末至21世纪初新疆区域经济发展战略、经济区与行政区界限关系的协调、经济中心的有效辐射距离、支柱产业的聚集优势、城市辐射效应,以及两地带水同源的生态依据等是天山南北坡经济带区域范围形成的主要依据。

天山南坡气候垂直变化特征

通过对天山南坡中、西段主要气候要素的垂直分布特征分析，参照植被及土壤的垂直分布规律，将天山南坡划分为五个垂直气候带：1．山前冲洪积扇、平原暖温带；2．中低山温带；3．亚高山寒温带；4．高山寒带；5．高山永久冰雪带．进而提出了合理开发利用天山山地气候资源，以促进当地经济发展．

塔里木盆地天山南地区古近系储层特征及其控制因素

根据钻井、测井与分析测试资料，对塔里木盆地天山南地区古近系储层特征及其控制因素进行了研究。天山南地区古近系岩石类型以长石石英砂岩和岩屑长石砂岩为主，铁泥质、钙质和石膏等填隙物含量高，分选、磨圆中等，具有成分成熟度高、结构成熟度中等的特点。砂岩储层孔隙类型主要有粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、微孔及裂缝等，其中以溶蚀孔隙为主，粒间孔次之。孔隙度主要为4．5％～17．5％，渗透率为0．1×10^-3～10×10^-3μm2，总体属于细孔喉的特低孔一特低渗透储层。影响研究区储层物性的主要因素有沉积相和成岩作用等，其中辫状河三角洲前缘的分流河道和席状砂储层物性好，是有利的油气储集相带，胶结作用和溶蚀作用是影响天山南地区古近系储层发育的最主要成岩作用。

塔里木盆地天山南缘区带古近系苏维依组沉积储层研究

根据钻井、测井与分析测试等资料,研究了塔里木盆地天山南缘区块北带苏维依组的沉积相带和储层特征。苏维依组分为下部底砂岩段和上部的膏泥岩段,在研究区主要发育辫状河三角洲和湖泊沉积体系。本区储层多为粉砂岩、细砂岩、中砂岩和含砾砂岩,主要岩石类型为长石石英砂岩和岩屑长石砂岩。孔隙类型主要是原生粒间孔、溶蚀孔,还有裂缝和微孔隙等。底砂岩段储层物性较好,总体属于中孔-中、低渗储层,非均质性较强,其中以三角洲前缘的分流河道和席状砂微相砂体物性最好。影响研究区储层物性的主要因素有沉积相带、成岩作用等,压实作用、溶蚀作用和胶结作用是对储层物性影响最大的成岩作用。

丝绸之路天山南部东段交通线路的历史变迁

联系欧亚大陆的丝绸之路是多条交通线路的统称,历史时期交通线路随着气候变化曾发生空间变化,形成随交通线路变化的文化遗存时空格局,厘清汉唐时期该区域交通线路的变化,有利于丝绸之路文化遗址研究与文化旅游线路开发。以历史文献和考古资料为基础资料,在野外考察、调研与民间访谈获取研究资料的基础上,研究天山南坡东段交通线路的历史变迁。研究认为,汉唐时期该区域交通线路经历了从南向北的时空变化,交通枢纽区从罗布泊盆地变迁到吐鲁番盆地,再变迁到哈密盆地;交通变化的原因主要是气候变化、中央政权的稳定性及其对西域的经营力度。

天山南亚肯地区天然气成藏条件及成藏模式

亚肯地区是天山南天然气勘探的重点地区。该区气藏气体成分主要为凝析气,气藏分布受与断裂伴生的构造或构造带控制。成藏条件分析表明,该区油源丰富,发育多套储盖组合,多种类型圈闭发育且成排成带分布,成藏地质条件配置较好,具有形成大中型油气田的有利条件。在此基础上,提出了该区天然气成藏的2种模式:即天然气沿不整合面、断层和砂体长距离运移构造圈闭成藏模式,天然气沿砂体侧向运移地层超覆圈闭成藏模式。

基于树轮灰度年表的伊犁地区北天山南坡气候研究

利用新疆西部伊犁北天山南坡,霍城县、伊宁县、尼勒克县三县行政区内3个采点的树轮样本,研制出树木年轮宽度年表。通过对相关参数的对比分析,表明分水岭年表可能包含有更多的气候信息。运用树木年轮气候学基本原理和方法进行分析发现:树木年轮对气候响应南疆强于北疆,北疆其它地方强于伊犁地区,而伊犁北天山南坡与伊犁其它地区比较,树轮宽度对气候的响应较敏感。

天山南坡蓼科植物分类学研究

通过实地考察、采集、整理和查阅植物标本对天山南坡蓼科植物进行了形态分类学研究,结果表明:天山南坡蓼科植物有5属,17种,分别占新疆蓼科植物总属、种数的62.5%和17.9%。其中新疆塔里木新纪录种7种;新疆特有种1种,中国新疆特有分布种6种,新疆塔里木特有分布种2种,特有种和特有分布种占总种数的52.9%,比例较高,特有现象明显。

天山南坡产业带新型城镇化模式研究

一、引言党的十七大提出走中国特色城镇化道路，并将其列为坚持中国特色社会主义的6条具体道路之一。中国共产党新疆维吾尔自治区第八次代表大会也提出树立现代城市发展理念，按照“以人为本、规划先行、城乡统筹、布局合理、集约高效、特色鲜明”的原则，促进大中小城市协调发展，加快推进新型城镇化步伐。在新世纪新阶段，新疆改革开放和社会主义现代化建设进入关键时期，中央审时度势、高瞻远瞩，专门召开新疆工作座谈会，

新疆天山南坡中段种子植物区系垂直分布格局分析

对植物多样性垂直分布格局及其维持机制的研究可以有效揭示植物物种多样性分布特征及其环境影响因子。本文通过野外调查、查阅标本并结合相关文献资料,对天山南坡中段种子植物区系沿海拔梯度的分布格局进行了系统研究。结果显示,在大区域尺度上,科属种的物种丰富度随海拔升高均呈先增加后减少的趋势,且最高值出现在中低海拔1900~2000 m处;不同生活型植物沿海拔梯度的变化格局有所不同,其中,乔木、一年生草本、藤本及寄生植物表现出随海拔升高物种丰富度逐渐降低的趋势,灌木、多年生草本及二年生草本植物物种丰富度则呈先增加后减少的变化趋势;从植物区系地理成分来看,世界分布所占的比重沿海拔梯度升高呈先增加后减少的趋势;温带地理成分所占的比重沿海拔梯度升高呈缓慢上升趋势;古地中海地理成分所占的比重沿海拔梯度升高呈先增加后减少然后再增加的变化趋势;热带地理成分所占的比重沿海拔升高呈逐渐下降的趋势;东亚地理成分所占的比重沿海拔梯度升高呈先增加后减少然后再增加的变化趋势。对该分布格局与当地干旱的气候条件及海拔梯度上热量和水分条件的变化相适应。

天山南坡山前荒漠草地植物群落分布对环境因子的响应——以拜城县为例

为探明天山南坡拜城县山前荒漠草地植物群落分布对地形与土壤因子的响应,本研究选取了拜城山前荒漠草地典型区域进行调查,采用优势度法和典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)法,研究山地荒漠草地植物群落分布与地形和土壤因子之间的关系。结果表明:(1)不同调查样点灌木层和草本层物种多样性存在差异,东坡调查样点Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数均表现为灌木大于草本,西坡和北坡调查样点Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数均表现为草本大于灌木;(2)典范对应分析法分析结果表明,地形因子对植物群落的影响大小顺序为:坡向(SA)>坡度(SG)>坡位(SP),土壤因子对植物群落的影响大小为:30~100 cm土层土壤水分(SMC-2)>土壤总孔隙度(STP)>0~30 cm土层土壤水分(SMC-1)。地形和土壤因子对不同植物群落的形成具有一定的筛选作用,30~100 cm土层土壤水分和坡向是影响天山南坡拜城县山前荒漠草地植物群落分布的关键因子。