1970—2000年羌塘高原冰川变化及其预测研究

采用地学信息图谱方法,分析了羌塘高原1970—2000年的冰川变化.结果表明:1970—2000年期间,羌塘高原整体呈萎缩趋势,冰川面积退缩的年平均速率(APAC)为0.145%.a-1,年平均退缩面积3.004 km2.a-1,但也有部分冰川处于前进状态.1970—2000年羌塘高原冰川退缩加剧,但与中国西部大部分地区相比,仍是退缩速率较小的地区;整体冰川变化趋势由北向南逐渐增大,但是不同时段不同山地的冰川变化又有所差异.通过分析冰川变化对气候变化的响应可知,气温上升是1970—2000年羌塘高原冰川处于退缩状态的主要原因.对比分析羌塘高原冰川变化实际结果和冰川系统模型的预测结果可知,直线式升温模式下升温速率为0.03 K.a-1时的情形更符合羌塘高原的冰川变化实际情况,也说明冰川系统模型具有可行性.

羌塘高原湖水δ^(13)C_(DIC)值特征及影响因素分析

湖水溶解无机碳同位素(δ13CDIC)是研究湖泊碳循环的有效手段,其影响因素分析是古湖沼学中重建过去环境的理论基础,但国内关于这一方面的研究却还相对较少.本文研究了羌塘高原24个湖泊水体δ13CDIC值空间分布特征及其影响因素.结果表明,所选湖泊水体δ13CDIC值在-15.0‰至3.2‰之间,平均值为-1.2‰,表现出较高的同位素特征,部分湖泊δ13CDIC值甚至高于水体与大气CO2交换平衡时的同位素值.羌塘高原湖水普遍显碱性并具有较高的碱度,大部分咸水湖泊溶解CO2呈逸出状态,仅有少数淡水或微咸水湖泊以溶解大气CO2为主要特征.封闭湖泊水体DIC浓度和δ13CDIC值要明显高于入流河水,而外流湖泊与河水较为接近.湖水与大气CO2交换程度决定了羌塘高原封闭湖泊δ13CDIC值的高低.由于封闭湖泊DIC滞留时间长,湖水与大气CO2交换程度高,湖水δ13CDIC值比较接近平衡状态.本研究对认识羌塘高原封闭湖泊碳循环过程及沉积物中无机碳同位素环境意义具有重要理论价值.

羌塘高原降水梯度植物叶片、根系性状变异和生态适应对策

叶片和根系是植物获取资源的最重要的器官,其性状随环境梯度的变化反映了植物光合碳获取和水分与养分的吸收能力及其对环境变化适应的生态对策。羌塘高原降水梯度带高寒草地群落叶片和根系成对性状关系研究不仅能揭示环境梯度对植物性状的塑造作用,也可为理解寒、旱和贫瘠等极端环境下植物的适应策略提供依据。为此,选择3组具有代表性的叶片和根系成对性状:比叶面积(SLA)和比根长(SRL);单位质量叶氮含量(LNmass)和单位质量根氮含量(RNmass);单位面积叶氮含量(LNarea)和单位长度根氮含量(RNlength),分析不同优势植物地上、地下成对性状变异特征及其与环境因子的关系,探讨植物性状对高寒生态系统水分和养分限制因素的适应策略。研究表明,区域气候和土壤环境导致的叶片性状变异大于根系性状的变异,干旱端的植物既具有高的SRL,又具有高的叶片和根系的养分含量(LNmass,LNarea和RNmass)。SLA⁃SRL、LNmass⁃RNmass、LNarea⁃RNlength均表现为权衡关系,在干旱端(年降雨量MAP<400 mm)的高寒草原、荒漠草原和极湿润端(MAP>600 mm)的高寒草甸这种权衡关系更为明显,而中间区域(400<MAP<600 mm)的高寒草甸养分和水分限制不是很强烈,叶片和根系性状更多地表现出协同关系。从植物功能类群来看,苔草和禾草类植物叶片和根系成对性状之间具有更强烈的权衡关系。干旱端植物通过增加SRL和叶片、根系养分含量来提高水分和养分的吸收能力,同时通过叶片高的氮含量提高光合碳获取能力,保障了根系生长的物质来源,表现出地上和地下同时投入的策略。干旱端植物保持较高的养分含量是抵御和适应严酷的寒、旱和贫瘠的环境胁迫的重要策略。而在湿润端植物则采取增加SLA,维持地上光合生产力的生态策略。

小冰期以来羌塘高原中西部冰川变化图谱分析

运用地理信息图谱理论与方法,以地形图、航空相片、Landsat TM和ETM+遥感数据为基础数据源,分析了羌塘高原中西部小冰期至2000年代的冰川变化.结果表明:这里虽仍有部分冰川存在前进,但冰川整体呈萎缩状态,而且近几十年来,冰川退缩加剧.与同一区域的普若岗日相比,研究区冰川更为稳定.与其它山区冰川相比,这里由于是极大陆型冰川区,所以冰川较其它山区冰川相对稳定.气温升高和降水减少是该区冰川退缩的主要原因.

羌塘高原典型矿区水系沉积物地球化学特征与区域化探扫面方法

羌塘高原是目前区域化探全国扫面工作最大的空白区和地质找矿工作的新区,这里的化探扫面和地质找矿工作正在推进中。水系沉积物测量是该区主要区域化探扫面方法。在羌塘高原上,风成沙广布,其粒级主要集中在–40目,比例高达90%以上,是影响区域化探找矿效果的最大因素。通过四个矿区水系沉积物地球化学特征研究发现:1)水系沉积物不同粒级中,大部分矿化指示元素含量都呈不对称的"反S"型或"U"型分布,富集在+40目粒级和–160目粒级中。以–10^+40目为采样粒级,很大程度上可以消除风成沙的干扰。2)大型矿床形成的指示元素异常沿水系迁移距离为4~8 km,异常面积>25 km2;小型矿床形成的异常迁移距离1 km左右,异常面积1 km2左右。3)确定区域化探扫面最佳技术指标为:采样粒级–10^+40目;采样密度1点/4 km2(勘查目标定位到大型以上矿床时)或1点/km2(勘查目标定位到小型以上矿床时)。

羌塘高原降水梯度带紫花针茅叶片氮回收特征及影响因素

植物回收衰老叶片的氮是植物重要的养分保持和环境适应机制,在寒旱贫瘠的生境更是如此。为了理解降水梯度上植物对高寒贫瘠环境的养分适应特征,研究了羌塘高寒草原优势物种紫花针茅叶片氮回收策略及其与环境因子的关系。结果表明,降水梯度带上紫花针茅叶片具有较高的叶氮水平和氮回收能力。生长季盛期紫花针茅绿叶平均氮含量为(23.87±3.92)g/kg,高于中国草地平均水平(20.9 g/kg)及全球平均值(20.1 g/kg);绿叶氮含量与年降水量(MAP)呈显著负相关,干旱端(西部)绿叶中氮含量明显高于湿润端(东部)。枯叶养分回收后的氮水平(NRP)很低,平均为(6.76±1.42)g/kg,叶片平均氮回收效率(NRE)为(71.25±6.46)%,明显高于中国温带草原和全球的平均水平(46.9%—58.5%)。枯叶中氮回收水平对叶片氮回收效率起决定作用,是维持高养分回收效率的物质基础。NRE与MAP、土壤全氮(TN)和土壤无机氮呈显著负相关;NRP与TN相关性不显著,但与土壤无机氮显著负相关。尽管NRE与NRP呈显著负相关,但二者与绿叶氮含量均没有显著相关性。年均气温、海拔对NRE和NRP影响均不显著。因此,紫花针茅叶片极高的NRE和低NRP反映了它对极端干旱贫瘠环境的养分保持能力,通过内部氮循环来降低养分流失。土壤氮的有效性是影响紫花针茅叶片氮回收能力的关键因子,降水通过影响土壤氮的有效性以及绿叶中氮含量间接影响紫花针茅叶片氮回收效率。

基于GIS的羌塘高原冰川系统雪线场的建立及其空间分布特征

根据羌塘高原冰川系统测量雪线高度(ELAh)与冰川平均高度(Hm e)之间存在较好的线性关系,计算了其所有冰川的雪线高度ELAhc。量算的ELAh与计算的ELAhc十分接近,整个羌塘高原的差值(ELAh-ELAhc)平均仅为0.16 m,说明采用这种方法计算的雪线高度ELAhc是可信的。通过对比发现:在编绘雪线高度场时,将冰川系统内相邻冰川分组平均而生成的雪线场克服了地形雪线的影响,比未进行分组平均的雪线场更为美观整洁,规律性也很明显。羌塘高原冰川系统雪线场分布具有如下特征:(1)从南向北,雪线逐渐降低;(2)从东到西,雪线随之升高。从总体上来看,羌塘高原雪线从西南向东北逐渐降低的趋势,但变幅不大,多数在5 700 m以上,但最高值不在气温最高的南部或降水最少的西北部,而在隆格尔山,高达6 000 m以上,不仅是本区和青藏高原内陆水系雪线最高的,也是迄今所知北半球最高雪线所在地。其次分别为波波嘎屋峰、土则岗日和藏色岗日附近,最低值在金阳岗日附近,这是本区降水量从东南向西北减少、气温由南向北降低对雪线综合作用的结果。

羌塘高原的河流、湖泊及水资源

羌塘高原海拔平均在5000米左右,境内缺氧,严寒、干燥,生态环境比较严酷。至今人迹罕至,人们很不了解它。有人曾经认为,那里是亚洲的“干旱核心”、“死亡之地”。然而近年来考察表明,情况并非如此。 一、概况 藏语“羌塘”即北方荒原无人之意。它是世界屋脊青藏高原的主体部分,北起昆仑山、南抵冈底斯—念青唐古拉山、东自怒江分水岭、西到帕米尔高原,是我国最完整的一块内陆大山地,总面积58.6万平方公里(图1)。这块高地形成的时间晚,大约在晚三叠纪以后。

羌塘高原自然保护地社会生态效果评价

自然保护地对生物多样性和生态系统服务稳定起着积极作用。社会生态评价有助于完善自然保护地体系。采用生态系统净初级生产力、景观生态指数等指标对羌塘国家自然保护区、藏西北羌塘高原荒漠生态功能区等自然保护地的生态效果进行评价,以人口密度、人均农业产值为指标,对自然保护地的社会经济效果进行评价。结果表明:1)生态效果:2000—2015年自然保护地的NPP呈不同程度的下降趋势,但保护地建立后NPP下降趋势有所减缓。景观破碎度增加、斑块形态复杂化。草地、农田、城镇等人类主导景观斑块空间集聚性增强。除部分偏远地区人类活动影响减小外,大部分自然保护地人为活动扰动依然较强。其中,自然保护区的生态用地比重增加、生产用地比重下降,自然景观得到一定恢复;生态功能区的生态用地比重下降、生产用地比重增加,尤其是草地优势度进一步增大,生态压力加大。2)社会经济效果:1990—2015年自然保护区人口密度、农业产值总量显著低于生态功能区,但人均农业产值自然保护区显著高于生态功能区。保护地建立后人口密度、人均农业产值都有增加,人口密度生态功能区增加更显著,人均农业产值自然保护区增加更显著。今后,对自然保护区要强化管理、控制人类活动,对生态功能区要着力缓解自然保护与社区发展的冲突,提高生态功能区财政转移支付的针对性,探索保护地自然资源持续利用与切实保护相协调的新途径。

羌塘高原美马错自然保护区的初步评价

拟建的羌塘高原美马错自然保护区是我国青藏高原高寒草原生态系统保存最完好的地区之一,区内含有野牦牛、藏野驴、藏羚等多种珍稀野生动物,其密度之高为西藏所仅见。该地区具有极高的自然保护价值,应作为代表青藏高原高寒草原生态系统的典型地区,列为国家级自然保护区。

西藏羌塘高原芽胞杆菌资源的收集与保存

为调查羌塘高原极端条件下芽胞杆菌存活及分布,福建省农业科学院芽胞杆菌研究团队2013年开展了西藏羌塘高原芽胞杆菌资源考察,采集湿地、湖泊、溪流、高山平原、草原、草地和草甸等生境中土壤样品166个,土壤样品的海拔分布为4524~5085米。通过资源收集、分离、保存、鉴定建立了西藏羌塘高原芽胞杆菌资源库,为建立西藏羌塘芽胞杆资源名目奠定基础。通过进一步分析芽胞杆菌在极端生境中的生态分布、群落结构、种群分化,为芽胞杆菌的系统发育的研究提供必要数据。

羌塘高原土壤特点及其利用

“羌塘”为藏语“北方空地”之意,它位于西藏自治区北半部,即南起冈底斯—念青唐古拉山脉,北抵昆仑山脉,东迄于青藏公路西侧约东经91度左右的内外流水系之分水岭,西止于国境线,面积约60万平方公里。该地域一般海拔高度在4500米以上,是青藏大高原的重要组成部分。由于地势高亢、生态环境严酷,至今大部分地区无人居住,保持着较原始的自然面貌。因此,研究和阐明羌塘高原土壤形成过程、特点及其空间分异规律。

羌塘高原东部冰川发育的水汽来源探讨

选取4座地处青藏高原腹地羌塘高原东部的雪山,其中山脊线呈南北走向者,东坡冰川较西坡更为发育;山脊线呈东西走向者,南坡冰川面积大于北坡.雪山各朝向冰川面积的统计数值也表现为:南向及东南向冰川最为发育.统计坐落于羌塘高原的11座雪山的平均雪线,其高度变化表现为:纬线方向上,88°E以西的同纬度雪山的雪线高度基本相同,88°E以东雪线高度快速下降;经线方向上,雪线从南到北先略微升高后又降低.这些地形学信息表明,羌塘高原东部地区冰川发育的水汽来源于东南方向,即西南季风穿过横断山脉为羌塘高原东部冰川的发育提供降水.

羌塘高原藏羚羊栖息地分布及影响因素

藏羚羊作为羌塘高原草食性野生动物的典型代表,明确其栖息地的准确分布将有利于识别藏羚羊种群保护关键区域,协调羌塘高原人与野生动物冲突。采用野外调查与物种分布模型相结合的办法,以藏羚羊栖息地选择偏好和迁徙规律为基础,利用Maxent模型模拟其在繁殖季节和非繁殖季节的栖息地分布,并通过栖息地质量模型辅以GIS空间分析方法,识别受人类干扰的栖息地范围。结果表明:藏羚羊在非繁殖季节主要分布在羌塘高原东南部,围绕在色林错等水系周围,其越冬区面积约为26万km^(2)。倾向选择海拔4800m以上、气候温暖、靠近水源且食物资源丰富的区域。藏羚羊在繁殖季节栖息地明显呈现由南向北扩散的趋势,多在水系周围呈小片状分布于羌塘东北、中北、昆仑山南麓部分区域,产羔区面积约为30万km^(2)。选择产羔地时则注重坡度、水源、海拔、气温日较差等,对植被资源的选择倾向较非繁殖季弱,重视迁徙通道连贯性和产羔区域安全性。羌塘高原人类活动整体较弱,北部羌塘国家级自然保护区是藏羚羊理想栖息地,但南部地区社会经济较发达,尤其是那曲地区南部和阿里西南部,居民地、道路和牧业等人类活动对栖息地干扰较大,受干扰面积分别占藏羚羊越冬区的39.7%,产羔区的34.9%。

1971-2015年羌塘高原藏色岗日冰川变化

通过对地形图和Landsat系列影像的目视解译获取冰川边界,分析得到1971-2015年羌塘高原藏色岗日冰川变化。结果表明:2015年研究区有冰川84条,总面积(297.65±4.29)km^2;1971-2015年冰川持续退缩,面积减少(19.32±24.31)km^2,年均退缩率为(0.14±0.17)%,退缩较慢;五个时段年均退缩速率分别为(0.12±1.46)%、(0.20±0.32)%、(0.12±0.50)%、(0.01±0.57)%和(0.16±0.31)%。消融期(5-9月)温度的上升是研究区冰川退缩的主要驱动力。小规模冰川(<0.5km^2)的退缩率14.00%大于大规模冰川(>2km^2)的5.58%;北朝向冰川的退缩率8.06%大于南朝向冰川的4.16%;冰川数量由78条增加到84条反映出大冰川在退缩的过程中分裂成小冰川;2条冰川末端发生前进。

阿尔金山羌塘高原区域地表水可利用量及开发潜力分析

确定水资源可利用量是实现阿尔金山及羌塘高原区域生态环境维护与经济社会发展双赢的保障。首先、提出用倒算法计算研究区的水资源可利用量,明确涉及变量的概念及算法。其次、计算了研究区各分区的地表水资源量,湖泊、湿地需水量,河道需水量等变量,最终确定了各分区的地表水资源可利用量。再次、结合各分区水资源利用现状,进一步分析了各分区的水资源利用潜力。结果表明:东羌塘山间盆地区地表水资源开发利用潜力较小;柴达木盆地西缘区开发利用潜力较大;阿尔金山北麓区开发利用潜力不大。最后、建议在研究区建立相应的水文、气象、生态等监测站点,为研究区水资源的合理开发、利用与保护奠定基础。

羌塘高原南部湖泊水化学特征及控制因素

羌塘高原位于干旱半干旱气候区,区内湖泊众多。选取羌塘高原南部27个湖泊进行水样采集、样品测试,并分析了其主要水化学离子组成特征及控制因素,结果显示:湖水均呈碱性,但不同湖泊之间主离子组成以及水化学类型差异显著,其中淡水湖湖水阳离子主要以Na^(+)、Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_(3)^(-)为主,水化学类型主要为HCO_(3)-Na-Mg;咸水湖湖水阳离子主要以Na^(+)、Mg^(2+)为主,阴离子以Cl^(-)和SO_(4)^(2-)为主,水化学类型主要为Cl-SO_(4)-Na-Mg;盐湖湖水阳离子主要以Na^(+)为主,阴离子以Cl^(-)为主,水化学类型主要为Cl^(-)Na。Gibbs模型和元素化学计量分析表明蒸发-结晶作用是控制羌塘高原湖水化学性质的重要过程,矿物饱和指数显示部分咸水湖有继续盐化的趋势。

阿尔金山及羌塘高原区域水资源开发利用可行性分析

阿尔金山及羌塘高原区域水资源相对丰富,巴音郭楞蒙古自治州若羌县罗布泊镇钾盐贮量很大,远景储量达2.45×108t,潜在经济价值约5 000亿元,已成为我国新的钾盐开发基地,但周边区域水资源匮乏限制了罗布泊钾盐矿发展。开发钾盐需要大量的水资源,然而罗布泊地区极端干旱缺水,要满足钾盐开发,水资源必然成为了关键因素。因此,新疆水利厅组织科研人员对实地进行了考察,提出了把阿尔金山的水资源作为罗布泊钾盐矿水源的设想,初步拟定的两个引水方案进行了详细描述,并从工程地质条件、施工条件和工程技术可行性等方面进行了分析。最终认为两个方案工程地质条件和施工条件总体较优,工程技术上基本可行,主要总是在于对生态环境的影响和投资巨大。调用该水源极有可能对该区域生态环境造成不可逆转的影响。应采取的措施:(1)尽快在阿尔金山及羌塘高原区域建立水文、气象、生态等监测站点;(2)通过加大阿尔金山北麓水资源的开发力度来解决罗布泊钾盐矿近期工业用水需求,将阿尔金山及羌塘高原的水资源作为远期备用水源。

羌塘高原珍稀有蹄类动物之研究

羌塘高原是一个具有独特生态系统的生态单位，也是当今世界上缺乏深入研究的区域之一。本文着重分析了羌塘高原的自然生态景观，报导了羌塘高原珍稀有蹄类动物的种类、数量，分布以及其生态。羌塘高原珍稀有蹄类动物，是青藏高原动物区系的重要组成部份，无论是其种群结构，群落特征，还是其生理生态特点，都极大限度以反映和显示了高原动物的独特色彩。文中还就羌塘高原珍稀有蹄类的历史演化，保护现状及开发利用前景进行了磋商。拟将进一步深入研究羌塘高原，认识羌塘高原，开发和利用羌塘高原提供一些依据。