喜马拉雅山入湖冰川物质变化研究综述

入湖冰川在喜马拉雅山地区广泛分布,其快速消融和末端崩解,是该地区冰湖溃决洪水最重要的触发因子和影响因素。近年来入湖冰川整体处于物质持续且加速亏损状态,1975—2000年入湖冰川物质平衡为-0.33±0.07 m w.e.·a^(-1),近10 a达到-0.56±0.08 m w.e.·a^(-1),其平均物质损失速率-0.45±0.08 m w.e.·a^(-1)。入湖冰川物质损失速率明显高于其他类型冰川,末端消融及崩解是其主要原因。当前冰川末端水下物质损失仍无法准确估算,广泛应用于入海冰川末端消融模拟的羽流模型,为估算入湖冰川末端湖-冰物/热交换过程研究提供了可行方法,其中冰下融水径流量、冰川末端切面形态、湖水温度和密度是影响羽流模型估算结果的重要参数。基于羽流模型评估冰川末端水下消融特征,为准确评估未来情境下冰川物质变化奠定基础。

基于ERA5-Land数据的1961-2020年喜马拉雅山地区气温变化特征

喜马拉雅山地区气温对全球气候变化敏感。由于海拔高、数据获取难度大,已有研究对喜马拉雅山区气候变化的认识并不充分。本研究基于高分辨率ERA5-Land数据,分析1961—2020年喜马拉雅山地区气温时空变化特征,评估其在喜马拉雅山地区的适用性。结果表明:(1)1961—2020年喜马拉雅山整体以0.13℃/10a的速率升温,但自1990年后升温速率显著增大至0.20℃/10a,以秋冬季变暖最为显著。(2)空间上,北坡升温高于南坡,东段升温快于西段。升温导致年平均0℃等温线上升100 m,且0℃等温线季节差异显著,其中秋季升高可达161 m,而春季升高仅70 m。(3)喜马拉雅山地区气温垂直变化存在海拔依赖性特征,中、东段升温峰值区位于海拔4000~5500 m处,而西段升温峰值区位于海拔3000~4000 m处。1961—2020年喜马拉雅山高海拔地区积雪面积快速减少,导致地表反照率降低进而地表吸收太阳辐射增加,形成气温升高—反照率降低—气温进一步升高的正反馈过程,这是高海拔升温显著的重要原因。全面认识喜马拉雅山高海拔地区气温的时空演变规律有利于应对变暖所导致的环境问题并提出相应策略。

喜马拉雅山脉种子植物多样性特征及分布格局

喜马拉雅山脉是全球著名的生物多样性热点地区之一。该研究对以往收集的喜马拉雅山脉南、北坡植物物种名录及其分布数据进行整合,借助在线数据库对分布数据进行补充与修订,最后整理并汇总了喜马拉雅山脉位于中国、印度、尼泊尔、不丹4国境内的种子植物分布情况,并在此基础上对科属特征、物种组成相似性、区系成分以及海拔梯度上物种分布格局进行分析,为该区域的生物多样性研究以及保护提供数据支撑。结果表明:(1)喜马拉雅山脉共分布有种子植物11 875种,隶属223科2 086属,其中包含7 906种草本植物(66.6%),2 583种灌木(21.8%)和1 386种乔木(11.7%)。(2)研究区涵盖物种数量位于前20的科有菊科(Asteraceae)、兰科(Orchidaceae)、禾本科(Poaceae)、豆科(Fabaceae)、杜鹃花科(Ericaceae)等科,共包含物种7 456种,约占喜马拉雅山脉植物种的62.8%;涵盖物种数量位于前20的属有杜鹃花属(Rhododendron)、报春花属(Primula)、马先蒿属(Pedicularis)、虎耳草属(Saxifraga)、薹草属(Carex)等属,共有物种2 235种,约占喜马拉雅山脉总植物种的18.8%。(3)研究区科和属的区系成分均以热带成分为主(占比分别为51.6%和54.2%)。(4)喜马拉雅山脉范围内的中国、印度、尼泊尔和不丹分别有种子植物8 571、5 306、5 304和5 613种,且尼泊尔与不丹两国的物种相似性最高(科、属、种水平相似性依次为92.7%、75.0%和54.9%),而中国与印度两国的物种相似性最低(科、属、种水平相似性依次为83.7%、61.9%和31.1%)。(5)研究区物种丰富度随着海拔的升高呈先上升后水平波动且最后快速下降的变化趋势,主要集中分布于海拔为1 500~3 500 m的范围内,当海拔超过4 000 m后仅有少数草本植物分布。

“白云说隧”之喜马拉雅山脉跨国通道的选线

今天主要讲喜马拉雅跨国通道的选线,也就是解释为何中尼铁路的位置是在吉隆和加德满都之间。关于中尼跨国铁路的选线,考虑了3个方案。第1个方案是西线方案,第2个方案是中线方案,第3个方案是东线方案。这3个方案有一个共同段——日喀则到夏木德。3个方案的隧道数量、隧道最长长度、最大覆土,以及桥梁的数量和线路总长是不一样的。

喜马拉雅山上的油气长明灯

《三国演义》中,诸葛亮为自己点燃长明灯续命,最终功亏一篑,成为千年一叹。长明灯,顾名思义,“长明”不灭,寄托着人类的美好祈愿,常见于重大节日、寺庙陵墓等场合。唐代《隋唐嘉话》记载,“晋长明灯,岁久,火色变青而不热。”公元1540年,罗马教皇保罗三世在古罗马政治家西塞罗的女儿之墓中发现了一盏燃烧的灯,西塞罗的女儿死于公元前44年。显然,这盏灯已经燃烧了1584年。

利用GPS与GRACE监测陆地水负荷导致的季节性水平形变:以喜马拉雅山地区为例

地表陆地水负荷变化是引起重力场和地壳形变呈现季节性特征的主要因素,并且能够利用地表及空间大地测量技术对其进行有效的监测.本文通过对质量负荷形变效应的理论模拟,描述了水平分量的形变指向以及垂直与水平分量的幅值比可以提高对负荷区域的辨别程度,并且联合GPS坐标时间序列及GRACE模型对喜马拉雅山地区的季节性负荷形变进行了详细对比分析,研究结果显示两者垂直分量的季节性变化具有较好的一致性,且GPS周年项幅值要大于GRACE.而由GRACE解算得到的水平分量结果表明该地区季节性形变主要受东南亚及印度东北部地区的陆地水负荷控制,位于喜马拉雅山地区多数GPS台站的垂直分量及北向分量的初相位与GRACE模型解算结果相近,而部分GPS台站的东向分量与GRACE模型存在明显不同,由此导致GPS与GRACE监测到的形变指向存在差异.通过对GRACE估算精度以及GPS垂直与水平分量幅值比的深入分析,发现GPS对局部周边地区的河流、谷地及农田灌溉等负荷变化造成的形变效应较为敏感,而GRACE由于截断阶次及平滑滤波等影响因素,不仅造成在水平分量上的分辨率远低于垂直分量,而且整体估算精度要低于GPS观测得到的形变信息.

喜马拉雅山地区重大滑坡灾害及其与地层岩性的关系研究

位于青藏高原南部的喜马拉雅山地区,是高原隆升最快的地方,这里内外动力作用异常活跃,是我国重大滑坡灾害最严重的地区之一,重大滑坡灾害对国民经济和社会发展带来了极大危害。本文在对研究区的地质、地理背景进行了详细分析的基础上,利用遥感解译和实地调查相结合的手段,研究了该区重大滑坡灾害的分布及其与地层岩性的关系,将本区地层岩性大致划分为13个工程地质岩组:松散岩组、软弱岩组、软弱岩夹较软弱岩组、软弱岩夹较坚硬岩组、较软弱岩组、较软弱岩夹软弱岩组、较软弱岩夹较坚硬岩组、较软弱岩夹坚硬岩组、较坚硬岩与软弱岩互层岩组、较坚硬岩夹软弱岩岩组、较坚硬岩夹较软弱岩组、较坚硬岩组、坚硬岩组,发现重大滑坡更容易发生在软弱岩组、较硬岩夹较软弱岩组以及坚硬岩组中,而软弱岩夹较软弱岩组、较软弱岩夹较坚硬岩组中无重大滑坡灾害分布。重大滑坡灾害的上述分布特征,反映出地层岩性与重大滑坡灾害之间的复杂关系,一方面岩性软弱,比较容易发生滑坡灾害;另一方面,岩性越坚硬,地形越高陡,也容易发生重大滑坡灾害。

喜马拉雅山佩枯岗日冰川地貌的年代学、平衡线高度和气候研究

喜马拉雅山珠穆朗玛峰-希夏邦马峰地区是青藏高原南部现代冰川集中发育区之一,古冰川遗迹亦十分丰富,是研究第四纪青藏高原冰川形成和演化的关键区,一直备受地貌和第四纪环境研究者的关注.应用原地宇宙核素10Be暴露年龄测试技术,对采自希夏邦马峰西北佩枯岗日拉曲谷地冰碛垄上的冰川漂砾进行年代学研究;结合冰川地貌分析方法,对古冰川平衡线高度(ELA)和气候特征进行探讨.结果表明:末次冰期时,拉曲谷地冰川扩张,发育了山麓冰川,拉曲Ⅰ冰川面积99.9 km2,平衡线海拔5 620 m;拉曲Ⅱ冰川面积97.6 km2,平衡线海拔5 600 m;与现代平衡线高度相比,拉曲Ⅰ和拉曲Ⅱ的平衡线分别下降380 m、400 m.拉曲在末次冰期存在多次冰进,拉曲Ⅰ的10Be暴露年龄在42.1～22.3 ka;拉曲Ⅱ的10Be暴露年龄在18.6～14.8 ka.根据地貌法恢复末次冰期拉曲Ⅰ平衡线高度的温度为-10.7℃,拉曲Ⅱ为-10.6℃,降水量分别为251～461 mm和261～480 mm,显示出当时雪线高度的温度状况和现代冰川雪线高度的温度状况接近,但是降水比现在少得多,冰川气候类型为亚大陆型,印度季风减弱带来的水气变少.

西藏吉隆—沃马盆地龙骨沟剖面古地磁年代学及喜马拉雅山抬升记录

研究了西藏吉隆—沃马盆地龙骨沟剖面新近纪沉积环境 ,作了古地磁年代学研究 ,认为喜马拉雅山北坡新生代断陷盆地发育始于 7.2MaB .P .,3.2MaB .P .湖盆萎缩消亡 ,标志着喜马拉雅山地区在 7.2MaB .P .和3.2MaB .P .发生过强烈的隆升事件 .沃马盆地龙骨沟剖面所含三趾马动物群化石层年龄大约为 7.0～ 6 .7MaB .P .,隐示着此时青藏地区三趾马生活区与当时的华北平原三趾马生活区有着大体相当的地理、气候环境 .之后由于喜马拉雅山持续抬升 ,断陷盆地下沉 ,并在 5 .9～ 3.6MaB .P .期间湖盆面积最为广阔 .青藏高原抬升而华北平原沉降 ,中国西部地区地形高于东部 ,东西部气候环境发生重大差异 .3.6MaB .P .由于青藏地区持续强烈隆升 ,西部地区河流切穿古老湖盆 ,3.2 0MaB .P .吉隆—沃马湖盆萎缩 ,于 1.7MaB .P .逐渐消失 。

喜马拉雅山脉西段纳木那尼冰川正在强烈萎缩

2004年和2006年对青藏高原西南部野外考察结果表明,喜马拉雅山脉西段的纳木那尼冰川正在强烈萎缩.在过去几十年内,许多支冰川已经和纳木那尼主冰川分离,冰川末端形成大量不连续的冰塔林,冰川末端在1976—2006年平均退缩速度为5 m.a-1左右,2004—2006年后退速度达到7.8m.a-1,表现出近期加速后退态势.考察发现,冰川表面由于强烈消融而形成数量众多的融化坑,冰川表面强烈减薄,2004—2006年期间冰川冰舌段海拔5 800 m处冰体厚度减薄率为1.42 m.a-1,在海拔6 050 m冰川大平台处为0.67 m.a-1.冰川物质损耗严重,利用现有花杆资料计算2004—2006年年均冰川物质平衡为-685 mm水当量.邻近纳木那尼冰川的普兰县气象站观测资料表明,近30 a来气温呈快速上升趋势,而降水量急剧减少,气候暖干是造成纳木那尼冰川强烈亏损的主要原因.如果近期气候暖干态势持续加剧,必然导致该区冰川更加强烈的物质损耗,冰川萎缩速度将进一步加快.

喜马拉雅山珠峰段的蚂蚁物种多样性

为揭示喜马拉雅山的蚂蚁多样性规律，采用样地调查法测定珠峰段（海拔变幅5 260～1 840m）30块样地的物种多样性。结果表明：观察蚁科昆虫22 796头，经鉴定隶属于3亚科、13属、23种。各样地蚂蚁群落的物种数目为0～8种（平均1．9种），个体密度0～1 254．8头／m2。（平均107．8头／m2），多样性指数0～1．211 1（平均0．278 3），均匀度指数0．020 9～0．996 2（平均0．272 6），优势度指数0．390 3-1．000 0（平均0．599 3）；北坡、山间谷地和南坡的蚂蚁群落间相似性系数0．0910～0．4000（平均0．195 3），海拔对蚂蚁的物种分布有较大影响，坡向和海拔对蚂蚁群落分化具有重要作用。珠峰段蚂蚁物种丰富度总体较低，北坡和山间谷地栖息的物种较少，南坡的物种较多；蚂蚁群落的物种数目、个体密度、多样性指数和均匀度指数总体呈现随海拔升高而降低的基本规律，但在南坡中上部、中下部、下部出现3个峰值，分别为温带、中亚热带、南亚热带物种的聚集群，称之为多域效应现象。

喜马拉雅山珠穆朗玛峰北坡绒布冰川消融速率特征分析

根据1959年和2009年在喜马拉雅山珠穆朗玛峰北坡绒布冰川获得的冰川消融数据,分析了该冰川消融速率变化特征.结果表明:1)在珠峰绒布冰川表碛覆盖区,表碛厚度随海拔升高而降低.2)不同厚度表碛下的冰川消融速率差别较大;当表碛厚度>8.5cm时,消融速率随表碛厚度的增加而减小;促进冰川消融的表碛厚度阈值大于5cm.3)从冰川消融速率的空间分布看,绒布冰川大部分区域的消融速率<20mm·d-1,最大消融速率出现在海拔5 400～5 450m处.4)绒布冰川消融速率受表碛厚度和气温综合影响,低海拔处表碛太厚,高海拔处气温较低,冰川消融在上述两海拔处均受抑制,冰川消融速率较小;在中海拔处,表碛相对较薄,气温相对较高,冰川消融速率最大;冰川日均消融速率与日均正积温正相关.5)喜马拉雅山南坡冰川消融速率大于北坡冰川消融速率.

喜马拉雅山脉新生代差异隆升的裂变径迹热年代学证据

裂变径迹年龄资料记录的雅鲁藏布江以南的喜马拉雅山脉的冷却年龄具有明显的时空差异性。在南北方向上,特提斯喜马拉雅的冷却年龄主要在8 Ma以前,局部为5.0～2.6 Ma,而高喜马拉雅的冷却年龄集中在5 Ma以后,大多数在3 Ma以来;在东西方向上体现在喜马拉雅东西构造结之间的高喜马拉雅带上,东喜马拉雅的不丹东部区域的裂变径迹热年代学数据揭示了8.0～3.0 Ma的冷却剥露的历史;东喜马拉雅的不丹西部区域为7.0～1.4 Ma;中喜马拉雅的尼泊尔地区为5.0～0.2 Ma;西喜马拉雅的印度西北部地区为3.0～1.0 Ma。最年轻的裂变径迹年龄显示出由中间向两侧增大,反映了地质晚近时期东西构造结间的高喜马拉雅山脉的剥露幅度由中间向两边减弱的趋势,揭示了以中喜马拉雅为隆升中心向两边拓展的趋势。综合有关裂变径迹年代学资料表明,喜马拉雅山脉的隆升主要发生在中新世以来,其表现为18～11 Ma、9 Ma以来的两个快速隆升期。喜马拉雅山脉隆升的动力体制可能由早期的挤压隆升—中新世的伸展隆升—上新世以来构造隆升为主,局部气候作用和构造作用耦合的山脉隆升机制。

近几十年来喜马拉雅山冰川变化及其对水资源的影响

对近几十年来喜马拉雅山地区冰川变化的研究成果进行了综述,可以看出:气温普遍升高、冰川加剧退缩和冰川湖泊扩大是喜马拉雅山地区气候和冰川变化的主要特征和后果.冰川退缩导致冰川灾害的危险性增加并对本地区河流径流和水资源产生较长远的影响.但各段的气候、冰川变化及其影响存在区域差异,还需要对冰川变化和水资源影响方面的预估进行更广泛和深入的研究.

喜马拉雅山地区泥石流发育特征研究

喜马拉雅山地区是世界上最高大的也是最年轻的山脉,这里地处两大板块的碰撞带,地质构造复杂,新构造运动强烈,山地灾害发育,泥石流异常活跃,经常给生命线工程和当地人民生命财产造成威胁。但是由于高寒缺氧,加之技术手段所限,研究程度一直很低。本文在对该区大型、巨型泥石流进行了遥感研究和实地调查资料基础上,发现该区泥石流存在16个泥石流较集中分布区,并且北坡比南坡更为发育。在此基础上,对其发育规律进行细致分析,发现：（1）喜马拉雅山地区泥石流的活动目前正处于活跃期;（2）研究区泥石流沟口主要分布在两个高程段,一个是2800-3400m范围,另一个是4200-4900m范围;（3）研究区衰败期泥石流沟道比降大都小于100‰,而发育期的泥石流沟道比降一般比较大,大都大于300‰,旺盛期的泥石流沟道比降则介于100‰-300‰之间。另一方面,我们发现本区冰雪融水与雨水型泥石流的沟道比降几乎相同,其动力条件相差不大。这对于该区泥石流灾害的防治、判断泥石流的活动性具有重要意义。

喜马拉雅山地区大型泥石流遥感调查与发育特征研究

掌握地质灾害的空间分布、发育特征、形成条件及发育规律是区域减灾防灾与监测工作的基础和依据。作为快速、经济、准确的地质灾害调查技术,遥感技术已得到广泛应用。基于地质调查项目"喜马拉雅山地区重大地质灾害遥感调查"中泥石流的调查成果,从遥感数据源、遥感解译标志等方面介绍了泥石流灾害遥感调查的技术方法;利用GIS空间分析手段,分析了研究区大型泥石流分布特征,阐述了其规模、水源类型、形态与长度和沟道比降等发育特征;基于大型泥石流在工程地质岩组、地质构造、地形地貌、土地利用类型、植被盖度、降水量与气候等不同环境背景条件中的定量分析,总结了研究区大型泥石流发育的基本条件及其他影响因素,为西藏喜马拉雅山地区减灾防灾工作提供了基础数据和科学决策依据。

西藏札达盆地形成演化与喜马拉雅山隆升

通过野外地质调查、实测地层剖面和室内综合研究,笔者将札达盆地上新世-早更新世形成演化划分为6个阶段:①盆地初始断陷阶段;②盆地加速断陷阶段;③盆地强烈断陷阶段;④盆地断陷止息阶段;⑤盆地二次初始断陷阶段;⑥盆地二次加速断陷阶段.并以札达盆地形成演化为基础将喜马拉雅山此阶段的隆升划分为5个阶段:①慢速隆升阶段(5.4～4.4Ma);②中速隆升阶段(4.4～3.5 Ma);③快速隆升阶段(3.5～3.2Ma);④停止隆升阶段(3.2～2.7 Ma);⑤快速隆升阶段(2.7Ma).研究表明,喜马拉雅山的隆升是一个多阶段、不等速和非均变的复杂过程.

喜马拉雅山区葇籽草和棘豆样品中PCBs、PBDEs和PCDD/Fs的分析

应用同位素稀释-高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)法分析了喜马拉雅山区海拔5000 m以上的葇籽草和棘豆样品中多氯联苯(PCBs)、多溴联苯醚(PBDEs)和二噁英(PCDD/Fs)的含量.这两种植物样品中污染物含量与世界其它偏远地区的水平基本保持一致.其中PCBs的总含量在1.94—3.62 ng.g-1干重(dw)范围内,平均值为2.60 ng.g-1dw;PCB-28和PCB-52的浓度明显较高,约占7种指示性PCBs总量的90%以上.14种PBDEs的总浓度在83.3—142 pg.g-1dw之间,平均值为116 pg.g-1dw;除BDE-85、-138、-154,以及高溴代的BDE-190和BDE-209未检出外,其它9种单体均有不同程度的检出,且以低溴代的BDE-28为主,含量占45%以上.样品中PCDD/Fs基本上未检出.由于样品采集点位于喜马拉雅山人迹罕至的珠穆朗玛峰北坡地区,周围并无工业污染源,因此植物样品中PCBs及PBDEs可能是污染物发生大气长距离传输和生物富集的结果.

板块汇聚带的造山和重力垮塌作用及其力学成因:以雅鲁藏布江-喜马拉雅山汇聚带为例

从大洋底部磁异常条带的宽度变化可以看出,大洋的扩张速率是时常变化的,这种变化与板块俯冲角度的变化一样,对板块汇聚带的应力和应变场有重要的控制作用。中国存在众多不同特征、不同年代的板块汇聚带,根据其中发生的构造作用可以反演汇聚带在板块扩张速率和俯冲角度控制下的演化。有着巨大高差的喜马拉雅山构造带和雅鲁藏布江缝合带在喜马拉雅山东、西构造结逐渐交汇在一起,其平均海拔高度随之增大而宽度不断变小。喜马拉雅山中段的推覆发生在中新世早期,在推覆的过程中,其北缘沿藏南拆离系还发生了大规模的南北向伸展。这表明在中新世前,在雅鲁藏布江缝合带和喜马拉雅山之间可能存在一个规模很大的造山带,在这里称之为喜马拉雅山—雅鲁藏布江造山带,它在中新世初发生了垮塌。作为这个造山带的前缘,喜马拉雅山中段发生向南的推覆,这就是喜马拉雅山中段的推覆时间要远远滞后于印度和欧亚大陆的碰撞时间的原因。造山带的垮塌可能是印度与欧亚大陆间水平汇聚速率的突然减小造成的。发生在古近纪的日本海和中国的松辽盆地的弧后扩张与喜马拉雅山—雅鲁藏布江造山带的重力垮塌作用可以对比,可能是太平洋和欧亚大陆汇聚速率的突然减小造成的。在白垩纪,太平洋和欧亚大陆汇聚速率很大,所以,欧亚大陆东缘,包括日本海和中国的松辽盆地,在当时可能是规模很大的造山带。位于秦岭南侧,上覆在四川盆地之上的大巴山推覆带的形成机制与喜马拉雅山在中新世的推覆成因类似,与晚白垩世—古近纪秦岭的垮塌有成因关联。秦岭的垮塌可能是华南—华北汇聚速率减小造成的,在此之前秦岭要比现今高得多。

喜马拉雅山雪冰主要离子的时空变化特征及来源分析

对喜马拉雅山不同地区的3个雪坑和2个浅雪芯及东绒布冰川80.36 m冰芯的主要阴阳离子数据进行了分析.结果表明:主要离子浓度具有显著的季节变化特征,非季风期各主要离子浓度以高值为主,夏季风期离子浓度以低值为主;但Cl-、Na+和K+等也表现出偶然的高浓度事件.东绒布冰川雪坑和达索普浅雪芯的Na+、K+和Cl-的浓度均远高于喜马拉雅山南坡的卓奥友雪坑和Nun Kun浅雪芯的相应值,前者为后者的数倍,表明Na+、K+和Cl-的浓度受地理位置的影响显著.喜马拉雅山南坡卓奥友雪坑的NH4+浓度远高于喜马拉雅山北坡各雪坑、浅雪芯的NH4+浓度,表明喜马拉雅山对NH4+的传播起到了显著的屏障作用,但喜马拉雅山对粉尘来源离子(如Ca2+和Mg2+等)的空间贡献并不是一个有效的屏障.HYSPLIT_4模式模拟的空气轨迹图表明,喜马拉雅山地区冬春季的雪冰主要离子主要是来自南亚的塔尔沙漠以及西亚的干燥少雨的高原地区,或更遥远的北非撒哈拉沙漠,而并非通常认为的中亚和我国西北干旱、半干旱区.