澜沧江某巨型堆积体蓄水失稳诱发涌浪预测

澜沧江上游拟建RM水电站,其蓄水运行可能导致近坝左岸RS巨型堆积体发生变形失稳,进而诱发滑坡涌浪灾害,威胁枢纽建筑物和下游居民安全。结合前期大量地质勘察及物理力学试验资料,采用大型离心机模型试验等方法,进行了RS堆积体蓄水潜在失稳破坏模式研究。在此基础上,建立了RS堆积体至大坝段全河道的三维数值模型,开展了RS堆积体滑坡-涌浪链式灾害动力学灾变全过程数值分析,对滑坡涌浪的首浪高度、对岸爬坡浪高、沿途传播特征、坝前浪高、沿大坝爬升高度等进行了预测分析。结果表明:随着水库蓄水位逐步抬升至2800 m高程,RS堆积体最可能发生较大规模的失稳破坏,其后缘拉裂边界为蓄水位以上一定范围的堆积体碎石土层、前缘剪切边界为堆积体中下部细颗粒层。堆积体失稳破坏后诱发滑坡涌浪,首浪高度在入水点附近达到峰值,约为31.5 m,历时约15 s。涌浪沿河道向下游传播通过①号河湾前后浪高衰减39.5%,涌浪在约147 s时传至大坝处并沿坝坡继续爬升,爬坡浪高约为2.6 m,历时180 s,首浪及后续小浪均无翻坝风险。首浪受大坝阻挡消能后,随即向上游反向传播形成回涌现象,回涌与后续涌浪撞击形成局部高浪区,至P5监测点处回涌浪高达到最大,约为4.56 m,历时219 s。涌浪传播过程中,河湾地形及回涌现象可大幅加速涌浪能量衰减,有效降低涌浪冲击与次生灾害风险。

三江源地区主要草地类型土壤碳氮沿海拔变化特征及其影响因素

以三江源地区主要草地类型为研究对象，分析了不同草地类型土壤有机碳和全氮的变化特征及其与环境因子、土壤特征等的相互关系。结果表明：沿着海拔的逐渐升高，土壤有机碳和全氮含量均呈现出“V”字形变化规律，即土壤有机碳氮含量在海拔最高处（5120m）和最低处（4176m）比较高，而在中间海拔梯度较低，土壤有机碳与全氮含量极显著相关（r=0．905）且高寒草甸土壤碳、氮含量高于高山草原土壤碳、氮含量；土壤中有机碳含量和全氮含量均随着土壤含水量的增加而增加，偏相关分析结果表明：对0-30cm土层中土壤有机碳和土壤全氮影响最大的是土壤含水量，偏相关系数为0．9465,0．9059（P〈0．01）；土壤有机碳含量和全氮含量与植被盖度和草地牛产力存在正相关趋势；土壤有机碳含量和全氮含量与土壤pH值和全盐量存在负相关趋势。

江河源区地域界定研究

通过现有的各种文献资料、遥感资料,结合实地考察,确定江河源区主要包括江源地区和河源地区,江源地区主要指长江源区和澜沧江源区,其流域面积约为19.4578万km2;河源地区主要指黄河源区,其流域面积为12.3612万km2(不包括甘川大转弯);江河源区流域面积在青海省境内为31.8190万km2。

江河源区生态地理区划

利用气候—地貌—植被模式,在充分考虑人类活动因素的基础上,将江河源区划分为黄河东部河谷高原暖温半干旱农牧交错水土流失生态大区、高原凉温带大区、高原冷温带大区、高原寒带大区4个大区;再分别以降水、植被和人类活动为主要因子,将其划分为7个二级区,11个三级区。

青藏高原江河源区近40年来气候变化特征及其对区域环境的影响

以江河源区12个气象台站1971—2008年间的逐月气温、风速和降水资料为基础,对该区气候变化特征进行了分析,结果表明:近40年来,江河源区气候持续变暖,年均气温的增温率为0.37℃/(10 a),1987年和1998年气温由低向高突变;年均风速显著降低,每10 a降幅为0.24 m/s,1981年和1992年风速由高向低突变,年均风速与年均气温间呈负相关关系;1980年代降水偏多,1970和1990年代偏少,21世纪以来降水量有所回升,增幅因区域而异;年陆面蒸发量整体显著增加。结合前人研究,探讨了气候变化对环境的影响:持续升温导致江河源区内冰川退缩、多年冻土退化;1980年代气候相对暖湿,水资源量较丰;气候暖干化、水资源量减少、生态环境恶化是该区在1990年代和21世纪最初几年的显著特征;2004年左右以来,江河源区气候转湿,水资源量增加,生态环境有所好转。

利用草地早熟禾改建江河源区“黑土型”退化草地的研究

利用正在驯化选育中的野生草地早熟禾,进行了“黑土型”退化草地植被改建试验,结果表明:在海拔4 000 m的地区野生和人工栽培条件下草地早熟禾种子均能成熟;具有较强的有性繁殖和无性繁殖能力,在栽培条件下能形成良好的草皮和植被覆盖度;草地早熟禾人工草地土壤总体含水能力增强,物理性状改善;地上植物量显著高于原生植被,达到了垂穗披碱草人工草地水平;实验室研究发现,草地早熟禾具有很强的抗寒性。可见草地早熟禾是三江源区“黑土型”退化草地植被改建的优良草种。

江河源区水环境变化规律及其影响因素分析

通过对江河源区区域内水环境所包含的大气降水、冰川冻土、地表径流、沼泽湖泊等4个方面的分析,揭示了江河源区水环境变化的规律及其影响因素。结果表明:1降水逐年变化呈现波动,增减不明显,Cv值为0.15～0.55;季节变化呈现"双峰型"曲线,峰值分别出现在7月和9月;2地表径流受降水、冰雪融水及地形等因素的影响,呈"单峰型"曲线;3冰川冻土明显减少,作为径流稳定补给的冰雪融水已出现年际间的丰枯变化;冻土层温度上升0.5～1℃,厚度减小了10～20m;4沼泽湖泊数量急剧减少,面积变小甚至干涸。

江河源区区域生态环境质量评价的理论问题

通过对生态环境质量及其评价的内涵和国内外研究进展的分析,指出江河源区生态环境质量评价应大量的借助于遥感资料,同时结合统计资料对区域自然环境系统、经济系统和社会系统进行综合评价。概括了生态环境质量评价的理论依据,指出了对区域生态环境质量评价应坚持整体性、评价指标体系化、方法定量化的原则,并提出了具体的评价指标体系。

江河源区气候暖干化趋势研究

温室效应引起的全球变暖是近几十年来气候变化的主要特征,但不同区域降水量变化差异较大,温湿变化的差异对生态环境产生了不同影响。探讨江河源区气候变化趋势,是研究该区域生态环境变化的重要内容。文章利用江河源区气象观测资料,分析了近42年来该区域不同站点和整个区域的平均气温、降水量、蒸发量等气象要素的变化情况。结果表明,1961年以来,江河源区全区及各站点的年、季平均气温均呈明显上升趋势,升幅随站点位置、季节的不同而变化,气温最高年份大多出现在最近十多年间;1980年以来,源区和大多数站点的平均年降水量呈减少趋势,暖季降水量普遍减少,冷季降水量则有不同程度增加;蒸发量年际间波动大,变化规律复杂,但20世纪90年代以来,源区大多数站点和整个源区的平均年蒸发量均表现为上升趋势。气温上升,降水量减少,蒸发量增大,使江河源区气候呈暖干化趋势。

有关江河源区的科学问题

回顾了建国后青藏高原研究的历程,结合实地考察提出了"江河源区"的称谓、范围、经济生态区划、生态系统的主体、自然和人为因素、生物多样性问题、气候演变规律、生态环境的质量评判、重大工程和旅游活动、自然灾害、生态环境地位等11个方面的科学问题。

澜沧江囊谦段夏秋季浮游植物群落结构初步研究

2011年夏季(6月)和秋季(9月)对澜沧江囊谦段的浮游植物进行初步研究。结果表明,澜沧江囊谦段浮游植物共计4门、57种(属);其中,硅藻门种类最多,为33种(属),占总种类数的57.9%;其次是绿藻门,为13种(属),占22.8%,蓝藻门10种(属),占17.5%,甲藻门仅检到1种,占1.8%。夏秋两季澜沧江囊谦段均以喜低温的硅藻为主,绿藻、蓝藻种类秋季多于夏季,甲藻仅在夏季出现。浮游植物优势种以硅藻为主,占75.0%,种类有尖针杆藻(Synedra acus)、普通等片藻(Diatoma vulgare)、舟形藻(Navicula sp.)、桥弯藻(Cymbella sp.)、曲壳藻(Achnanthes sp.)、异极藻(Gomphonem sp.)、颤藻(Oscillatoria sp.)和席藻(Phormidium sp.)。浮游植物数量为13.26×104～375.59×104个/L,平均数量99.36×104个/L;生物量为0.0445～1.9972mg/L,平均0.4915mg/L。浮游植物数量和生物量均以硅藻最高,分别占总数量的61.2%和总生物量的71.3%。分析显示,各采样点浮游植物多样性指数、均匀度指数较高,均值分别为2.24、0.48;表明该河段浮游植物群落比较稳定,种类分布较为均匀,体现了贫营养型河流的特征,水域环境良好。

江河源区生态环境问题研究现状及进展

在了解目前国内外对青藏高原研究,尤其是对江河源区生态环境问题研究概况的基础上,系统综述了现阶段关于江河源区的研究现状、研究进展及存在的问题,以期为今后进一步开展该领域的研究提供参考。

江河源区生态环境质量人为影响因素分析与评价

在对江河源区生态环境质量现状综述的基础上,分析了导致江河源区生态环境质量退化的人为因素及其影响程度,指出区域的气候变化固然是江河源区生态环境恶化的主要原因,然而人类的生产、生活、经济和政治活动对生态环境所施加的不合理干预则是近几十年来环境急剧恶化的重要原因。最后提出了严格行政执法、围栏禁牧、合理的载畜量和生态移民等生态环境的修复策略。

江河源区区域环境质量影响因素分析

人类的生产、生活和经济活动以及区域自然气候变化的共同影响,导致江河源区的生态环境呈现出不断退化的趋势,其主要特征是草地退化、湿地萎缩、土地荒漠化和生物多样性遭受破坏。文章分析了全球气候变化、青藏高原生态环境变化、青藏公路和青藏铁路的修建和营运、鼠害、西宁及州县城镇的经济发展以及迅速发展的旅游业等对江河源区生态环境产生的巨大而深远的影响,最后阐述了对这些方面的集成研究将有助于揭示江河源区生态环境的演变趋势。

江河源区草地生态建设构想

江河源区是青藏高原的主要组成部分,面积仅占全球陆地面积的0. 24%,占全球土壤碳库的1. 06% ~1.20%左右,生态价值巨大。江河源区1986—2000 年,土地植被盖度下降了2. 252%,土壤有机碳含量下降了11.454%,土壤CO2 年释放量仅下降了9.165%,表现了土壤从碳汇转化为碳源的趋势。而草地面积减少是使土壤从碳汇转化为碳源的主体因素。特别是过度放牧引起的高寒类型草地面积减少559.03 km2,致使土壤有机碳含量减少了750 070万t,占14年来(1986-2000)土壤有机碳含量下降总量的39.03%,是使土壤有机碳流失的主因。从维护全国乃至全球生态安全的角度看,江河源区草地生态建设意义重大。建议在江河源地区建立特色草地农业生态耦合系统,将江河源区分为4个功能区,即自然保护核心功能区、自然保护过渡区(狩猎采集保护区)、自然保护生态—生产功能区、常规居民区。以自然保护区为核心,把这4 个功能区与草地农业系统的4 个生产层理论相衔接,构建2个层次的系统耦合,即江河源区内部4个功能区之间的系统耦合;江河源区与外区的系统耦合。通过2个层次的系统耦合,将实现江河源头的生态服务功能与下游受益地区的物质与能流的合理交换,以取得经济、生态和社会的巨大效益。

江河源区沙漠化研究进展与展望

在全球气候变暖的影响下,青藏高原作为气候变化的敏感区,受到人们越来越多的重视。江河源区是我国长江和黄河以及国际河流澜沧江的发源地,同时它又是高原的重要组成部分。近几十年来,沙漠化现象在该地区的快速发展蔓延已经引起社会和学术界的广泛关注。本文从沙漠化的发展态势、沙漠化的驱动因子、沙漠化的治理措施等方面的研究现状出发,对江河源区的沙漠化研究状况进行了综述,并对研究中存在的不足和未来的研究重点进行了分析。

江河源区植被分区

按照植物群落学—生态学原则,将江河源区的天然植被划分为森林植被区、灌木与灌丛植被区、草原植被区、草甸植被区、荒漠植被区和湿地植被区6个区,并分析了各植被区的分布范围及其优势种。

三江源地区不同退化草地土壤物理性状分析

对三江源地区8个地点的12个样地不同退化草地的土壤物理性质进行了研究，分析了草地退化与土壤草土比、物理粘粒之间的关系。结果表明，随着退化梯度的加剧、土层的加深，草土比值逐渐减小；不同地区不同退化梯度的草土比值以0～10cm土层变化最大，草土比极值变化为1／28．07～1／5068．77；随着草地演替度的减小，草土比随之减小，草地退化程度随之加重。

利用祁连圆柏年轮资料重建江河源区东北部600余年气候研究

利用江河源区东北部600余年的祁连圆柏树木年轮资料,采用正交多项式、相关分析等方法,对该地区历史时期5月份平均气温和5～9月份降水量进行了重建。结果表明,江河源区东北部地区600余年来的气候呈波动变化,气温的上升和下降并不连续,5月份气温距平变化的幅度一般为±1．0℃,5年滑动平均值一般为±0．5℃,气温的年际波动值远大于其长期变化值。逐年雨季(5-9月份)的相对降水量一般为0．8～1．1,5年滑动平均为0．90-1.05,且600余年来相对降水量小1．0的时间较相对降水量大于1．0的时间长。

江河源区生态环境演变的过程及主导因素确定研究

江河源区生态环境演变受自然因素和人文因素的共同作用,在自然和人文因素中究竟那些因素是该区生态环境演变的主导因素,对研究区域生态环境演变的机理和演变强度意义重大,本研究通过系统分析江河源区生态环境演变的过程,确立了影响江河源区生态环境演变的因素体系,建立了江河源区生态环境演变主导因素确定指标体系;全国范围内选择了40位在生态环境演变研究方面具有一定造诣的科学家进行了问卷调查和权重打分,用层次分析法(AHP)确定了温度、降水为主的自然因素和畜牧业为主的人文因素为江河源区生态环境演变的主导因素,并确定了各因素之间的排列顺序。