祁连山老虎沟12号冰川雪冰中不溶性微粒沉积特征

2010年7月于祁连山西段老虎沟12号冰川积累区挖取了1个深度2.1 m雪坑。通过样品中δ18O、可溶性离子、不溶性微粒的变化特点划分了雪坑季节,显示雪坑记录的时间跨度大于1 a。老虎沟12号冰川微粒数量浓度平均为925 513个·m L-1,高于青藏高原地区大多数冰川;雪冰样品中可溶性离子与不溶性微粒质量浓度比值为6.9%。微粒的数量浓度和体积浓度在春季和夏季浓度较高,与同期冰川末端大气气溶胶具有同步性。雪冰样品中细颗粒物(1μmd2μm)数量占绝对优势,且微粒数量随着颗粒物粒径的增加呈现减少的趋势,微粒的体积分布符合众数粒径为8.22μm的Weibull函数特征,显示了近源沉积的特点。雪冰中不溶微粒同陆源离子Ca2+、Mg2+变化趋势基本一致,说明其可能主要来自于矿物粉尘源。     

气候变化对青海高原冰川资源的影响评价

青海高原位于青藏高原的东北部,区内有现代冰川2965条,冰川面积3675km2,冰储量2650×108m3。冰川面积占全国冰川总面积的6.19%,占西北冰川总面积的6.31%,是我国中低纬度地带山岳冰川较多的地区。青海高原山岳冰川具有稳定河川径流和调节作用,是青海高原水资源的重要组成部分。青海高原气候自20世纪80年代中后期出现由暖干向暖湿变化,对冰川生存和发展,提供了物质基础和环境条件。据预测到2050年青海高原温度上升2.2-2.6℃,降水量增加6~15%,青海高原现代冰川虽有退缩,但未来冰川不一定消失。     

近51a来乌鲁木齐河源区径流特征及对气候变化的响应

基于天山乌鲁木齐河源区1959-2009年的径流与气象记录,采用线性回归、M-K突变检验法和水量平衡模型分析了河源区气候、冰川及融水量的变化特征。研究发现:河源区冰川径流量与冰川物质平衡成负相关关系,过去51a间河源1号冰川融水径流共增加157.48×104m3,冰川融水径流量增加主要是由冰川退缩和降水量增加造成的。自20世纪90年代以后,冰川融水径流量增加显著,但整个河源区径流量却在减少,与气温升高导致蒸散能力增强、地下冰结构变化及冰川融水补给能力下降等有关。     

近50年来新疆天山南北坡典型流域冰川与冰川水资源的变化

冰川是大自然修筑的"固体水库",在水资源的构成中占有重要地位。新疆地处内陆干旱区,是我国现代冰川面积分布最广的地区之一。冰川和冰川融水为新疆灌溉农业发展提供了可靠的水资源保障。本文根据中国冰川编目及近年来其它冰川研究成果和监测资料,对1960年以来新疆,主要是天山山区的冰川与冰川径流的变化进行了分析。分析表明,受全球气候变暖的影响,上世纪60年代以来至本世纪初,天山冰川的变化整体上以退缩为主,1963-2000年冰川面积平均减少12.5%。但受地理位置和地势条件的影响,不同流域的冰川变化存在着较大的区域性差异。随着冰川的强烈退缩和冰川融水的增加,使得近十余年来新疆天山地区大部分冰川补给河流径流量呈增加的趋势。     

西北干旱区无冰川融水补给流域悬移质特征

头道沟流域是我国干旱区众多没有冰川融水补给河流中年径流量较大的河流,分析该流域的悬移质特征对我国干旱区众多没有冰川消融水补给的中小流域的水资源利用和水利建设具有普遍的意义。而影响泥沙的主要因素是地形、地貌、降水和洪水。根据20多年的实测资料,利用数理统计原理进行分析,发现这类区域悬移质泥沙的输移量可达多年均值的20多倍,这种特殊的悬移质泥沙运行特征,供从事水利勘测、设计工作者参考。     

近50年来中国阿尔泰山友谊峰地区冰川储量变化

以中国阿尔泰山友谊峰地区为研究区,结合RS和GIS技术对该区冰川厚度、储量及面积进行了定量综合评价分析。结果表明:所研究的58条冰川,在过去的50年间,总面积减小了19.2%(平均每条冰川缩小0.363km2);共有10条消失了。冰川平均厚度减薄了24.12m;储量减少了2.649km3,冰川冰融水年径流量为4.88×106m3。分析显示:该区小于1km2的冰川数量占67%,但面积和储量主要集中于大于1km2的冰川,几条较大冰川厚度和储量的变化决定了该区域的变化趋势;小冰川绝对变化量小,相对变化率大,对气候变化的敏感性强。     

托木尔峰青冰滩72号冰川流域同位素特征及径流分割研究

利用2010年8月在托木尔峰青冰滩72号冰川流域采集的不同水体样品,分析了典型冰川流域的氢氧同位素变化特征,并进行了初步的径流分割研究.结果表明,青冰滩72号冰川流域河水、冰川融水、降水中δ18O和δD含量存在显著差异;根据河水、冰川融水和降水中δ18O和δD比值关系,得出托木尔峰青冰滩72号冰川流域河水由冰川融水和降水组成;在夏季洪水期,进一步通过二元分割模型计算得出,冰川融水所占比率为74.8％,降水所占比率为25.2％,冰川融水是托木尔峰青冰滩72号冰川流域径流的主要补给来源.     

青藏高原东北部老虎沟流域强消融期冰川径流及其温度日变化特征研究

根据老虎沟冰川流域2011年强消融期(强消融期指7-8月份)的水文气象资料,分析了老虎沟冰川流域径流及径流温度的日变化过程和径流、径流温度与气温、降水之间的关系.结果表明:老虎沟冰川流域7月气温在早晨8:00左右最低,17:00达到最高;7月冰川径流在10:00左右最小,在18:00左右达到最大值.7月流量最高值约滞后气温最高值1h左右,流量最低值约滞后气温最低值2h左右;降水对径流既有正反馈也有负反馈,降水发生时,流量有可能增加也有可能减少.冰川径流温度主要分三个阶段,第一个阶段是前一天晚上20:00左右到8:00左右,这段时间的冰川径流温度变化很小,且温度始终处于低值;从8:00到12:00径流温度持续升高,12:00左右径流温度达到日最高值;12:00到20:00左右径流温度逐渐缓慢降低.径流温度和气温之间有较一致的起伏关系,但是冰川径流某一时刻的平均温度起伏很小且温度低,最低温度为0.1℃、最高温度为0.9℃.     

近年来祁连山中段冰川变化

基于遥感和实测的方法,对近50 a来祁连山中段,包括黑河流域和北大河流域的冰川变化特征进行了分析。研究表明：1956-2003年,祁连山中段所研究的910条冰川面积共缩小了21.7%。其中,黑河流域冰川面积缩小了29.6%,北大河流域冰川面积缩小了18.7%。小冰川面积变化较大冰川要大,其对气候变化的敏感性较强。由于祁连山中段东西跨度较大,气候和地形等因素的不同,直接造成了冰川变化的区域差异。近期野外考察发现,位于黑河上游的葫芦沟流域,1956-2010年冰川面积缩小了30.1%,近7 a冰川面积缩小的比率达到前期的近5倍,且其中的十一冰川由于消融严重,已经完全分离成2条独立的冰川。雪冰融水径流是该流域中重要的水源,在稳定河川径流、调节其年际变化和年内分配方面发挥着重要作用。     

新疆雪冰水资源的环境评估

新疆是世界上唯一环绕沙漠 ,戈壁荒漠分布着大量山岳冰川的特别地区。境内有现代冰川 184 99条 ,冰川面积 2 5 342km2 ,冰储量 2 6 831.1× 10 8m3 。冰川面积占全国冰川总面积的 4 2 .7% ,占西北地区冰川总面积的91.4 % ,是世界中纬度地带山岳冰川最多的地区。新疆山岳冰川具有拦截和凝结外来水汽与内循环系统中的水汽 ,增加山地降水的作用。它是干旱山地生态系统与环境的忠实“捍卫者” ,更是新疆水资源的重要组成部分 ,具有稳定河川径流的调节作用。随着新疆气候 2 0世纪 80年代中后期出现由暖干向暖湿转变 ,特别以天山西部最为典型和明显 ,这就为新疆山地生态系统与环境的良性循环创造了机遇。同时 ,为未来冰川生命的健康发展 ,提供了物质基础和环境条件。因此 ,不必为其消失而担忧。     

Type and quantity of organic amendments determine the amount of carbon stabilized in particle-size fractions of a semiarid degraded soil

A 9-month lab experiment was carried out with three different amendments (vine pruning wastes, PW; composted vine pruning wastes, cPW; and sewage sludge, SS) added at three different rates (90, 180, and 240 t ha^?1, dry weight) in order to test whether the type or the quantity of the amendments applied to a semiarid, degraded soil determined the C_org accumulation in its particle-size fractions (coarse sand, 200–2,000 µm; fine sand, 63–200 µm; silt, 2–63 µm; and clay, 0.1–2 µm). All amendments, independently of their C/N ratios, resulted in similar C_org content and accumulation in coarse sand and silt-sized fractions after 9 months. In the clay-sized fraction, enrichment in C_org produced the incorporation of particles from this particle-size fraction into the silt-sized fraction. Likewise, increasing the application rates of the amendments led to larger C_org contents into the particle-size fractions of all amended soils except for the clay-sized fraction. The application of SS resulted in lower basal respiration-to-C_org ratios in the clay-sized fraction than the application of PW and cPW, suggesting a higher protection of the C_org in the SS treatment. These results indicate that organic amendments from woody plants with C/N ratios higher than 30, such as PW, favor C_org accumulation in the fine sand-sized fractions. Furthermore, our findings suggest that the application rate of such amendments, rather than the C/N ratios and amendment origin (from sludge or woody plants), is the key factor for promoting C_org accumulation in the silt-sized fractions of semiarid degraded soils.     

近43年黄河上游来水来沙变化特点

选取黄河头道拐站实测水沙序列(1960-2002年)资料,对水沙序列进行了多时间尺度和趋势识别的小波分析。结果表明:①黄河上游来水来沙量汛期所占比例减少,而非汛期所占比例增加;在年际变化上,水沙量逐年减少;同时,水沙相关关系具有一定的变化;②黄河上游水沙序列具有相同的多时间尺度(准周期)变化,但同一尺度下,水沙所处的丰枯变化并不一致;③年水沙序列趋势变化基本一致,20世纪80年代以来,两者存在明显减少趋势;但在非汛期,两者的趋势变化有较大区别。     

土壤风蚀对表层土壤粒度特征的影响

土壤风蚀是一种严重的环境问题。文中选择我国西北干旱及半干旱区,风蚀严重的盐池县风沙土地为研究对象,利用Marven2000粒度分析仪对不同风蚀强度的表层土壤粒度进行分析,探讨土壤风蚀过程对地表粒度的影响,研究表明:随着风蚀程度的增加,表层土壤粒度逐渐变粗,由灌丛-推平耕地-草地-吹蚀地,地表中的细沙,粉沙和粘土的含量逐渐降低,而中沙和粗沙的含量逐渐增加。灌丛表面以细沙为主,占34.9%;推平耕地和草地以中沙为主,占32.7和39.1%;吹蚀地以粗沙为主,占44.2%;土壤平均粒径逐渐变粗,分别为2.48,2.08,1.91,1.12φ。土壤风蚀过程,地表的细沙,粉沙和粘土大量损失,灌丛的细沙,粉沙和粘土分别占34.86,20.01和10.98%,但在严重风蚀的吹蚀地,细沙,粉沙和粘土仅占6.09,3.72和2.52%。由此可见,土壤风蚀造成地表细颗粒物质损失,形成沙漠化土地。不同地表沙粒的分维数不同,随平均粒径增加,分维数总体降低。     

沙柳方格沙障对库布齐沙漠沙丘粒度分布的影响

为定量探讨沙柳方格沙障对沙粒粒度组成与特征的影响,以流动沙丘(LS)、设障2a沙丘(TS)和设障6a沙丘(SS)为研究对象,在沙丘不同部位、不同土层和障格内不同位置进行取样,分析样品的粒度组成与特征。结果表明:1)随着设障年限的增加,粘粒和粉粒含量增加,细砂含量下降,SS粘粒和粉粒含量与TS和LS的含量差异显著,而TS和LS二者间差异不明显;LS、TS各粒级含量在三个层次间差异均不明显,而SS 0-5cm的粘粒、粉粒以及极细砂粒体积含量较其他2层差异显著。2)SS的频率分布曲线变化幅度小于TS和LS的频率分布曲线变化幅度。各沙丘的平均粒径MZ、分选系数δ、偏度SK、峰度KG的大小顺序均表现为SS相似文献   

Glacier mass balance and its impacts on streamflow in a typical inland river basin in the Tianshan Mountains,northwestern China

Glaciers are known as natural 'solid reservoirs', and they play a dual role between the composition of water resources and the river runoff regulation in arid and semi-arid areas of China. In this study, we used in situ observation data from Urumqi Glacier No. 1, Xinjiang Uygur Autonomous Region, in combination with meteorological data from stations and a digital elevation model, to develop a distributed degree-day model for glaciers in the Urumqi River Basin to simulate glacier mass balance processes and quantify their effect on streamflow during 1980-2020. The results indicate that the mass loss and the equilibrium line altitude (ELA) of glaciers in the last 41 years had an increasing trend, with the average mass balance and ELA being -0.85 (±0.32) m w.e./a (meter water-equivalent per year) and 4188 m a.s.l., respectively. The glacier mass loss has increased significantly during 1999-2020, mostly due to the increase in temperature and the extension of ablation season. During 1980-2011, the average annual glacier meltwater runoff in the Urumqi River Basin was 0.48×10⁸ m³, accounting for 18.56% of the total streamflow. We found that the annual streamflow in different catchments in the Urumqi River Basin had a strong response to the changes in glacier mass balance, especially from July to August, and the glacier meltwater runoff increased significantly. In summary, it is quite possible that the results of this research can provide a reference for the study of glacier water resources in glacier-recharged basins in arid and semi-arid areas.     

Transport mechanism of eroded sediment particles under freeze-thaw and runoff conditions

Hydraulic erosion associated with seasonal freeze-thaw cycles is one of the most predominant factors, which drives soil stripping and transportation. In this study, indoor simulated meltwater erosion experiments were used to investigate the sorting characteristics and transport mechanism of sediment particles under different freeze-thaw conditions (unfrozen, shallow-thawed, and frozen slopes) and runoff rates (1, 2, and 4 L/min). Results showed that the order of sediment particle contents was silt>sand>clay during erosion process on unfrozen, shallow-thawed, and frozen slopes. Compared with original soils, clay and silt were lost, and sand was deposited. On unfrozen and shallow-thawed slopes, the change of runoff rate had a significant impact on the enrichment of clay, silt, and sand particles. In this study, the sediment particles transported in the form of suspension/saltation were 83.58%-86.54% on unfrozen slopes, 69.24%-84.89% on shallow-thawed slopes, and 83.75%-87.44% on frozen slopes. Moreover, sediment particles smaller than 0.027 mm were preferentially transported. On shallow-thawed slope, relative contribution percentage of suspension/saltation sediment particles gradually increased with the increase in runoff rate, and an opposite trend occurred on unfrozen and frozen slopes. At the same runoff rate, freeze-thaw process had a significant impact on the relative contribution percentage of sediment particle transport via suspension/saltation and rolling during erosion process. The research results provide an improved transport mechanism under freeze-thaw condition for steep loessal slopes.     

新疆艾比湖干涸湖底沉积物粒径分布及其对风蚀的响应

艾比湖已经干涸的湖底常年经历强烈风蚀,形成危害较大的沙（盐）尘暴。为了解风蚀过程干涸湖底沉积物粒径分布的变化特征,在干涸湖底选择无植被覆盖（S1）、芦苇荒漠带（S2）、梭梭荒漠带（S3）3个区域作为研究区,运用粒径分布参数表征粒径分布特征对风蚀的响应。结果表明：① 由于不同区域沉积物形成时间差异,S1、S2、S3之间粒级组成、平均粒径均差异显著。S1的沉积物为黏粒-粉粒-极细砂类型,其中,粉粒含量最高,为80.60%,相比其他两个区含量较大,但是平均粒径最小,在6.10Φ～6.30Φ之间;S2为粉粒-细砂-中砂类型,砂粒含量最高为87.71%,质地较粗变化幅度较大,平均粒径在2.25Φ～3.54Φ;而S3为粉粒-极细砂-细砂-中砂类型,各粒级含量相对比较平均,不同深度含量差别较大,平均粒径在3.38Φ～5.65Φ。② 干涸湖底不同区域沉积物粒级含量、粒径分布参数对风蚀的响应特征不同。由于风蚀程度不同,S1和S2 0～10 cm的沉积物,无覆盖区域和覆盖区域平均粒径、粒级含量差异显著,且随深度的增加,差异显著性呈现降低趋势。S3无覆盖和覆盖区域的平均粒径、粒级含量差异均不明显。     

30 a耕作对高寒草地土壤碳氮与颗粒组成的影响

根据青海湖流域1987—2010年5期遥感图像解译,在青海湖北部区域存在毗邻的30 a未曾变动草地和耕地。以这两类土壤为研究对象,对其0~60 cm土层的土壤总碳、土壤全氮、土壤粒度组分进行对比研究。结果表明:草地和耕地土壤总碳和全氮含量以30 cm为界,分异明显,界上草地总碳和全氮含量大于耕地,而界下两者之间差异较小。另外,草地总碳和全氮含量最大值出现在0~10 cm,耕地总碳和全氮含量最大值出现在10~20 cm。草地和耕地粒度组成上都属于砂黏壤级,其中草地粉砂和黏粒大于耕地,而砂含量小于耕地。30 cm以上,草地和耕地间土壤粒度组分差异大,30 cm以下差异小。草地土壤黏粒和粉砂组分与总碳(P0.05)、全氮(P0.01)呈显著相关,而土壤砂粒组分与其相关性不显著;耕地总碳和全氮与各土壤粒级组分之间均无显著相关性。     

不同复合措施的次降雨径流、产沙调控率和作物产量

针对单一径流调控措施难以得到较好水土保持效果的问题,本研究通过天然降雨径流、产沙的试验定位观测,对几种措施复合后的次降雨径流、产沙的调控率,及对作物产量的影响做了分析.研究表明:复合措施可以有效地对坡面径流、产沙进行调控,减少坡面径流量和产沙量90%以上,同时提高农作物的产量10%以上.复合措施因其优异的径流、产沙调控能力,增产明显,成本低廉,实施简便,成为一种性价比较高的坡面径流调控模式.