新生代全球变冷背景下北部青藏高原变冷和干旱化事件:西宁盆地早第三纪沉积物中正构烷烃和孢粉的记录

位于青藏高原西北部的西宁盆地沉积了年代序列跨度非常长的连续的新生代地层. 这些地层序列记录了有关青藏高原隆升历史及其相关气候变化的丰富信息. 本研究获得了西宁盆地谢家剖面较高分辨率的正构烷烃生物标志化合物和孢粉记录. 整合正构烷烃和古孢粉记录揭示: 在50.2~28.2 Ma 之间, 西宁盆地经历了长期的降温过程, 明显的生态事件发生在 37.5~32.7 Ma 之间. 自此盆地中的植被呈现显著的垂直地带性变化: 较低海拔处生长旱生灌草类植物, 中海拔地带生长亚热带阔叶树, 高海拔带生长针叶林. 这些植被和气候的变化有可能是对始新世早期气候最适宜期之后长期的全球降温事件和早新生代北部青藏高原周围山地隆升事件的共同响应.     

青藏高原大气氧含量影响因素及其贡献率分析

已有工作认为,近地表空气中氧气相对含量在不同海拔上无明显变化.然而,对采集自青藏高原的数据利用主成分分析发现, 500 hPa的大气温度(500 hPa-T)、地表植被盖度及海拔对氧气相对和绝对含量都产生一定的影响.就氧气相对含量而言,植被盖度的方差解释率为33.1%, 500 hPa-T和海拔的方差解释率分别为28.5%和3.9%,总方差解释率为65.5%;通过理想气体状态方程计算得到氧气绝对含量,发现海拔对其方差解释率为45.9%,植被盖度和500h Pa-T分别为18.5%和14.5%,总方差解释率为78.9%.认识高海拔地区氧气相对和绝对含量与其对应的植被及气象要素间的关系,不仅对改善居住及生活在高海拔地区人类和家畜的健康具有重要指导作用,也对加深理解全球变化背景下高海拔地区的环境风险有重要的理论与实践意义.     

半干旱区不同下垫面地表反照率变化特征

分析了通榆半干旱区退化草地和农田下垫面2003~2005三年来地表反照率的日、季和年变化特征, 并讨论了地表反照率与太阳高度角及土壤湿度的关系. 发现退化草地和农田下垫面的地表反照率具有相似的日变化和季节变化, 冬季较大, 夏季较小; 地表反照率的日变化随天气条件的不同而不同, 晴天日变化曲线形如“U”形, 雨后晴天地表反照率的日变化是先低后高, 雪后晴天是先高后低, 多云天日变化波动较大, 阴天几乎没有日变化. 两下垫面地表反照率的差异在冬季主要受降雪影响, 最大为0.04; 在夏季受降雨的影响较大, 但地表反照率差异不大, 只有0.01; 秋季由于下垫面植被的差异, 地表反照率差异最大可达0.04. 对于三年平均地表反照率, 退化草地在春、夏、秋和冬季分别为0.25, 0.22, 0.24和0.32, 农田春、夏、秋、冬季分别为0.25, 0.21, 0.22和0.33. 地表反照率随着太阳高度角增大而减小; 当太阳高度角大于40°时, 地表反照率基本上趋于不变. 在生长季地表反照率与表层土壤湿度存在负指数关系.     

中国典型山地土地利用变化与资源生态效应

山区是土地分布最为复杂的区域,同时也是重要的生态屏障。山区土地利用的空间格局及动态变化都将影响山区生态功能的发挥,因此明晰山区土地的空间异质性特征及其相应的资源生态效应是山区可持续发展的关键。基于中国太行山区、横断山区以及黔桂喀斯特山区等三个典型山区,明确了其土地在垂直及水平方向的空间异质性特征,评估了典型山区产水量、土壤保持、碳储量以及生境质量等生态系统服务,并以中国山地为对象,分析了近30年来植被的变化趋势及其影响因子。     

青藏高原高海拔地区C4植物的发现

通过对青藏高原地区27°42′~40°57′N, 88°93′~103°24′E, 海拔2210~5050 m范围内采集的植物进行碳同位素分析, 发现其中2种藜科和6种禾本科植物是C₄植物. 11个地点的4种C₄植物海拔超过了3800 m, 其中6个地点的3种C₄植物(白草Pennisetum centrasiaticum, 云南野古草Arundinella yunnanensis和固沙草Orinus thoroldii)分布在海拔4000 m以上, 最高可达4520 m. 分析认为在大气低CO₂分压背景下, 强光照提供的充足能量使C₄植物能忍耐更低的温度, 以及青藏高原南部降雨集中于高温季节的有利条件, 可能是C₄植物生长在高海拔地区的重要原因.     

高山花境掠影

正中国幅员辽阔,地貌特征复杂,尤其以山地居多。如果将山脉、较高的丘陵以及崎岖的高原统称为"山地"的话,那么它几乎占据了中国2/3的国土面积。由于地势不平,因此在山地开垦农田、开展农业生产较为困难,但山地却拥有着丰富的森林和植被资源,并且,这些丰富的植被还能构成多样的山地植被,让山地展现出各种迷人的特征。尤其在海拔高差较大的地区,随着山势的变化,环境以及植被类型变化明显、交替显著,极具特色。这里,就让我们走进高山,共同领略那多彩而美丽的山地植被生境吧!     

横断山地水土要素时空分布格局与耦合特征

水土要素耦合是影响横断山地资源环境安全、防灾减灾及生态环境保育的重要因素。根据横断山地地理环境与水土要素构成特征,构建了面向农业生产空间的水土要素耦合指数,利用多源空间数据计算得到了横断山地时间序列月、年水土要素耦合指数值。研究表明:横断山地水土要素耦合格局受宏观气候-地貌格局控制,西南季风、东南季风以及横断山地纵向岭谷的"阻隔-通道"作用造就了横断山地3个水土要素耦合明显分异的区域;地形起伏度、海拔、坡度和坡位等地形指标对水土要素耦合指数都有明显影响,在微观尺度上坡度对水土要素耦合的影响最大;受两大季风气候进退、水热时空匹配、气候-植被耦合作用的影响,横断山地水土要素耦合指数年内分异明显,在6月份水土要素耦合指数最高,在年际尺度上近15年来横断山地水土要素耦合指数无明显变化趋势,以年际波动为主。本文初步揭示了横断山地耕地的水土要素耦合时空格局特征,对横断山地的水土要素调控及国土空间功能优化管理有参考意义。     

丘陵山地农业气候资源垂直分层模式的研究

一、问题的提出 我国国土总面积约有2/3为丘陵山地,复杂的山区地形在垂直方向形成多样的农业气候资源。在生产实践中,往往忽略了在垂直方向的光、热、水资源明显差异特点,采用低海拔地区生产经验指导高海拔地区的生产:一方面因农业布局和作物配置不合理,丰富的农业气候资源未能得到充分利用,山区农田中、低产面积大、产量低,品质差;另一方面,在山区片面提高复     

珠穆朗玛峰极高海拔地区表层雪化学元素浓度特征

对珠穆朗玛峰极高海拔地区(6500~8844 m)表层雪化学元素浓度及空间分布进行了分析. 结果表明, 表层雪中元素随海拔高度并未表现出明显的规律性变化, 这主要是由于高海拔地区的强风扰动引起表层雪的重新分布所造成; 另外局地裸露基岩的粉尘输入对表层雪中的陆源元素随海拔的分布有较大影响. 对比1975年同海拔样品元素浓度值发现, 2005年样品除少数地点的个别元素外, 均低于1975年. 这表明因采样和测试技术手段的进步, 2005年样品元素浓度测试的准确性更高. 与全球其他地区降水样品相比, 珠峰样品中的稀有元素与南北极及格陵兰地区雪样中的化学元素浓度大致相当, 并且其含量远远低于受人类活动影响强烈的城市地区, 说明珠峰受人类活动影响甚微, 可以作为世界偏远地区大气环境背景的代表.     

第三极西风和季风主导流域源区降水呈现不同梯度特征

利用位于第三极东南部受季风主导的长江、黄河、澜沧江、怒江上游和雅鲁藏布江流域,以及位于西部受西风主导的叶尔羌河、印度河、阿姆河和锡尔河上游流域源区256个气象站的降水数据,分析了各流域降水随海拔变化的梯度关系;基于ERA5数据,通过分析水汽含量、对流有效势能和抬升凝结高度与各流域内海拔的变化关系,探讨了不同气候系统主导的流域呈现不同梯度特征的原因;通过水文模型模拟径流反向验证降水梯度校正方法在推算高海拔山区降水时的可行性.结果表明:(1)位于季风区的长江上游、黄河上游、澜沧江、怒江和雅鲁藏布江流域降水随海拔增加而降低(17～128 mm/100 m),地形效应仅在小尺度呈现;西风主导的叶尔羌河、印度河、阿姆河和锡尔河上游流域降水随海拔增加而增加(5～64 mm/100 m),地形效应明显.(2) ERA5与气象站观测降水数据在不同流域源区表现出一致的降水梯度特征.季风区流域降水随海拔增加而减少,主要由水汽含量随海拔增加而减少所致,地形效应在局地尺度依然有所反映;西风区流域降水随海拔增加而增加,主要受抬升凝结高度降低和对流有效势能增加的影响.(3)陆面水文模型反向验证结果表明,在降水地形效应明显的流域,对低海拔站点降水进行地形校正是提高通过降水变率推算高海拔区域降水可靠性、提高水文模拟精度的一个有效途径.研究结果对第三极流域高海拔山区降水数据的地形校正有参考价值;对第二次青藏高原综合科学考察中降水观测的选点有指导意义.     

基于可持续发展的太行山区生态系统服务垂直分类管理*

生态系统服务优化调控管理是实现山区可持续发展的根本措施。太行山区虽然没有明显的垂直带谱特征,但仍呈现较明显的生态特征垂直分异规律。本文选取生态要素指标,确定了太行山区生态系统的2个垂直分异关键线带和3个生态类型区。根据单位面积垂直梯度生态系统服务特征,确定生态系统服务调控管理的可持续发展模式和目标为：亚高山区为非供给服务为主的生态系统服务外溢区与调控区;中山区为4种服务均衡发展的生态系统服务外溢廓道和供给服务人工调控提升区;低山丘陵区为以供给服务为主导兼顾协调其他功能的生态系统服务过程控制与调整区。     

DEM分辨率对计算地形起伏引起的高程异常的影响

影响GPS高程转换精度主要有两个方面：地形改正的短波段分量和重力场改正的中长波段分量。文章以四川某山区为例，采用不同分辨率的数字高程模型（DEM）来计算各控制点的高程异常地形改正值，然后利用“移去-恢复”技术来拟合各控制点的高程异常值。结果表明，对于山区当DEM分辨率在10m～100m内取20m-30m时，可以显著提高GPS高程转换的精度，从而有利于具有精度高、速度快、布网灵活等诸多优势的GPS高程测量新技术的普及应用。     

山区道路工程中弃土场的水土保护研究

文章以山区道路工程弃土场为研究对象,以工程实际中弃土场设计不重视与施工不注意易造成环境污染、植被破坏、诱发新地质灾害为研究出发点,提出了防止与减少地质灾害与环境污染的构造设计处理方法。     

中国山区国土空间特性与区域发展*

中国是一个多山的国家,其地理空间的差异性与山地有着诸多联系,甚至是必然性的联系。山地的纵横分布构成了独特的地域空间,导致陆地表层过程的复杂性与分异性凸显,对自然系统和人文社会的演进都产生了不同程度的影响与制约,进而关联到山区国土空间开发格局变化及其可持续发展。充分认识中国山区国土空间特性,对因地制宜地促进山区经济社会发展具有全局性意义,是确保绿水青山本源、维系国家可持续发展战略的重要基础。     

中北大学传承和弘扬太行精神的探索

文章从太行精神的内涵入手，考察太行精神的由来，从源与流、面与线、经与纬、内与外、行与知、进与出、形与质的关系方面，着重研究弘扬太行精神的路径探索，最后对弘扬太行精神的效果作出了客观评价。     

新世纪以来青藏高原绿度变化及动因

青藏高原作为中国乃至亚洲生态安全屏障的重要载体,其生态系统变化已成为公众和学者关注的焦点问题之一。基于前人的研究结果,并结合相关数据分析,从气候变化和人类活动视角阐释了2000—2013年青藏高原植被绿度变化的时空过程及其原因。结果表明:2000—2013年青藏高原生长季植被覆盖度总体增加3%~5%,或称变绿了,但局部地区植被覆盖度出现下降。约98.34万km~2的区域植被覆盖度呈现增加趋势,其中显著增加的地区面积为16.85万km~2,主要分布在高原中东部;约5.73万km~2的地区覆盖度呈现下降趋势,其中0.18万km~2的地区显著下降,主要位于西藏中西部。气候暖湿化和生态建设是高原植被绿度增加的主要因素,但局部区域人类活动强度增加和气候暖干化导致的高寒植被退化也不容忽视。     

山地水土要素耦合效应及土地利用的优化配置

针对已有水土要素的耦合研究多强调水土资源的匹配及其对资源开发的影响,而较少关注水分的有效性和土壤养分对生态过程的影响,论文提出了“格局-效应-土地利用优化”的水土耦合研究框架,以水、土要素和其他环境因素的综合作用为基础,在同时考虑经济、社会和生态因素的约束下,对土地利用优化配置过程中的不确定性和风险性进行评估,并考虑土壤、坡度、土壤水、温度等约束因子,协调生态系统服务的权衡关系,对山地垂直带土地利用方式进行优化,提出 水土资源高效利用和生态系统服务提升的途径,为变化环境下的生态功能保育提供科学依据。最后,对水土要素耦合的生态与环境效应及土地利用优化配置的优先研究方向给出建议。