青海湖流域浅层地下水补给来源及其水位变化

地下水补给来源及水位变化是干旱– 半干旱地区生态和植被的主要制约要素之一,也是 开展流域生态和环境治理技术与试验示范的关键。通过青海湖流域2000 年8 月和2009 年8 月浅 层地下水埋深的调查,以及地下水、河水和雨水氢氧同位素分析,揭示了青海湖流域浅层地下水 埋深的基本状况,明确了大气降水是青海湖流域浅层地下水的主要补给来源,其水位变化受居民 用水量的影响外,主要与降水量、地形密切相关。     

时间序列沉积物捕获器（sediment trap）及其在青海湖的放置

沉积物捕获器在认识现代沉积过程方面具有独特的优势,已在海洋和国外一些大湖的研究中得到了成功的应用,但相关的工作在我国湖泊研究中尚未开展。Mark 8-13型时间序列沉积物捕获器是用来连续收集水体沉降颗粒物的仪器,可以获得沉积物输入通量和季节性变率。本文在介绍了该类型沉积物捕获器的设计、工作原理、投放和回收等基本知识的基础上,阐明了我们选择青海湖作为放置沉积物捕获器的理由和科学意义。在本专题的五篇论文中,我们展示了在青海湖放置的沉积物捕获器于2010年7月至2012年9月期间收集的沉积物和湖水样品的研究结果和同步的实时监测数据。通过在青海湖两年多的试验性地放置以及初步的结果,我们建议在我国典型内陆不同位置的湖泊等水体长期地放置这类沉积物捕获器,将为湖泊等水体系统的现代沉积和生物过程的深入理解提供全新的视角。     

青海湖水化学的季节性和空间变化及其受自生碳酸盐沉淀的影响

青海湖湖水季节性和空间上的变化特征对青海湖沉积物中自生碳酸盐形成过程及环境意义的理解、湖泊的演变趋势具有重要的指导意义。本文通过沉积物捕获器采集了为期一年每月一次的青海湖季节性的湖水,并采集了青海湖和周围子湖空间分布上的湖水样品。对季节性样品阳离子的分析显示,青海湖湖水中的阳离子在旱季（12月至次年4月）达到最高值,在雨季逐渐降低。湖水的Ca²⁺和Mg²⁺从2—3月份逐步降低,表明自生碳酸盐开始沉淀,并且在雨季来临时沉淀持续大量发生,而在雨季后期,则可能发生含Mg碳酸盐的部分溶解。空间分布的样品分析显示,青海湖可能经历了太阳湖和月牙湖的水化学阶段,在未来的演变过程中,湖水的Ca²⁺和Sr²⁺受自生碳酸盐沉淀的控制而保持基本稳定,Mg²⁺、Na⁺、K⁺则将持续增加,其水化学将朝着当前海晏湾,并进一步朝尕海湖水的方向演变。本文的研究还进一步暗示了在长时间尺度上自生碳酸盐形成对气候变化的可能响应。     

青海湖流域理物理侵蚀速率对气候变化的响应

气候要素是否影响地表物理侵蚀速率目前还存在诸多争议。以往对此方面的研究均集中在高降雨区域,而对于低降雨条件下气候因子的控制机制研究目前还很有限。青海湖流域对气候变化十分敏感。本文通过对青海湖流域最大两条河流布哈河和沙柳河每日的温度、降雨、径流和河流悬浮物浓度进行为期一年的持续监测,探讨干旱/半干旱区气候要素对地表物理侵蚀速率的影响。研究结果显示:在气候要素中,降雨以及其产生的径流是青海湖流域物理侵蚀速率最主要的控制因素,而温度的影响较弱。最重要的是,降雨强度决定着最终的侵蚀速率。布哈河和沙柳河流域一次瞬时高强度降雨能产生全年侵蚀通量的30%以上。此外,相同流量条件下,季风前期的侵蚀速率要高于季风中、后期,反映了季风前期低温条件下的冰冻作用,以及春季降尘产生的大量细颗粒物质,增加了雨季来临时侵蚀物质的输出。这些认识对于理解长时间尺度上青海湖沉积物钻孔中沉积速率和古气候要素的关系具有重要意义。