全球冰川融速本世纪首十年加快 饮用水源问题恶化

<正>7月14日,在瑞士阿尔卑斯山脉的罗纳冰川,一名女子在保护冰川的隔热材料附近进行冰上攀岩.瑞士罗纳冰川位于瑞士瓦莱州.瑞士壮美的冰川景观吸引着世界各地游客.受全球气候变暖影响,瑞士冰川不断消融.最新研究发现,全世界的冰川已经缩减到120年来的最低水平,而冰川融解的速度更是在21世纪的首个10年快速增加.有专家警告,人类饮用水源不足的问题将不断恶化.国际冰川研究人员发布年度报告称,全世界的冰川目前平均以每年消融50~150cm的速度消失.该研究报告的主     

基于QMEC分析的青藏高原不同类型冰川前缘地土壤微生物功能潜力

微生物通过多种功能代谢过程主导着因气候变暖裸露的冰川前缘地土壤元素的地球化学循环.以青藏高原的海洋型冰川、亚大陆型冰川和极大陆型冰川的前缘地土壤为研究对象,分析不同类型冰川前缘地土壤的微生物功能特征.依次选择玉龙冰川、天山乌鲁木齐1号冰川和老虎沟12号冰川作为三类冰川的典型代表,采用高通量功能基因芯片(QMEC)检测土壤微生物的功能基因特征.结果表明,在三类冰川前缘地土壤中,半纤维素降解基因和还原型乙酰辅酶A途径相关的碳固定基因丰度最高,三者主要的氮功能基因和氨化作用有关,磷、硫功能基因则主要与有机磷矿化过程和硫氧化过程相关.其中,水热条件较好的海洋型冰川的微生物功能基因的种类与丰度最高,其次为环境较为干燥的极大陆型冰川.三类冰川前缘地土壤的微生物功能基因结构的显著差异,证实了地理环境差异对微生物功能特征的影响,也为不同类型冰川前缘地土壤微生物的功能及其介导的元素地球化学循环研究提供了基础.     

瑞典四大湖泊的形态测量学与水文学特征

瑞典的四大湖泊,维纳恩湖、韦特恩湖、梅拉伦湖和哈马伦湖,都属于构造成因,具有多种方向的断层裂缝,极大地影响着湖泊底部的地形特征与次级湖盆的形成.这四大湖泊都多次受到冰川活动的影响,其中最近一次冰川活动大约在10000年前开始从瑞典中部退缩.同时,这四大湖泊之间还存在着许多明显的差异,主要表现在湖泊的形状、大小以及流域面积和湖体大小之间的关系等方面.本文主要讨论这些湖泊中与水生生物有关的一些过程,包括水量平衡、滞水时间、水温、各大湖次级湖盆之间的水交换及其内部水流运动等.并以维纳恩湖为例,讨论了污染、水交换和养分保持之间的联系.     

青藏高原冰川雪细菌与气候环境的关系

通过荧光显微镜测定细菌密度,利用DGGE图谱和Shannon-Weaver指数分析细菌种类多样性,对青藏高原北部老虎沟12号冰川、南部东绒布冰川和东南部海螺沟2号冰川雪坑的细菌密度和种类多样性做了差异性分析. 结果表明:老虎沟12号冰川雪坑细菌密度平均值比东绒布冰川和海螺沟2号冰川高,老虎沟12号冰川雪坑细菌种类多样性比东绒布冰川高,这与高原南、北部不同大气环流引起的大气微粒含量的差异性有关. 海螺沟2号冰川雪坑细菌种类多样性均最高,与该冰川所受的大气环流多样性最高相一致. 东绒布冰川雪坑细菌密度平均值与南极点相近,与其远离人类污染,因而大气环境本底值低有关. 海拔高的东绒布冰川雪坑细菌密度和种类多样性均比海拔低的海螺沟2号冰川和老虎沟12号冰川低,即二者与海拔高度呈反比.      

青藏高原内陆典型冰川区"冰川-径流"汞传输过程

为研究青藏高原内陆典型冰川区"冰川-径流"汞输送过程,于2011年8月15日~9月9日对青藏高原内陆念青唐古拉山脉扎当冰川-曲嘎切流域内雪坑、冰川融水以及径流进行了采样,检测了不同环境介质中汞浓度,并分析了不同介质中汞的控制因素及输送过程.结果表明,扎当冰川-曲嘎切流域内雪坑、冰川融水以及曲嘎切径流中总汞浓度分别为(3.79±5.12)、(1.06±0.77)和(1.02±0.24)ng·L-1,处于全球背景水平.不同环境介质中均以颗粒态汞为主,受到总悬浮颗粒物和径流量的控制.随着气温升高,冰川消融,受其补给的河流径流量增加.不同环境介质间,从冰川末端融水到曲嘎切下游河水,总汞浓度峰值时间分别是14:00、16:00和20:00以后,体现了汞在"冰川-径流"环境系统中随冰川消融、径流量变化的释放和传输过程.冰川补给河流汞的传输受多种因素制约,气候变化背景下,冰川消融和径流增加带来的侵蚀将在汞释放及其向下游传输发挥日益重要的作用.     

祁连山典型冰川雪冰主要化学离子特征及其环境意义

基于2011年在祁连山七一冰川和十一冰川采集的雪坑样品和2014年在八一冰川采集的表层雪样品,并结合2006年老虎沟12号冰川的研究成果,通过Pearson相关分析、主成分分析以及HYSPLIT(Hybrid Single Practical Lagrangian Integrated Trajectory)后向气团轨迹分析各冰川雪冰中主要化学离子特征,并探讨其反映的环境意义.研究表明:①祁连山各冰川雪冰中化学离子总质量浓度序列为七一冰川(31 014.2 μg/L)>十一冰川(17 157.1 μg/L)>老虎沟12号冰川(7 729.6 μg/L)>八一冰川(2 248.1 μg/L),整体上呈中段雪冰化学离子质量浓度大于西段的空间分布特征;各冰川雪冰中SO₄2-和Ca2+均为主要的阴、阳离子,Ca2+、SO₄2-载量在阴、阳离子中均居首位〔ρ(SO₄2-)/ρ(阴离子)为52.7%,ρ(Ca2+)/ρ(阳离子)为68.5%〕,除八一冰川之外的其他三条冰川间化学离子载量变化不大.祁连山冰川雪冰中主要化学离子分布存在显著的区域特征,其含量整体上高于高亚洲的大多数冰川区域,但与青藏高原东北部一些冰川相似,都有含量极高的Ca2+和Mg2+等阳离子.②Pearson相关性和主成分分析结果显示,地表矿物粉尘输入是该区域雪冰中化学离子最主要的来源,Ca2+和Mg2+含量的多寡可以指示地表矿物的输入状况;此外,柴达木盆地盐湖在夏季对Cl-和Na+的贡献较大,但在湖水蒸发较弱的其他季节对雪冰中化学离子的贡献并不显著,夏季ρ(Cl-)/ρ(Na+)在一定程度上可以反映盐湖离子输入的强度,NH₄+和部分NO₃-主要来源于人类活动排放.③HYSPLIT后向气团轨迹反演结果表明,到达祁连山区的大多数气团主要发源于西部,途径沙漠地区,是冰川化学离子输入的主要动力,也有部分季风气团来自印度洋等海域,为冰川区带来大量降水.      

20世纪气候变化情况下的斯匹次卑尔根群岛景观:南角地

利用多种方法对欧洲北极地区典型中等尺度景观对气候变化的响应进行概述.首先是进行野外调查和观测.由于南角地的大部分地区由冰川覆盖,且随着20世纪气候的变暖,该区冰川发生急剧的退缩,因此冰川在南角地地区的景观中发挥着重要的作用.冰川退缩对景观的影响非常强烈,这反映在区域的第四纪沉积地貌、水体、动物、植被和土壤等.20世纪最重要的景观变化表现在:冰川平衡线海拔高度升高了100～200m;冰川表面的大规模退缩和冰储量的急剧减少;入海冰川的退缩引起的陆地面积显著的减少;海岸线的变长尤其海岸冰崖的增多;陆地水网的发育和冰川退缩区内植被演替的开始.小冰期以来,南角地地区并未发生均衡抬升.     

哭泣的冰川

人类对于冰川的认识很早就有了.中国的唐朝玄奘师徒在西行中曾把天山木札尔特冰川描写为:『冰雪所聚,积而为凌,春夏不解……』大意就是说冰雪堆积形成了冰凌,不管是春天还是夏天都不融化.但是欧洲的阿尔卑斯山是现代冰川的研究的起源地.     

天山典型冰川区雪冰中碳质气溶胶浓度特征研究

根据2002年与2004年在天山乌鲁木齐河源1号冰川与奎屯河哈希勒根51号冰川采集的粒雪与冰川冰样品,利用热/光反射法(TOR)分析得到有机碳(OC)与元素碳(EC)的浓度,并探讨了天山典型冰川区雪冰中碳质气溶胶浓度的时空特征与环境意义.结果表明,总碳(TC)浓度从高到低依次为:乌鲁木齐河源1号冰川西支雪坑(1 943 ng.g-1)>乌鲁木齐河源1号冰川东支雪坑(989 ng.g-1)>奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑(150 ng.g-1)>乌鲁木齐河源1号冰川东支冰川冰(77 ng.g-1),OC和EC的浓度序列也较为类似;天山冰川区雪层中OC浓度平均值为557 ng.g-1,EC浓度平均值为188 ng.g-1.不同冰川积累区雪层剖面的中下部污化层附近一般都会出现碳质气溶胶浓度峰值,但某些突发性事件会使得表层雪也产生浓度峰值;在季节性碳排放(如居民采暖、农业活动等)与碳传输(如大气环流等)的影响下,雪层中碳质气溶胶浓度在7～11月间总体呈波动下降的趋势;冰川冰与粒雪间碳质气溶胶浓度可能存在着数量级的差异,这主要受到冰川所在环境、雪冰采样时空条件等因素影响;雪层表面是否存在EC对反照率有很大影响,模拟显示在波长为300～700 nm范围内反照率平均降低0.22.     

青藏高原冰川雪坑中离子浓度的区域特征及来源分析

研究了青藏高原古仁河口冰川、小冬克玛底冰川和玉珠峰冰川中的离子浓度特征. 使用离子色谱对这3条冰川雪坑中的样品进行了分析,并运用相关分析法探讨了离子的主要来源. 结果表明,Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-和SO^2-₄的浓度从古仁河口冰川、小冬克玛底冰川到玉珠峰冰川依次升高,即从高原南部到北部依次升高. 反映了从青藏高原的南部到北部,陆源物质成分所占比重越来越大的特征. 玉珠峰冰川中Cl^-、Na⁺和SO^2-₄浓度比古仁河口冰川和小冬克玛底冰川高几倍,可能是由于玉珠峰冰川北侧柴达木盆地盐湖的蒸发及盐类矿物风化的结果. NO^-₃、K⁺ 和NH⁺₄的来源比较复杂,对环境的指示意义不够显著.     

祁连山中部素珠链峰地区冰川斑块动态分析

冰川斑块对气候变化的响应不仅表现在冰川长度和面积的变化,而且其格局在斑块数量、形状、平均欧几里德距离、连通度和最大斑块指数等指标上都发生了显著的变化.运用RS和GIS技术对祁连山东段典型地区2001-2009年间冰川斑块动态的分析表明:研究区冰川斑块面积减少了15.39%,面积<1 hm²的小斑块数量消失了50%以上,斑块形状指数在总体和分级层次上都呈减少的趋势,最大斑块的优势降低.由于小斑块消融和大斑块收缩,使斑块间平均欧几里德距离增加了16.56 m.斑块连通度具有尺度依赖性,当在阈限值<7 000 m时,2009年的冰川斑块连通度大于2001年;当阈限值>7 000 m时,趋势相反.7 000~8 000 m之间是尺度特征的转折点.从斑块动态变化来看,冰川斑块动态以消融斑块为主,消融面积为744.30 hm²,占起始面积的16.53%;新生斑块也同时发生,仅增加起始面积的1.15%.但是,消融和新生斑块发生的数量较多,分别为762和367个,冰川单个斑块面积大小与消融面积呈正相关.     

中国冰川旅游资源开发模式与对策研究

中国冰川资源规模巨大,形态各异,在国内旅游市场中具有绝对的垄断性地位。然而,我国冰川旅游发展却较为缓慢,景点稀少,与冰川资源禀赋极不相符,与国外冰川旅游发展差距较大。冰川旅游资源的吸引功能并非由冰川旅游单体决定,往往由冰川及周边景观的组合程度大小决定。鉴于此,中国冰川旅游需要改变以往冰川观光和其他单一景点开发模式,进而向冰川、雪山、森林、草甸、湖泊、峡谷与民族文化组团式开发转变,通过冰川与其他景观的组团式开发模式,扩展其冰川旅游类型与内涵,延伸其高山带山地旅游产业链,提升我国冰川旅游产品品牌价值,以此为我国冰川资源优势转变为经济优势提供理论与实践支持。     

祁连山七一冰川融水化学组成及演化特征

2006-06～2006-07在祁连山七一冰川采集冰川冰、冰面融水、侧碛河及冰川融水径流样,分析了样品中主要可溶离子浓度、pH及电导率.结果表明,所有样品的pH介于8.05～8.79之间,电导率分布在32.4～134.4 μS·cm-1之间.不同水体中主要可溶离子浓度顺序为:冰面融水＜侧碛河＜七一冰川水文总汇点,水化学类型也由HCO3-Ca2 型演化为(HCO3 SO2-)-(Ca2 Mg2 )型.几乎所有样品中主要可溶阴、阳离子浓度序列为:HCO3＞SO2-4＞CI-＞NO-3,Ca2 ＞Mg2 ＞Na ＞K ,以碳酸盐风化产物为主,也有部分硫酸盐贡献.由于受到各种物理化学因素影响,在水岩作用过程中MG2 和K 浓度增加速率大于Ca2 和Na ,不同于其在地壳中的丰度.七一冰川区融水中离子浓度空间变化主要受水岩作用时间控制,气温影响下的冰川消融量的大小是水化学时间变化的主要控制因素.     

新疆连续发布高温红色预警,当地冰川消融退缩趋势引关注——一号冰川如何减缓消融

<正>一周以来,乌鲁木齐持续高温.7月19日,新疆气象台再次发布高温红色预警.面对如此高温,距离乌鲁木齐市仅约120公里、被称为"离都市最近的冰川"的一号冰川,近日因其消融趋势更引人关注.因科研价值高享有"冰川活化石"之誉,气候变暖等成其萎缩诱因.     

速读

正喜马拉雅山脉的湖泊加速了冰川融化英国圣安德鲁斯大学的一项最新研究显示,喜马拉雅山脉中由冰川消退形成的湖泊正在显著加速冰川融化的速率。这项发表在《自然》子刊《科学报告》上的研究发现,近几十年来,喜马拉雅山脉中,在湖泊周围的冰川消退速度远大于其他冰川。尽管这些冰川只占喜马拉雅山脉冰川     

基于LiDAR、SRTM DEM的祁连山黑河流域十一冰川2000-2012年物质平衡估算

以祁连山黑河流域十一冰川为例,利用机载三维激光扫描数据（Light Detection And Ranging, LiDAR）和SRTM DEM数据,在LiDAR点云数据预处理、高程数据配准、校正、误差评估的基础上,建立基于大地测量法的冰川物质平衡计算流程。表明：2000-2012年十一冰川冰面高程变化为-7.47±0.92βm,变化率为-0.62±0.08 m·a^-1,估算十一冰川的年均物质平衡为 -0.53±0.07βm w.e.,累积物质平衡为-6.35±0.78βm w.e.,折合水当量约为（330.4±40.8）×10^4βm³;与其他典型监测冰川物质平衡进行对比和分析,论证了估算结果的可靠性;LiDAR数据具有非常高的精度和空间分辨率,目前关于其在冰川物质平衡研究中的应用很少,论文尝试将其应用于冰川物质平衡变化研究中,具有广阔的发展前景。     

模拟升温对冰川前缘地微生物种群的影响

由于全球变暖影响,冰川处于不断退缩状态.本研究以天山乌鲁木齐河源1号冰川前缘地3个不同退缩年代的土样为研究对象,设置2个温度处理,分别为5℃与15℃,通过150d室内培养实验,探讨升温对冰川前缘地微生物种群的影响.结果表明,在原始样品中,随土壤样品退缩年代的增加,土壤总碳氮含量增加,微生物的数量及α多样性增加. 150d培养实验结果表明:细菌、古菌拷贝数随升温发生变化,但改变未达显著水平.此外,升温改变微生物群落结构,且对不同样点微生物群落结构影响不同.通过对升温后变化显著的优势OTUs进行分析,退缩年代较短的样点对升温响应更为明显,主要表现为Thiobacillus属相对丰度的升高.结果表明,冰川前缘地微生物对变暖响应的土壤异质性,其结果可为高山冰川地区升温下微生物的特征变化提供参考信息.     

1973-2018年布喀达坂峰地区前进冰川遥感监测

冰川跃动是冰川动力不稳定性的表现,影响着全球约1%的冰川。基于1973-2018年208景Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像,对布喀达坂峰地区不同时期前进冰川进行遥感识别。结果表明：（1）1973-2018年布喀达坂峰地区共有7条冰川发生过前进,其中冰川末端快速退缩型冰川有3条,冰川末端波动前进型和冰川末端稳定型冰川各有2条。莫诺马哈冰川和5Y542H0020冰川可能为跃动冰川,且前者正处于跃动阶。（2）近45年间布喀达坂峰地区7条冰川共出现过25次前进现象,各条冰川发生前进次数均多于（含）2次;前进冰川发生时间主要集中于2000s（7次）和1970s（6次）。该地区冰川在各月份均发生过前进现象,推断该地区前进冰川属斯瓦尔巴型。布喀达坂峰地区冰川前进无明显规律,大多数冰川两次前进时间间隔为10年左右。（3）布喀达坂峰地区冰川前进可能受热控和水控机理共同作用,单一的气候变化尚难以解释其变化机理。     

冰川水资源资产负债表编制实践

冰川是自然资源重要组分。因受认知所限,当前水资源资产负债表编制中尚缺乏对冰川资源的考虑。参考水资源资产负债表编制案例,结合冰川水资源自身特征,构建了冰川水资源资产负债表。研究表明：冰川水资源的独特性使其资产负债核算与其他类型水资源存在差异;冰川水资源资产包括水量资产和水域资产,即冰川冰储量和冰川融水径流量,冰川面积和冰川融水水域面积;冰川水资源负债主要来源于人类活动造成的冰川水资源消退和过耗、冰川融水环境损害和由此导致的冰川水资源服务衰退。青藏高原大江大河源区是冰川水资源负债区,而其负债却成为中下游的收益。应建立国家或下游为主导的水资源补偿机制,以冰川水资源流量变化为依据,统筹管理青藏高原大江大河源区流域水资源,适度对源区进行冰川水资源价值补偿。     

近50a来中国阿尔泰山冰川变化——基于中国第二次冰川编目成果

利用"中国冰川资源及其变化调查"项目最新冰川编目成果和中国第一次冰川编目结果,对中国阿尔泰山冰川近50 a变化进行分析。结果表明,1960至2009年期间,中国阿尔泰山地区冰川普遍退缩,冰川数量、面积与冰储量分别减少116条、104.61 km²和6.19 km³。与中国其他山系冰川变化相比,阿尔泰山冰川面积年平均减少率最大,是冰川退缩最强烈的地区。阿尔泰山冰川在各个朝向均呈退缩趋势,其中朝北向冰川条数与面积减少大于其他朝向,朝西向冰川变化最小。2 400~2 600 m、2 600~2 800 m和3 000~3 200 m三个海拔区间冰川条数和面积均呈减少趋势,其中2 600~2 800 m冰川退缩最为显著。冰川变化呈现出区域差异性,布尔津河流域冰川数量和面积减少最多,但在其他流域冰川条数减少与面积减少并没有保持一致性,小冰川大规模退缩(或消失)是导致阿尔泰山地区冰川变化区域差异的主要原因。阿尔泰山地区冰川退缩与气候变化关系密切。对研究区4个气象台站5-9月平均气温和10-4月降水变化分析表明,自1960年代以来,阿尔泰山地区5-9月平均气温显著上升,气温上升导致的冰川消融在一定程度上抵消了固态降水增加对冰川的补给。