电阻率成像法在董志塬固沟保塬水分场监测中的应用

近年来,电阻率成像法(Electrical Resistivity Tomography,ERT)在土壤水分场监测方面受到广泛关注。为解决ERT测量结果难以直接表达土壤含水量的问题,以董志塬固沟保塬工程相关的五个试验点为研究对象,对每个试验点进行了ERT测量和土壤水分实时点位观测,建立了ERT测量的土壤电阻率与电容式水分传感器测量的土壤体积含水量之间的单变量函数模型。结果表明:幂函数模型能够较好地描述土壤电阻率与体积含水量之间的相关关系。此外,研究发现土壤含水量的实测值与估算值之间表现出极显著的线性相关关系,指示估算的土壤含水量有较高的准确性;同时发现当土壤含水量低于22%时,估算的含水量大于实测含水量;高于22%时,估算的含水量小于实测含水量。利用ERT测量的土壤电阻率,进行幂函数转换后形成二维土壤含水量信息,在董志塬固沟保塬二维土壤水分场监测中具有适用性。     

西藏湖泊沉积物重金属元素特征及生态风险评估

为了探究青藏高原湖泊沉积物中重金属的来源以及对生态环境的危害,本文分析了青藏高原共18个湖泊的表层沉积物样品.微量元素Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As含量采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS,X-7series)测定,全氮全碳分析仪(Vario Max CN,Elementar,Germany)测定了湖泊沉积物中的总碳氮含量.18个湖泊沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As这8种重金属平均含量分别为24.61、70.14、0.26、25.43、74.12、7.93、33.85、77.69 mg·kg-1.西藏湖泊沉积物中元素含量都要高于南极,但与人类活动频繁地区的湖泊沉积物重金属含量相比却较低,并且除了Cd、Ni和As之外都要低于西藏土壤背景值.运用Pearson相关性分析和主成分分析法分析了湖泊沉积物中重金属元素的来源,结果表明Cu、Zn、Cd、Pb、Co、Ni、As受流域内土壤及大气沉降影响较大,而Cr主要受人类活动的影响.用Hakanson潜在生态风险指数进行生态风险评估并聚类分析的结果显示只有普莫雍错、龙木错和班公错的综合生态污染程度低,其他湖泊生态系统均有不同程度的潜在生态风险,别若则错具有最强的生态风险.     

青藏高原湖泊水质变化及现状评价

为探讨青藏高原湖泊水质变化及现状,于2016年9—10月在青藏高原面上东北部G315沿线,中部S301、S302、S206沿线,南部G219、G318沿线及叶如藏布流域采集湖泊水样,通过实验最终得到33个湖泊水样数据,包括22个构造湖和11个冰湖;同时,分析了湖泊水化学指标浓度、水化学组成和湖水矿化度空间分布,并与20世纪90年代以前湖泊矿化度做对比,以揭示青藏高原近几十年湖泊水质变化及驱动因素,探讨青藏高原湖泊水质现状.结果显示:(1)青藏高原湖泊水化学指标浓度和水化学组成差异显著,构造湖水样水化学指标浓度远高于冰湖水样.按离子总量分类,22个构造湖有6个淡水湖、4个微咸水湖、1个咸水湖、11个盐湖;而11个冰湖均属于淡水湖;按湖水化学类型分类,22个构造湖有6个为Ca~(2+)(Mg~(2+))-SO_4~(2-)型湖泊,16个为Na~+(K~+)-Cl~-型湖泊,而11个冰湖均为Ca~(2+)(Mg~(2+))-SO_4~(2-)型湖泊.(2)青藏高原湖水矿化度时空差异显著,自高纬向低纬湖泊矿化度降低,与20世纪90年代前对比研究发现,青藏高原部分湖泊矿化度较90年代前降低,湖泊水体呈淡化趋势,可能与青藏高原地区气候变暖、降水量和冰川融水增加、蒸发减少有关.(3)由于受地理环境、气候条件及水化学特性的共同影响,青藏高原大部分构造湖pH值、TDS严重超标,其次有6个湖泊也受到F-的污染;冰湖水体受到Fe、Mn、Cr、Ni的污染较为严重,尤其重金属元素Cr、Ni超标极为严重,可能与人类活动有关.     

黄土高原自然资源和生态环境的人口压力及其缓解途径的探讨

本文主要讨论了三个问题。第一,黄土高原自然资源和生态环境受到破坏,其主要原因是人口压力;第二,治理和开发都非常必要并有一定效果,但是很难在几十年内彻底解决黄土高原的人口压力问题;第三,应该考虑黄土高原的人口向沿海及长江走廊经济开发区流动以缓解人口压力。     

晚中新世以来帕米尔高原生长过程及其与塔里木盆地气候变化可能的联系

帕米尔高原是我国极端干旱区——塔里木盆地的西部边界,也是青藏高原西部构造结所处的位置,所以,它的构造演化过程对于研究青藏高原生长过程及塔里木盆地的干旱化历史具有重要的意义。本文通过帕米尔高原东北部正断裂活动的空间展布、活动性质及运动时代的分析,结合最近构造观测结果,提出帕米尔高原在晚中新世已经隆升到了能够影响西风气流通过的高度。尽管高原在晚中新世已经存在东西向的拉张应力,木吉-塔什库尔干谷地可能最终形成于早-中更新世。这一事件奠定了作为喜马拉雅山到南天山之间过渡的帕米尔高原的现今地貌形态及塔里木盆地的气候特征背景。本文结合西昆仑北部及南天山的古地理演化及构造运动证据分析,提出帕米尔高原晚中新世以来的构造地貌演化可能是塔里木盆地晚中新世干旱化加剧的主要原因,中更新世气候代用指标解释复杂性可能也与此密切相关,全球变冷和特提斯海西退可能对晚中新世以来的气候变化也有一定的贡献。     

青藏高原基础研究中基础性工作与科学数据库建设

随着信息技术的发展 ,青藏高原科学研究的手段不断更新 ,研究周期逐渐缩短 ,相对来说支持研究的基础性工作比较薄弱 ,特别是科学数据库的建设。结合青藏高原信息方面的工作 ,文中阐述了基础性工作的内涵、意义和发展趋势 ,分析了青藏高原基础性工作的现状 ,近两年来科学数据库建设的情况 ,指出国家和目前在研的青藏项目要重视基础性工作。对在研项目 ,应从当前研究任务出发 ,强化数据的收集、整理、数字化和汇集方面的工作 ,为争取新的项目和深入研究奠定基础。     

青藏高原小麦高产原因的农田生态环境因素探讨

青藏高原小麦高产原因的传统解释认为：高原地区太阳辐射强、温差大、光温配合好，小麦光合作用强度高，呼吸消耗小，有利于更多地积累同化产物。而研究表明：在高产条件下，高原小麦日平均干物质累积速率略低于平原地区。传统观点不能对此作出很好解释。事实上，青藏高原ＣＯ２密度低会严重制约小麦的光合作用；但高原太阳辐射强、群体结构有利，这在一定程度上补偿了ＣＯ２的不足，使得其日平均干物质累积速率仅略低于平原地区。高原年均温低导致小麦的生育期远长于平原地区，因此，单季小麦能够更长时间地利用各种生态条件。略低的干物质累积速率和长得多的生长期决定了青藏高原的干物质单产高于平原地区；收获指数高的小麦在高原获得了创记录的高产。     

复杂地形条件下根系对土壤有机碳的贡献

在地形条件复杂的地区,量化根系对土壤有机碳的贡献对科学评价水土流失区的土壤碳储量具有重要意义.本研究在黄土高原丘陵沟壑区的砖窑沟小流域内,基于地貌类型(梁峁坡、沟坡和沟谷)和植被措施(农田、林地和草地措施)两大因素采集土壤和根系样品,在流域尺度上研究根系密度(FRD)对土壤有机碳密度(SOCD)的贡献.在砖窑沟小流域内,地形、植被措施和土层厚度及其交互作用显著影响SOCD和FRD的空间分布. SOCD和FRD在不同地形部位下均呈现出沟谷沟坡梁峁坡的趋势,在不同植被措施下均呈现出林地措施草地措施农田措施的趋势,在不同土层厚度上均呈现出表层(0～20 cm)大于下层(20～100 cm)的趋势.此外,FRD对SOCD的影响显著(P 0. 05),SOCD随着FRD增加呈现出对数增加的趋势,且不同地形和植被措施下的根系-碳转化效率差异显著(P 0. 05).在农田措施下,沟谷(0. 87)的根系-碳转化效率均是沟坡(0. 43)和梁峁坡(0. 43)的2. 0倍;在草地措施下,沟坡(0. 57)的根系-碳转化效率分别是沟谷(0. 45)和梁峁坡(0. 27)的1. 3倍和2. 1倍;在林地措施下,梁峁坡(0. 56)的根系-碳转化效率是沟坡(0. 44)的1. 3倍.因此,在砖窑沟小流域内,从增加根系-碳转化效率的角度而言,沟谷适合进行农业生产,沟坡适宜进行退耕还草,而梁峁坡适合进行退耕还林.     

濒危植物穴丝草解剖结构及其与环境的关系

穴丝草生长在青藏高原冰缘地带,属濒危十字花科植物,是国家重点保护的珍稀植物,在研究极端物种的形成、分化与适应等方面具有重要研究价值。为了揭示其形态与环境适应的关系,对穴丝草叶片、根和茎的非可塑性形态结构进行了分析。结果表明,在长期的进化过程中该物种在结构上具有明显抵御大风、低温、干旱等逆境的内在适应特征。其主要特征表现为:叶片表面具有明显的蜡质层和表皮毛,栅栏组织和海绵组织无特别明显的界限且叶肉细胞中具有明显的通气组织;叶片表皮气孔大,数目多;茎中皮层明显加厚,分生原基活跃,维管孔径小而数目多;根中具有明显的带状加厚和发达的腔髓组织等。这些独特的结构可能与其对高山冰缘环境的适应性密切相关。     

1901—2017年藏西南高原气候及其生产潜力时空变化

研究全球变暖背景下藏西南高原气候及气候生产潜力时空分布,对该区农牧业发展、生态保护和可持续发展等具有重要意义。基于1901—2017年的中国气象再分析数据,利用Miami和Thornthwaite Memorial模型对近117年藏西南高原气候变化、气候生产潜力的时空分布及影响因素进行了分析。结果表明：近117年来藏西南高原年均温呈上升趋势,年均降水量呈下降趋势,并存在明显周期和突变点;温度生产潜力呈增加趋势,空间上自东南向西北递减;降水、蒸散和标准生产潜力呈减小趋势,呈现自南向北递减的空间分布特征;标准生产潜力由降水和温度共同决定,降水是主要限制因子。未来气候若持续“暖干化”变化,将导致藏西南高原气候生产潜力下降。为促进畜牧业发展和生态环境的改善,未来应进一步推进退牧还草、人工种草、舍饲养殖等工程,并选用耐寒耐旱高产草种,提高牧草产量,实现草畜平衡,以推动传统畜牧业向现代牧业转变,实现草原生态保护和可持续发展。