中国天山雪崩灾害调查分析

雪崩是极具灾难性的山地自然灾害,严重威胁着人民生命财产安全和社会发展。然而,当前的雪崩防治能力和构建人与自然和谐共存格局之间的矛盾依旧突出。提高防灾减灾基础需弄清区域孕灾环境和本底数据。因此,利用现场踏勘和访问方法在中国天山开展了雪崩灾害调查工作。结果证实天山山区的雪崩类型多为沟槽型、坡面型和湿雪崩,大小以小型、中型和大型雪崩为主,形态呈舌形且表面粗糙。在空间上主要分布在那拉提镇、巩乃斯镇、尼勒克县、果子沟和独库公路沿线。时间上,在1-2月频发,3-4月有所减少,5-9月极少发生,10-12月偶发小型雪崩。地形地貌、雪情和气象条件是典型的孕灾环境。其中,地形和风力作用是引发沟槽型雪崩的关键。地形和积雪量是坡面型雪崩的主导诱因。气温变化导致雪层中变质作用猛烈是诱发湿雪崩的主要因素。其次,调查发现天山雪崩灾害现状较为严峻。G218沿线仅16 km内发生雪崩124处,最大抛程234.00 m。G217阿库线50 km内雪崩多达2 102处,最大抛程692.42 m。同时,对多年降水和最大积雪深度数据的分析表明雪崩发展趋势不容乐观。另外,现有的雪崩灾害管理基础较为薄弱不足以应对气候变化背景下灾...     

微气候和土壤营养共同驱动新疆伊犁河谷山地草本植物物种多样性的海拔格局

山地是多种生物生存、繁衍和保存的种质库,物种多样性沿海拔梯度的分布格局及其驱动机制历来是生态学家和生物地理学家讨论的热点话题.然而,关于微气候和土壤营养是如何驱动林下草本植物物种多样性的海拔格局仍然缺乏研究.通过在新疆伊犁河谷中部和南部的山地沿海拔梯度分别建立11个和13个样地,探讨草本植物物种多样性沿海拔梯度的分布格局及其驱动因子,以期为牧草的利用与保护策略提供理论支持.结果显示：（1）在伊犁河谷中部的11个样地共记录到29科87属114种草本植物;在伊犁河谷南部的13个样地共记录到38科100属133种草本植物.（2）在伊犁河谷中部山地,物种丰富度、Shannon-Wiener多样性、Simpson多样性和Pielou均匀度沿海拔梯度均没有明显的变化趋势;在南部山地,物种丰富度随海拔的升高而极显著降低（R2=0.549,P <0.01）,Shannon-Wiener多样性、Simpson多样性和Pielou均匀度指数均随海拔升高没有明显的变化趋势.（3）层次分割冗余分析表明,土壤有机碳含量、土壤年平均湿度和全氮含量是伊犁河谷中部山地草本植物物种多样性主要的驱动因子,分别能够解...     

天山云杉天然林分土壤呼吸速率的时空变化规律分析

天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica(Rupr.)Chen et Fu)是构成天山山地森林生态系统的主体。在天山中部,从天山云杉在此区域分布的底线开始,结合天山云杉自然分布特征,沿每隔约100m的海拔梯度选择典型地段设置样地。根据远红外气体分析原理,采用LI-6400-09土壤呼吸室和LI-6400便携式光合作用测量系统,于2006年6-9月,测定了天山云杉天然林分在生长季内土壤呼吸速率随海拔高度和时间的变化规律。在空间上,林分的土壤呼吸速率并非随海拔高度呈线性增加或减少的关系,而是有规律的波动,在海拔1950～2110m之间,土壤呼吸速率是随着海拔高度的增加而降低,在2110～2428m之间是随着海拔高度的增加而升高,在海拔2428m处达到最大的呼吸速率值后又降低。不同海拔高度林分的土壤呼吸速率主要受土壤表面空气相对湿度及土壤温度的影响。在时间上,林分的土壤呼吸速率在生长季内随不同月份的变化为单峰曲线,其最大值出现在7月份;生长季内土壤呼吸速率与土壤温度呈显著负相关,与土壤表面空气相对湿度呈极显著正相关。而林分土壤呼吸速率的日变化在各时间点上的大小排序为7月>6月>8月>9月。它的变化与土壤温度具有极显著的正相关性,与土壤表面空气相对湿度具有显著的负相关性。     

“天山北坡经济带生态文明建设战略研究”重大咨询项目启动并开展专题调研

<正>"新疆天山北坡经济带生态文明建设战略研究"是由段宁、孟伟、郝吉明院士牵头并汇聚十八位院士的中国工程院2014年重大咨询研究项目。项目以全国18个重点开发区域之一和"丝绸之路经济带"核心区的天山北坡经济带为研究区域,设置了天山北坡经济带面临的重大资源环境生态问题、     

西北典型地域云对地气系统的辐射强迫研究

采用NASA 地球观测系统(EOS)“云与地球辐射能量系统(CERES)”的云和辐射资料,研究了我国西北地区4 个典型地域2002 年7月至2004 年6 月云对地气系统辐射强迫的季节及年变化特征,探讨了云特性参量对云辐射强迫的影响.结果表明,云的辐射强迫具有显著的季节变化和地域变化.一般夏季云净辐射强迫最大,冬季最小,而塔克拉玛干沙漠最小值出现在秋季,夏季的季风影响区和塔克拉玛干沙漠区的云净辐射强迫相差达129W/m².云的短波辐射、长波辐射和净辐射年平均效应均在季风区最强,分别达-171.2,48.9,-122.3W/m²;在塔克拉玛干沙漠地区最弱,分别为-54.7,37.3,-17.4W/m².     

Detecting forest landcape boundary between Mountain Birch and evergreen eoniferous forest in the northern slope of Changbai Mountain

Boundaries between different forest types in Changbai Mountain Eatern China are results from complex interactions between forest ecosystems,topogrphy,and geomorphology.Detecting and quantifying the transitional zones are highly important since high environmental beterogeneity and biodiversity are ofter found within these zpmes.In this study,we used GIS and multivariate statistics techniques(PCA and MSWA) to analyze data from Landsat TM satellite imageries and quantitatively determined the positions and widths of the landscape boundary betweeen mountain birch and evergreen coniferous forests in the northern slope of Changbai Mountain.The results showed that the widths of the landscape boundary ranges from 30-50 m while using the MWW A or/and PC method.Such detected widths are consistent with field transect data that suggest a 50m tranistional zone width.The results further suggest that TM data can be used in combination with GIS and statistical techniques in determining forest landscape boundaries.MSWA is more reliable than PCA,while PCA can also be used to determine the landscape boundary when transects are properly located.     

GPM卫星降水数据在天山山区的适用性分析

卫星降水产品在山区的适用性具有较高的不确定性。论文基于天山山区2014-2015年167个气象站点数据,应用较为广泛的两套卫星降水产品--TRMM与CMORPH,选用均方根误差（RMSE）、相关系数（R）、相对误差（PB）,以及分类统计分析指标（错报率FAR、探测率POD、公正先兆评分ETS、频率偏差BIAS）等,评估了新一代卫星降水产品--Global Precipitation Measurement（GPM）在天山山区的适用性。结果表明：相对于以上两种产品,GPM在山区的精度最高。具体表现在：1）3套产品在降水较多的夏秋季均表现较好,相对于TRMM与CMORPH,GPM与观测数据的相关系数最高（R≥0.6）,相对误差最小（PB≈10%）;2）在整个天山山区,GPM相对于其他两套产品表现出较低的误差范围（-55%~55%）;3）GPM在不同的高程带内,均表现出同观测站点较低的误差与较高的相关系数;4）3套降水产品均表现出对探测弱降水事件较高的准确性（POD≈0.58）和较低的错误率（FAR≈0.63）,但综合分析4种指数,GPM表现最佳,能够以较准确的精度和较低的误差估测降水系统。     

新疆天山北坡低层大气稀释扩散能力的季节性差异和量化研究

随着我国重点区域空气质量水平的整体改善,新疆天山北坡的污染问题日显突出. 为了探究当地低层大气稀释扩散能力的季节性差异及其对污染的影响,综合运用多种观测资料,对PM_2.5污染和气象条件的季节性差异及二者之间的联系进行了系统分析,并利用区域空气质量模型开展数值试验,对低层大气稀释扩散能力进行了量化. 结果表明:①天山北坡主要城市冬季(12月—翌年1月)和春夏季(5—8月)PM_2.5浓度最大可相差10.8倍. 对环流形势、地面气象要素、下垫面和低层大气层结等气象条件分析发现,低层大气稀释扩散能力是造成PM_2.5浓度差异较大的首要外因. ②天山北坡主要城市春夏季的低层大气稀释扩散能力远高于冬季,最高为冬季的4.9倍;稀释扩散能力的逐月变化表明,稀释扩散能力最强和最弱月份最大相差5.6倍. 而同处北方的京津冀地区,春夏季与冬季最大相差2.0倍. 研究显示,合理利用低层大气稀释扩散能力的季节性差异,施行系统性的错峰生产,竭力减少冬季大气污染物排放,将是改善天山北坡城市空气质量的有效途径.      

天山北坡区域大气污染特征及冬季重污染成因分析—以石河子市为例

以天山北坡典型代表城市石河子市为例,基于地面常规污染物浓度监测、气象观测、激光雷达观测及中尺度气象模型(WRF)模拟资料,综合分析了气象条件和边界层结构变化对空气质量的影响。结果表明：以石河子市为代表的天山北坡地区空气质量季节性差异显著,PM_2.5浓度在冬、夏两季相差最高达11.4倍,且冬季（12月—次年2月）大气污染发生率高达81.2%,重度及以上污染天气占59.1%。冬季污染呈连续“污染季”变化特征,在2020—2021年冬季发生的4次重污染过程中,每次重污染过程持续时间为7~27 d,间隔仅1~3 d,各过程均以PM_2.5污染为主导,PM_2.5峰值浓度为373~425 μg/m³,PM_2.5/PM₁₀均值为0.82。进入秋冬季后,地面连续低温、高湿的气象条件对PM_2.5浓度的增长有显著促进作用,以温度<−3 ℃和65%<相对湿度<92%为主要影响条件,在该条件下边界层高度的显著降低和连续强逆温引起的近地扩散条件转差,是冬“污染季”形成的根本原因。在2021年1月16—22日重污染过程期间,地面为持续低温、高湿、微/静风状态,重污染生消仅随边界层和逆温条件改变,其中污染累积时段边界层高度较清洁时段降低近5倍,逆温强度超过1.5 ℃/(100 m),后续由逆温的减退和边界层抬升带来3 d清洁天气。

     

新疆南天山景汗花岗质岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

位于新疆南天山和硕县北部的景汗花岗质岩体,为研究南天山造山带构造演化提供了重要信息。岩体岩性以二长花岗岩为主,石英二长闪长岩和二云母花岗岩次之。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,岩体成岩年龄为(311.3±4.4) Ma～(297.2±4.2) Ma,属晚石炭世岩浆活动的产物。岩体SiO_2含量为54.20%～74.22%,全碱(ALK)为5.12%～9.25%,具有高钾钙碱性系列岩石的特征。A/CNK值为0.77～1.07,属于准铝质-弱过铝质花岗岩类。∑REE为(44～288)×10~(-6),(La/Yb)_N值为1.83～44.75,表明轻稀土元素富集较为明显。δEu值为0.54～0.93,整体表现为弱亏损特征。花岗质岩浆可能是地壳的部分熔融的产物,并与幔源基性岩浆发生过混合作用。该岩体形成于塔里木板块与伊犁—哈萨克斯坦板块碰撞造山作用晚期阶段,属于碰撞-后碰撞构造环境,南天山晚古生代残余海盆在晚石炭世最终闭合。