念青唐古拉山脉西部水热过程及其环境响应研究

来源 :中国科学院青藏高原研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lonwang
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被称为“地球第三极”的青藏高原深刻影响着我国及东亚乃至北半球天气气候;同时作为众多冰川的集中地,青藏高原也是我国大江大河的发源地;低温干旱又使得高原生态环境十分脆弱。随着气候变暖,冰川加速退缩、极端气候重复出现、土地沙漠化等问题接踵而至;这些问题,都归结于水热的变化。然而由于高原环境恶劣,在一些典型区域鲜有系统的观测研究。念青唐古拉山脉西段是高原寒冷气候带和温暖气候带的分界线,区域内冰川、冻土、湿地和西藏第一大湖—纳木错湖共存,能水循环和交换过程复杂,生态系统多样,是进行各种研究的理想地点。本论文作为众多研究的一部分,利用自2005年来在该区域南北坡架设的自动气象站、雨量筒和临近国家气象站40多年数据结合遥感NDVI研究了该区域地面和土壤水热过程、水热特征的NDVI响应及变化,为促进对高原典型区域的水热特征、能水平衡和交换以及该区域草场变化的理解和研究都有一定的意义。   1.念青唐古拉山脉西部地面水热过程   利用6台自架气象站数据分析了该区域气温、相对湿度的季节和日变化特征并进行了简单对比,发现气温和相对湿度都主要受海拔控制,随海拔升高而减小。气温日变化升温剧烈而降温平缓,春季比其他季节剧烈;湖边的同变化幅度较其他区域大,非冰雪覆盖区域比冰雪表面区域大。纳木错湖在冷季对周边的气温影响更加明显,致使湖周气温年较差比其他区域大。除了气温和降水之外,下垫面情况(冰川、湖面、草甸)和坡向、风向也对相对湿度大小有较大影响,致使其局地性和季节性都比较明显。夏季风期间相对湿度日变化幅度保吉最大,非夏季风期间则是冰川垭口最大,南坡5,100m处最小。   利用7个自计雨量筒数据分析了该区域夏季风降水的特征,研究表明,总体上该区域南北坡夏季风期间受同一降水过程的影响,但受到纳木错湖和地形的影响,南北坡降水量、振荡周期和同变化过程都存在差异。北面区域的纳木错流域降水比高原整体水平更加频繁,降水量呈现了从西南向东北增加的分布特征,但不同方向的日变化和昼夜雨分布也存在差异。   2.念青唐古拉山脉西部土壤水热过程   利用自架气象站和国家气象站观测的土壤温湿度数据的研究表明:念青唐古拉山脉西部冻土比青藏高原大部分地区冻结迟,融化早;土壤热量状况具有明显的海拔效应和微弱的纬度效应。同时可能受到积雪状况、植被和土壤含水量差异的影响,不同观测点的地温年较差、土壤内热量传输速度的时间分布和日变化过程都存在较大差异。土壤含水量受土壤温度、积雪状况、降水量、地表蒸发、土壤性质和地下水状况等的影响,在冻结期和融化期皆没有表现出随深度变化的趋势,在季节变化上,北坡在冻结期和融化期有较明显的突变现象,而在纳木错湖边由于土壤性质和难于形成积雪,没有显现突变现象。三个冻融周期内,北坡在经过冻结过程之后土壤中水分有损失,而在湖边的保吉几乎没有。对北坡土壤水热的进一步分析表明,未冻水和降水下渗对土壤水热特征的影响显著,积雪融水对土壤热特征有微弱影响。   3.念青唐古拉山脉西部水热过程的NDVI响应及气候变化   响应于水热过程,念青唐古拉山脉西部植被主要在每年的6—10月期间生长。不同时间尺度上,该区域植被的主要控制因子不一样。在年尺度上热量和水分对南部植被生长都有较大影响,而在北部区域受热量的影响更加严重。生长季,降水情况更为严重影响了植被的生长。月尺度上,南部区域降水比较多,热量是主要控制因子,而北部区域同时受到热量和水分状况的影响。   临近6个国家气象站近40多年的气候数据表明,念青唐古拉山脉西部气温升高显著,升温速率以冬季最快,其次是秋季;由于北部区域更加干旱、植被更加稀疏,气温升高要比南部区域剧烈。升温过程使得该区域冻土退化显著,地表0cm地温、40cm深度在1985年前后升温幅度分别达1.1℃和0.8℃,1963—2006年期间80cm地温最大升高了3.4℃;最大冻结深度减小速度高于青臧高原的平均水平。升温过程也使得该区域域植被得到改善。但非季风期降水(雪)的显著增加,以及升温导致的积雪融化提前,有可能导致严重的春季洪水。
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