在中国南方亚热带季风气候条件下, 自中、上新世以来的夷平面及其深厚的花岗岩风化壳在后期不同程度构造抬升—下切过程中, 造成许多中国特有的花岗岩地貌类型, 如黄山和三清山等处的花岗岩峰林、石林、造型石、风动石等。本文讨论了中国花岗岩风化壳和地貌的时空演化规律, 提出地貌发育年代与中、上新世广布的夷平面的密切关系, 以及在不同抬升背景下, 花岗岩地貌与风化壳的关系。并可据此推算不同山地的抬升幅度, 沿海仅抬升约200m, 向内地逐渐增大, 到南岭或大别山、伏牛山则达到约1600~2000 m。
对广东中新世夷平面上大布河强烈下切的广东大峡谷源头河段的227 处壶穴形态特征进行详细测量并做统计分析, 结合野外观测结果从统计学的角度定量地描述壶穴的形成和发育过程。研究得出以下结论: 壶穴的形成与发育只与河床局部的地质、地貌、流水特征有关, 其形成始于河床床面薄弱处和三角(撞击) 坑; 壶穴形态受构造节理控制; 壶穴发育过程中, 深度与口径间有很强的(对数) 正相关关系; 壶穴发育过程中, 其形态和流水作用的形式不是固定的; 在下切强烈的河段, 作为河床下切的侵蚀形式之一, 壶穴形成既不需要很长时间, 也不能充分发育, 而且难以长期保留。以统计方法定量地研究河流壶穴有助于解决广东第四纪环境的有关争论。
分别于2002 年和2005 年对古尔班通古特沙漠南部的同一条半固定沙垄, 进行了放牧前后的地表覆盖(包括植物和生物结皮)、沙面活动强度和土壤理化性质的系统监测和研究。 主要结论如下: 2002 年, 自然沙垄80%以上的地表被植物和生物结皮所覆盖, 除沙垄顶部外, 其他部位基本处于稳定状态。2005 年受放牧干扰的影响, 生物结皮破损率达到80%以上, 同期植物覆盖不及2002 年的1/5, 特别是短命植物变化最明显。2005 年输沙势只有2002 年的1/3, 但沙面活动强度是2002 年的2.6 倍, 活动区域也从垄顶部扩展至整个沙垄表面。 放牧后地表组成物中的中沙含量增加了13.9%, 而细沙和极细沙含量分别减少了7.4%和 8.0%, 沙垄各部位有机质含量在放牧后一个风季即下降了近1/2。可见, 放牧造成地表保护条件的多重损害, 使沙漠地表稳定性趋于丧失。其细粒物质及有机质的大量流失, 也将对我国温带荒漠生态系统的可持续发展产生重要影响。
根据对近10 年来长江入海泥沙量和河口冲淤的对比分析, 探讨水下三角洲冲淤对长江入海泥沙锐减以及三峡工程运行的响应。结果表明: (1) 三峡水库蓄水导致长江入海泥沙减少1×108 t/a 量级; (2) 1995-2000 年、2000-2004 年和2004-2005 年研究区淤积(冲刷) 面积分别占75.5% (24.5%)、30.5% (69.5%) 和14% (86%), 垂向冲淤速率(负为冲刷) 分别为6.4 cm/a、-3.8 cm/a 和-21 cm/a。(3) 由于地形和水动力的变化以及工程的影响, 研究区内冲淤对河流来沙减少的响应存在显著空间差异。结论包括: 三峡水库蓄水加剧了长江入海泥沙的减少; 入海泥沙的锐减是水下三角洲从淤积为主向侵蚀为主转变的主要原因。随着水库拦沙能力的增强等流域人类活动的影响, 长江入海泥沙将进一步下降, 河口口门区的冲刷可能加剧, 值得有关部门重视。
利用DMSP/OLS 夜间灯光数据、土地利用统计数据和气象站常规观测资料, 结合NOAA/AVHRR、MODIS 反演的月地表温度数据, 定量考察了长江三角洲城市群热岛增温效应对区域温度气候趋势的贡献, 结果表明: ① 1992-2003 年长江三角洲城市化经历了一个快速的空间扩展过程, 宁镇扬、苏锡常、上海大城市区、杭州湾4 个城市群构成了一个“之” 字形城市带, 城市群之间出现城市化连片趋势, 城市带区域内1961-2005 年年平均气温增温 速率为0.28~0.44 oC/10a, 显著高于非城市带区域。② 城市热岛效应对区域平均温度的影响以夏秋季最强, 春季次之, 冬季最弱。③ 长江三角洲城市带热岛强度和城市总人口对数呈线性正相关关系。④ 城市带增温效应使得区域的年平均气温在1961-2005 年间增加了0.072 oC, 其中1991-2005 年间增温幅度为0.047 oC; 年最高气温升高了0.162 oC, 其中1991-2005 年间 增温幅度为0.083 oC, 表明1991-2005 年间长江三角洲城市带的空间扩展正在改变区域温度变化趋势, 且这种增温趋势显著。
利用NOAA 提供的1973-2004 年32 年欧亚雪盖面积资料和NCEP/NCAR 再分析资料, 采用相关和合成方法对比分析了欧亚秋、冬季雪盖与北半球冬季大气环流的关系,得到了一个观测事实: 欧亚秋季雪盖与后期冬季北半球中高纬大气环流存在显著的相关关系, 尤其是与北半球冬季大气环流的最主要模态北极涛动(AO) 或北大西洋涛动(NAO) 呈显著的负相关关系, 而且欧亚秋季雪盖面积与后期冬季北半球大气环流的关系比欧亚冬季雪盖与同期大气环流的关系更好。最后提出了一个联系欧亚秋季雪盖与冬季大气环流的可能原因: 欧亚秋季雪盖异常可能是导致后期冬季北半球大气环流变化的一个主要强迫因子。
通过对阿尼玛卿山地5 个坡面20 个祁连圆柏树轮宽度标准年表的分析, 发现公共区间内各树木年轮宽度标准年表中的信噪比SNR 和样本总解释量EPS 值都较高, 说明年表中都含有较强的环境信息; 树轮宽度年表之间的平均相关为0.35 (大多达到95%的置信程度), 具有较好的区域一致性。聚类分析使树木年轮宽度年表分成东、西两大部分, 而年表的第一主分量显示出: 西部树轮的指数序列明显长于东部即树木生长有自西向东扩展的趋势, 并且东、西区域树木生长变化的特征年变化具有同步性。东、西树轮宽度年表中第一主分量和第二主分量与气候因子的相关和响应都表现出一定的相似性, 但第二主分量对气候因子响应的差异性更显著。西部树木生长PCI 的主要限制因子是温度, 尤其当年春末夏初及前一年秋季温度影响最大, 同样降水也起着重要的作用, 西部树木生长PC2 的主要限制因子是降水量; 而东部树木生长PC1 主要受降水的制约, 第二主分量PC2 的响应分析显示出气候的滞后影响(树木前期生长) 是非常重要的限制因子。
采用黄河中游河口镇至龙门区间1980-2000 年间径流及气象数据, 通过对Zhang 等2001 建立的区域(流域) 多年平均蒸散量估算模型进行验证和下垫面参数校核工作, 探索了干旱半干旱地区水循环要素相应于不同土地覆被类型的结构变化及水平衡特征和规律。结果表明, 由于研究区处于干旱半干旱气候区, 采用原模型及参数对蒸散量的预测能力好于对径流的预测能力。使用优化后的下垫面参数使原模型对河龙区间蒸散量和径流预测能力得以改进, 一致性指标分别从0.89 和0.21 提高到0.94 和0.63。对实际蒸散量进行预测的相对误差和均方误从3.6%和17.2 mm 减小到1.5%和7.9 mm, 对径流进行预测的相对误差从42.7%减小到18.0%。聚类分析和下垫面参数优化结果表明, 河龙区间流域水循环要素变化特征受不同土地 覆被影响可以分为3 个明显不同的区域。由于大面积林地截流蒸发的作用, 南部林地覆被区具有较高蒸发系数, 适用下垫面参数值为1.61。西北部风沙地貌区受粉沙覆盖层和地下径流补给影响, 使该区蒸发系数较小, 适用值为0.1。中部典型黄土丘陵覆盖区适用值为0.45。
对赣江上游38 处水体采样点的水化学特征和溶解无机碳稳定同位素的分析, 发现其总溶解质浓度较低, 其中, 阳离子以Na+、Ca2+ 为主, 阴离子以Cl- 和HCO3 - 为主, Si 的浓度较高, 表征了典型硅酸盐地区河流的水化学组成特征。通过海盐校正分析得出, 研究区大气降水对河水溶解质的贡献率为11.5%, 扣除降水的贡献部分, 利用主成分分析的方法, 计算得出赣南流域受硅酸盐岩风化作用强烈, 同时由于受附近盐矿的影响, 蒸发盐岩的风化作用显著。另外, 根据δ13C 溶解无机碳DIC 的测量值约为-8.35‰~-13.74‰, 平均为-11.65‰, 利用质量平衡计算得出, 研究区DIC 的主要来源, 约68.5%来自于土壤CO2, 31.5%来自于碳酸盐矿物的溶解, 进而得出流域岩石化学风化过程消耗的土壤CO2 为2.11×105 mol/yr·km2, 来自碳酸盐本身的HCO3 -含量为9.6×104 mol/yr·km2。由于地理位置和流域环境以及人为因素的差异, 各支流DIC 来源的比例亦有所差异。
