根据2005年塔里木河下游8个断面25眼地下水位观测井和25个植物样地野外采集的数据，运用DPS统计软件计算植被物种多样性指数，进而对地下水、土壤水与植被的关系进行了分析，结果表明地下水位、土壤含水量与植被多样性之间都有极强的相关性，在此基础上确定出塔里木河下游潜水蒸发的极限埋深是5 m。并采用阿维里扬诺夫公式和群克水均衡场公式对塔里木河下游天然植被的月潜水蒸发量进行计算，将两者计算结果加以算术平均得到塔里木河下游不同埋深对应的潜水蒸发量；采用两种方法对植被面积进行分类，在此分类基础上计算生态需水量，将两个结果再次平均，得到天然植被全年最低需水量约为3.2×108 m3。通过对月生态需水量的分析发现4月到9月的生态需水量占全年的81%，尤其是5、6、7三个月占全年总需水量的47%，是生态需水的主要时期。
柽柳沙堆是我国干旱区分布最为广泛的灌丛沙堆类型之一。在实地考察新疆和田河流 域柽柳生态地理特征、测量223 个柽柳沙堆形态, 并在两个野外观测点上实测4 个沙堆的风沙流剖面, 结合室内风洞实验段风速8 m/s 条件下模拟沙堆风流场结构等综合分析方法, 本文探讨了柽柳沙堆的生物地貌学特征及其发育过程。结果表明: 研究区柽柳的生态类型属于以胡杨林与灌木林下土壤为基础的吐加依土生境类型, 这个生境类型可以进一步划分为三个亚生境, 这些亚生境反映了柽柳沙堆不同发育阶段的生态环境特征。由于柽柳灌丛的寿命长、木质化枝干的刚性较强、根株萌发力强耐风蚀沙埋, 可对地面风沙流运行产生强烈扰动, 其风速剖面有别于芦苇沙堆和骆驼刺沙堆, 风流场结构有利于聚集风沙, 因此风沙依托柽柳灌丛堆积发育而成的柽柳沙堆平均坡度较大、沙堆存活与发育的周期也较长
针对锡林郭勒草原的严重退化, 近年来启动了草原生态恢复工程, 但工程实施的效果由于范围广、时间短而很难予评价。利用锡林郭勒草原地区1999~2004 年的SPOT-VGT 10 天最大值合成NDVI 时间序列数据, 在求得各年NDVI 年最大值(NDVImax) 的基础上, 通过搜寻各像元邻域内NDVImax 的最大值以及与之相应的气候因子, 建立起了像元尺度上的气候—植被生长基准响应模型, 并以此为依据运用相对残差趋势法识别出了处于恢复阶段的草原区域。 最后, 将遥感监测结果与羊单位统计资料进行对比分析, 结果发现, 在县级行政区域尺度上的平均恢复趋势与基于羊单位和NPP 构建的放牧压力趋势具有较好的反比例关系, 初步证明了该方法在时间序列较短情况下的有效性。
选择青藏高原长江源区、黄河源区以及若尔盖地区等典型高寒湿地分布区域, 利用1969、1986、2000 和2004 年多期航片和卫星遥感数据, 从湿地主要组分分布、空间格局以及水生态功能等方面, 分析了近40 年来典型高寒湿地系统动态变化特征及其区域差异性。结果表明: 青藏高原典型高寒湿地退化具有普遍性, 湿地面积萎缩在10%以上。以长江源区的沼泽湿地退化最为严重, 退缩幅度达到29%, 同时大约有17.5%的长江源区内流小湖泊干涸消失, 黄河源区和若尔盖地区湿地系统空间分布格局的破碎化和岛屿化程度显著加剧。高寒 湿地系统退化使其水文功能发生变化, 表现在湿地退化较为强烈的长江源区与若尔盖地区枯 水期流量减少、稀遇较大流量径流发生频率增加而常遇流量发生频率减少、水涵养能力下降。湿地系统变化与区域气温显著升高有关, 在20 世纪80 年代以来区域增温幅度升高到过去40 年平均增温幅度的2.3 倍, 湿地系统退化程度也同步在20 世纪80 年代中期以后明显加剧。在降水量呈现增加以及冰川趋于消融的背景下, 高寒湿地退化是导致其流域径流持续递减的主要因素之一。
采用气候倾向率方法, 对西藏25 个站1971~2005 年逐月日照时数以及对日照有影响的 总云量、低云量、水汽压和降水量等资料进行了统计分析。结果表明: 近35 年西藏年日照时 数表现为极显著的减少趋势, 平均每10 年减少34.1 h。除冬季变化不大外, 其它各季均为减少趋势, 特别是近25 年, 夏、秋季日照时数减幅加大, 年日照时数减少明显。西藏20 世纪70 年代春、夏季日照充足, 秋、冬季日照偏少; 80 年代季日照时数均为正距平, 以秋季最为明显; 90 年代与80 年代截然相反, 季日照时数均偏少, 尤其是夏季。年日照时数异常偏多 年份均出现在20 世纪80 年代, 而异常偏少年份多发生在20 世纪90 年代。阿里地区年、季照时数的显著增加与总云量的显著减少、降水量减少有关, 其它大部分站点年、季日照时数显著下降与大气水汽压的增加关系密切。
2005 年10-11 月中美联合考察队在各拉丹冬峰北部果曲冰川平坦的粒雪盆 (33o34'37.8"N, 91o10'35.3"E, 5720 m a.s.l.) 钻取了一支冰芯, 通过对该冰芯进行多参数定年, 恢复了青藏高原中部各拉丹冬地区近70 年来降水中δ18O 的变化历史。根据冰芯中季风期和非季风期δ18O 值与临近气象台站气温的正相关性, 重建了该地区70 年来的春季和夏季的气温变化。结果表明, 各拉丹冬冰芯中δ18O 记录的春季和夏季升温趋势非常明显; 根据回归分析, 冰芯中非季风期的δ18O 每增大(或减小) 1‰相当于春季气温升高(或降低) 1.3 oC; 季风 期的δ18O 每增大(或减小) 1‰相当于夏季气温升高(或降低) 0.4 oC; 各拉丹冬冰芯中δ18O 记录恢复的春季和夏季气温与北半球春季和夏季的气温变化具有一致的趋势, 但各拉丹冬地区的增温幅度比北半球要大, 同时春季的增温幅度也高于夏季。
通过研究2005 年西藏雅鲁藏布江流域拉孜、奴各沙、羊村和奴下4 个站点降水中的 δ18O变化, 揭示了雅鲁藏布江流域降水中稳定同位素的时空变化规律。研究显示, 雅鲁藏布 江流域降水中δ18O季节变化明显, 高值出现在季风降水之前的春季, 而低值出现在季风降水季节, 其间降水中δ18O具有明显的“降水量效应”; 从空间上看, 降水中的δ18O从下游至上游 递减, 造成这种分布特征主要是由于“高程效应”以及水汽远距离输送导致其中的18 被贫化的结果。经计算表明, 雅鲁藏布江流域降水中δ18O由于“高程效应” 造成的递减率为 0.34‰/100m, 而水平方向上自东向西由于水汽远距离输送造成的递减率为0.7‰/100km。从季风期间大范围的降水过程来看, 降水中δ18O的空间变化主要受“降水量效应”制约。
内蒙萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面末次间冰期发育5 层古土壤。对这5 层古土壤的形 态特征、粒度、扫描电镜及化学风化等分析结果表明: (1) 这些古土壤具有与华北现代褐土相 似的形态特征; (2) 粘化率中部高和石英颗粒表面硅质溶蚀—沉淀现象表明古土壤层中发生过 风化成壤作用; (3) 用K2O/Na2O、Al2O3/Na2O、MnO/Al2O3、CIA 及A-CN-K 图解与华北现代 褐土作对比分析, 发现它们的化学风化特征极为相似; (4) 用气温及降水量与CIA 值的回归 关系方程, 得出5 层古土壤发育时期的水热状况确与华北现代的暖温带半湿润季风性气候大 致相同或更显暖湿。形态特征、粒度、石英颗粒表面特征和化学风化特征等多个方面具备了 与现代华北褐土类似的化学风化成壤特征, 证明这些古土壤是在与华北相似的暖温带半湿润 季风性气候条件下形成的。
通过野外调查与室内分析, 建立了黄河源区沙漠化土地分类分级系统。在此基础上, 通过遥感数据处理与参数反演, 建立了沙漠化遥感监测指数模型, 并利用1986~2000 年 Landsat-TM/ETM+ 遥感数据, 对近15 年来黄河源区土地沙漠化过程进行了定量分析与评价。 研究结果表明, 黄河源区沙漠化土地面积达3519.97 km2, 其中以轻度沙漠化土地为主。沙漠 化土地集中分布在玛多宽谷盆地南缘与黑河宽谷盆地北缘之间, 沿西北—东南走向的低山丘 陵展布, 分布于河谷, 湖滨、古河道及山麓洪积扇等地形面上, 呈斑块状、片状和带状分布。 1986~1990 年黄河源区沙漠化土地年增长率为21.87%, 沙漠化土地的变化表现为沙漠化土地 快速蔓延。1990~2000 年沙漠化土地年扩展率为2.73%, 虽然沙漠化扩展速率降低, 但在进一 步扩展的同时, 主要表现为沙漠化程度的进一步加重。总之, 20 世纪80 年代末期以来, 黄 河源区沙漠化过程呈现为正在发展和强烈发展的态势。但在不同时段上沙漠化发展呈现出不 同的特征, 80 年代末沙漠化土地增长率高, 沙漠化过程表现为沙漠化土地的迅速蔓延; 进入 90 年代沙漠化土地增长相对减缓, 但中度沙漠化土地则保持直线增长的趋势, 呈现出以沙漠 化程度的加重为主的发展趋势。
根据利用清代雨雪档案重建的黄河中下游及其4 个子区域1736~2000 年的逐年降水序列, 采用小波变换方法, 分析了该区降水变化的周期特征, 探讨了影响降水周期变化的可能 驱动因子。结果表明: 黄河中下游地区的降水, 具有2~4 年、准22 年及70~80 年等年际与年代际的振荡周期。其中, 2~4 年周期与El Nino 事件关联, 在El Nino事件发生的当年或第二年, 黄河中下游地区的降水比常年偏少; 而准22 年及70~80 年的周期, 与wolf 太阳黑子相对数的周期变化及太平洋年代际振荡(PDO) 信号有关。但在70~80 年的周期尺度上, 太阳活动与降水变化的对应关系在1830 年以前表现为太阳活动偏强(弱) 时, 降水偏少(多); 1830 年以后, 太阳活动的周期演变为80~100 年的更长周期, 因这一阶段可能受到由于人类活动加 强而致的温室气体浓度升高等因素的干扰, 太阳活动与降水之间的关系明显减弱; 而PDO 与降水的对应关系则表现在全时域上, 且在近100 多年, PDO 与降水之间的相关关系逐渐加强, 特别是在1940s 以后达到最大。
根据1955~2005 年珠江流域主要水文站的径流量和输沙量数据以及流域降水量数据, 对珠江流域输沙量的变化进行了研究, 结果发现: (1) 石角站(北江)、博罗站(东江)、迁江站 (红水河) 以及高要站(西江干流) 输沙量呈下降趋势, 而柳州站(柳江)、南宁站(郁江) 的输沙量则呈上升趋势。(2) 1955~2005 年珠江入海泥沙(石角站、博罗站、高要站输沙量之和) 均 值为7529×104 t/yr, 并在总体上也呈下降趋势。珠江入海泥沙还存在着年际变化上的波动性和阶段性特征, 即从1950 年代到1980 年代呈显著的上升趋势, 而此后呈显著下降趋势。通过分析认为: (1) 气候变化是造成珠江流域输沙量年际波动性变化的主要因素, 但不是造成珠江入海泥沙下降的主要影响因素; (2) 珠江流域入海泥沙的阶段性变化特征与水土流失和水土保持相关; (3) 水库建设是造成1955~2005 年珠江流域入海泥沙减少的主要因素。(4) 珠江流域入海泥沙将可能进一步减少, 这将对未来珠江河口环境和三角洲的演变产生影响, 加强进一步的研究非常必要。
