在1980s 乌鲁木齐河流域进行的降水误差观测试验结果基础上, 依据我国726 个气象站1951~2004 年逐日观测资料, 对降水的动力损失、微量降水以及湿润损失进行系统的修正, 以期获得更准确的长系列降水资料, 为区域乃至全球水热循环过程和水文学研究提供基础资料。修正结果表明, 在大部分地区由风速作用引起的动力损失是主要的误差来源, 但在降水较少的地区湿润和微量降水观测损失也起着重要作用, 全国726 个台站年降水修正量在8~740 mm 之间, 平均约125 mm, 相应的修正幅度在5%~72%, 平均约18%。从时间看, 冬季修正系数大于夏季, 但冬季修正量小于夏季; 从空间分布看, 西北地区年修正量一般小于50 mm, 东南地区大于100 mm, 总修正系数由西北向东南地区减少, 其中西北地区大于30%, 而西南地区小于20%, 这一修正系数高于全球的11%左右的平均修正量。
采用澜沧江漫湾电站上游旧州站和下游允景洪、清盛站1987~2003 年逐月悬移质泥沙含量实测资料, 分析对比了三站年内泥沙分配不均匀系数、集中度和集中期、变化幅度等特性。将上述参数与澜沧江上游干流漫湾与大朝山电站建设的响应进行关联研究, 分析电站建设进程对河道输沙变化的驱动作用。结果表明: (1) 旧州水文站泥沙年内分配与区域气候变化 (降水) 趋势一致, 研究时段内不均匀性系数呈上升趋势, 维持天然河道输沙特性; 允景洪和 清盛水文站的泥沙年内分配不均匀性系数对电站建设等人类活动的响应程度不一致, 允景洪站泥沙含量不均匀系数先减小后急剧增加, 而清盛站呈微弱减小态势。(2) 旧州水文站泥沙年 内分配集中度及集中期基本无变化; 允景洪与清盛水文站的泥沙年内分配集中度变化较大, 泥沙集中期在在电站施工的高峰期(1987~1992 年、1997~2003 年) 后延, 且不同步, 允景洪在漫湾施工期后延5~6 天, 而清盛则后延将近半个月,而在大朝山施工期, 允景洪的后延响应 却明显于清盛。(3) 旧州站相对、绝对泥沙变幅逐时段递增, 允景洪站年内最大与最小月泥沙含量的相对、绝对变化幅度均减小, 清盛站泥沙含量的相对变化幅度却先增后减, 绝对变化 幅度则一直减小。三站泥沙年内极值变幅以及电站建设前后的响应差异, 说明三站泥沙变化的驱动因子有明显不同。这些关于泥沙含量年内分配特征规律的发现, 为研究澜沧江干流电站建设对上下游泥沙变化以及跨境影响的科学评价提供了新的佐证。
对2005 年9 月采自珠穆朗玛峰北坡海拔6523 m 的东绒布冰川积累区一批雪坑样品中重金属Ba, Co, Cu, Zn 和Pb 的浓度利用电感耦合等离子体质谱仪进行了测试, 重金属浓度范围分别为(pg/ml); Ba2~227、Co2.8~15.7、Cu 10~120、Zn29~4948、Pb14~142。并利用气体稳 定同位素质谱仪MAT-252 对样品稳定氧同位素比率(δ18O) 进行了测试, 雪坑样品对应的时间为2004 年夏到2005 年秋, δ18O和重金属元素的浓度都存在着季节变化特征。在夏季风期间δ18O 值和重金属元素的浓度都很低,而在非夏季风期间δ18O值和重金属元素浓度升高,反映了不同的水汽来源对重金属浓度季节变化的影响及其环境意义。Co, Cu, Pb, Zn 的地壳富集系数(EFc) 分别为: 3.6、27、33、180, 表明该地区Pb, Cu, Zn 已经受到了人类活动的污染, 其中Zn 受到的污染最大。
以清代以来史料为依据, 在现代清查统计资料和前人研究成果的基础上, 通过对森林变迁大体趋势及主要过程的客观把握, 重新校订了1949 年和1700 年前人的估算数据, 回溯估算了1750~1900 年中国各省区每50 年森林面积与森林覆被率值, 并与现代森林清查资料衔接, 分析1700~1998 年近300 年来中国森林变迁的时空特征。结果表明: 近300 年来中国现境内共减少森林面积约0.95×108 ha, 森林覆被率减少9.2 个百分点, 变化曲线呈先抑后仰; 以1960s 为界, 此前呈加速递减态势, 260 年间减少森林面积达1.66×108 hm2, 覆被率下降约17 个百分点；1960s 以后呈逐步增长态势, 近40 年间增加森林面积约0.7×108 hm2, 覆被 率提高了约8 个百分点。结果还表明: 近300 年来中国森林消长, 西部地区均小于东部地区; 在1700~1949 年的锐减期中, 东北、西南和东南三区是森林面积缩减最为严重的地方, 大部分省区覆被率下降超过20 个百分点, 其中黑龙江达50 个百分点, 吉林达36 个百分点, 川渝地区达42 个百分点, 云南达35 个百分点；在1949~1998 年的恢复期中, 西部各省区森林覆 被率增加均小于5 个百分点, 东部地区(除黑龙江、湖北和沪宁外) 均超过5 个百分点; 其中 粤琼、广西、安徽、京津冀、山东、河南、浙江、福建等省区高达10 个百分点以上。
利用1982~1996 年5 个站点的植物群落物候观测数据和物候累积频率拟合法, 划分各站逐年的植被物候季节, 并确定各季节初日对应的当地归一化差值植被指数(NDVI) 阈值。 在此基础上, 通过对物候站各年NDVI 曲线的年型聚类分析和区内所有像元逐年NDVI 曲线的空间聚类分析, 实现植被物候季节的时空外推估计, 从而得到我国暖温带落叶阔叶林地区1982~1999 年植被物候季节初日和生长季节长度的时空格局。结果表明, 多年平均的植被物 候季节初日和生长季节长度呈现出主要随纬度和海拔高度变化的空间格局。在这18 年中, 整 个区域的物候春季初日以提前为主, 且以华北平原提前的趋势最为显著；夏季、秋季和冬季 初日以推迟为主, 也以华北平原推迟的趋势比较显著；因此, 华北平原植被生长季节呈显著 延长的趋势。本文揭示的植被物候季节初日的趋势变化与华北地区各季节气温的趋势变化基本吻合；植被生长季节的趋势变化特征与欧洲单种植物物候生长季节, 以及欧亚大陆和我国温带遥感植被生长季节的趋势变化基本一致, 但植被生长季节初、终日期和长度的趋势值明显大于后者, 表明该地区植物物候对于气候变暖的响应更加敏感。
植被空间分布格局深受环境影响, 分析植被与环境之间的关系一直是植物生态学的中心问题。论文从黄土高原自然植被恢复问题出发, 引出植被恢复的参照标准- 潜在自然植被。 依据气象站和雨量站观测资料, 建立气温降水与海拔高度和地理位置的统计方程, 以GIS 为技术支撑, 对两大环境变量进行空间化。通过野外观测取样, 结合气温降水的空间分布, 界定祖厉河流域不同草地覆盖度的生境空间。根据生境空间边界函数, 对整个流域内的潜在草地植被分布进行模拟。草地分布现状与潜在草地分布对比发现, 低覆盖草地由北向南扩展, 占潜在中覆盖草地面积的37.39%, 占潜在高覆盖草地面积的34.98%。中覆盖草地也在此向南部区域和北部山地扩展, 占潜在高覆盖草面积的11.51%。高覆盖草地收缩到南部和北部山地狭小地带, 仅占其应有区域的4.84%。
运用地理信息系统(GIS) 与数字高程模型(DEM) 分析了马口—田家镇河段1963 年、1972 年与2002 年河道地形数据, 较为系统地研究了该河段过去40 年冲淤时空变化。研究结 果认为, 1972 年与1963 相比冲刷量达到789.9 hm3, 冲刷面积为39.7×104 m2; 2002 年与1963 年相比冲刷量达到1196.5 hm3, 冲刷面积为59.4×104 m2; 2002 年与1972 年相比冲刷量 达到960 hm3, 冲刷面积为54.3×104 m2。由以上结果认为, 马口—田家镇河段近40 年来以冲刷为主; 河道冲淤变化以马口卡口与田家镇卡口等窄深河段最为剧烈, 宽浅河段与顺直河 段冲淤变化较为和缓, 冲淤变化幅度不大; 卡口上、下端以淤积过程为主, 而卡口顶冲水流的顶弯部位以冲刷过程为主。研究河段冲淤变化受上游来水来沙条件影响很大, 对未来三峡工程建成后, 三峡大坝下游来水来沙以及研究河段冲淤变化的影响研究提供借鉴。
通过对长江口崇明东滩高潮滩、中潮滩以及光滩柱状样的有机元素(C、N) 含量与碳稳定同位素组成(δ13C)、粒度组成等的测定, 研究盐沼土壤有机质更新特征及其滩面趋势。结果表明, 长江口盐沼土壤POC - δ13C 相关特征与山地土壤剖面上部土层的基本类似, 盐沼土壤有机质主要源于长江流域表层土壤, 有机质年龄不足100 年。不同高程柱样TN - C/N、POC - TIC 与POC - δ13C关系特征表明盐沼土壤有机质更新程度普遍较低, 有机质更新特征呈明显的滩面变化趋势。光滩有机质基本反映沉积母质特征, 更新程度极低; 中、高潮滩有机质更新作用已经发生, 随着滩面演变, 处于不同更新阶段的有机质组分混杂程度提高。盐沼滩面过程塑造垂向沉积层序, 层序中独特的沙、泥纹层构造导致物质上下运移困难, 有机质更新作用受到抑制。盐沼滩面过程直接影响有机质的累积与更新, 对于有机质更新的时空特征具有显著制约。
基于长江口2003 年2 月采集的58 个表层沉积物样品及以同步水动力资料的分析表明, 表层沉积物中值粒径自江阴—口外逐渐变细, 由江阴附近的217.8 μm 减少到南槽口外的12.1 μm; 浑浊带海域表层沉积物中值粒径北港最大, 平均为126.2 μm, 北槽其次, 平均为48.4 μm, 南槽最小, 平均为14.2 μm; 口外海域则北槽最大, 为22.4 μm, 北港其次, 为16.5 μm, 南槽最小, 为12.1 μm。沉积物分选性大多为中等—很差, 中值粒径越大, 分选系数越 小; 沉积物偏度大多是近对称—极正偏; 峭度表现为中等峭度—很窄尖。横沙以上区域表层 沉积物类型以砂为主, 口外海域沉积物类型以粘土质粉砂为主, 浑浊带海域表层沉积物类型复杂多样。长江口主槽表层沉积物中值粒径与落潮历时、Ve/Vf 值和余流值等动力参数呈正相 关关系, 落潮动力条件是决定长江口表层沉积物中值粒径大小的主要动力因素。
