保护高山地区地衣物种多样性,查明地衣群落物种组成特征是地衣生态学的热点问题。根据野外调查和实验数据,用双向指示种分析(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)对天山一号冰川岩面生地衣进行数量分类,并采用典范对应分析(CCA),分析岩面生地衣物种组成与环境变量的关系。结果表明:TWINSPAN分析和DCA排序将一号冰川的46种岩面生地衣分为7个群丛。其中,群丛-3和群丛-5的Simpson’s和Shannon-Wiener多样性指数最大,群丛-3和群丛-5的Simpson’s多样性指数分别为0.93、2.95,Shannon-Wiener多样性指数分别为0.93、2.87;其次群丛-2的Simpson’s和Shannon-Wiener多样性指数分别为0.92和2.68;群丛-7的多样性最低,Simpson’s和Shannon-Wiener多样性指数分别为0.78和1.82。群丛-1和群丛-3的相似性指数最大为0.72;其次,群丛-1和群丛-2、群丛-3和群丛-5的相似性指数均为0.67;群丛-2和群丛-7、群丛-5和群丛-7的相似性最低,相似性指数分别为0.25、0.26。天山一号冰...
确定冰川侵蚀的主控因素及其与各影响因素间的相互作用方式,不仅对深入认识冰川侵蚀的物理机制和理解冰川作用区地貌演化具有重要的意义,也是探讨构造、气候、地形间相互关系的根本。然而,以往的学者仅在构造活动略单一的区域研究冰川侵蚀的主控因素,致使对构造的影响认识不足,那么,构造是否是冰川侵蚀的主控因素呢?又是如何作用于冰川侵蚀?北天山第四纪冰川作用规模巨大,留下了丰富的冰川遗迹,其气候与构造条件也多样,因而成为探讨上述问题的理想区域。本文在北天山北坡自西向东选取了7个冰川流域,基于每个流域的Hkr值和冰川侵蚀影响因子的定性定量数据,分析了该区域冰川侵蚀的分布规律及其影响因素。结果表明,北天山各流域冰川侵蚀自西向东有减小趋势,该变化趋势是构造、气候、地形共同作用所致。其中,山顶高度和降水对冰川侵蚀的影响最显著,两者均通过对冰川规模施加作用来控制冰川侵蚀,而构造也可能通过影响顶点高程、积累区面积、冰川规模,进而作用于冰川侵蚀,但是其是否发挥主要作用有待进一步认识。因此,冰川规模可能才是导致北天山各冰川流域侵蚀差异的根本原因。
利用1989/1990年Landsat TM, 1998/1999年TM, 2011年TM和ETM+以及2015年OLI遥感影像资料,运用比值阈值法(TM/ETM+为b3/b5, OLI为b4/b6)结合目视解译法,提取天山阿拉套和博罗科努山脉4个时段的冰川边界,在地理信息系统支持下分析研究区冰川的变化情况.结果表明,1990-2015年阿拉套山脉的冰川面积退缩率为(25.03±2.56)%,面积年均变化率为(-1.10±0.04)%/a;1989-2015年博罗科努山脉的冰川面积退缩率为(22.97±2.62)%,面积年均变化率为(-0.96±0.04)%/a.两座山脉的冰川在2011-2015年加速退缩,小冰川(<1 km2)的退缩速率快于大冰川.研究区表碛覆盖型冰川的数量相对较少,冰川的退缩率较低,说明研究区冰川末端的表面冰碛可以在一定程度上抑制冰川消融.暖季(4-10月)气温的升高是冰川退缩的主要原因.冰川面积的变化与小冰川的数量以及冰川所处的海拔和坡向有关.
在全球气候变暖的大背景下,冰川对气候变化极为敏感。文章以天山一号冰川为研究区,使用的冰川面积变化数据有1962年、1973年、1980年和1986年由中国科学院地理研究所冰川冻土研究室测量绘制的冰川面积数据;1991—2019年的影像数据是通过谷歌历年影像、GF1、ZY3、GF2和GF6获取的面积数据。通过目视解译提取1962—2019年一号冰川面积现状,分析近60年天山一号冰川时空变化特征,结合近60年周边6个水文观测站和气象站点的气温、降水量数据,通过对一号冰川面积变化与气候气象数据的相关关系,分析了天山一号冰川对气候变化的响应。得出以下结论:(1)天山一号冰川面积变化:1962—2019年天山一号冰川面积在不断减少,1993年分为东西两支不同规模的冰川;发现2019年冰川面积已经减少为1.55 km2,80年代至90年代面积减少量最大,退缩率最快;由遥感影像图发现冰川东西支之间的距离越来越远;也通过柱状图对比发现东支面积退缩量比西支更加明显。(2)研究区气候变化:1957-2019年62年间,周边地区年均总温度和年均总降水量均呈现持续上升趋势;年均降水量的上...
建立一种满足天山冰川冻土微生物宏基因组文库构建要求的DNA提取方法,为低温乳糖酶基因的筛选奠定基础。通过对DNA纯度与得率进行比较,从4种DNA提取方法中选择提取DNA得率和纯度最高的TEN法,进一步通过增加预处理、反复提取等步骤进行了改良和优化。SDS-CTAB法、TENP预处理法、TEN法和Zhou法4种提取方法中,TEN法的DNA得率为(392±44) ng/g冻土,A260/A280和A260/A230分别为(1.82±0.40)和(0.97±0.38),最接近理想指标。对TEN法进行优化改良发现,DNA得率最高达到(449±61) ng/g冻土,且A260/A280和A260/A230值分别为(1.92±0.15)和(2.03±0.31)。以16S rDNA和26S rDNA为引物的PCR扩增和酶切实验验证了所提取冻土宏基因组DNA的质量满足后续分子生物学的要求。改良优化过的TEN法是适合天山1号冰川冻...
不同的覆盖条件下,季节冻土的特征会存在差异。为了分析积雪与森林/草地覆盖条件下季节冻土的特征,在新疆天山西部巩乃斯河上游的中国科学院天山积雪雪崩研究站的实验场地监测了森林-积雪,草地-积雪,以及草地覆盖条件下季节冻土的冻结深度,并对有无积雪覆盖条件下季节冻土发育过程中的土壤温度和土壤含水量进行了跟踪测量。结果表明:森林-积雪覆盖条件下季节冻土的冻结深度最浅,草地-积雪覆盖条件下次之,草地覆盖条件下最深。积雪的存在可以改变季节冻土的冻结深度,还会影响土壤温度和土壤含水量变化。在季节冻土的发育阶段,积雪的隔热作用使得有积雪覆盖条件下土壤温度和土壤含水量较高;在积雪消融阶段,由于积雪融水的补给,土壤含水量也相应地增加,积雪消失后由于蒸发的存在导致土壤含水量减少。
以天山北坡军塘湖流域为研究区,利用2012—2013年融雪期实测逐日积雪、冻土数据,分析季节性冻土的水热状体对融雪水出流的影响。结果表明:1 2012年融雪期30 cm以上季节性冻土的冻融变化经历了稳定冻结期、冻融交替变化期、无冻期3个阶段,其中10 cm季节性冻土稳定冻结期、无冻期分别占融雪期50%和40%。2以2012年、2013年融雪期起始积雪厚度分别为18 cm和30 cm为例,有季节性冻土存在条件下融雪水出流时间比没有季节性冻土存在提前2 d。3不同深度土壤日积温与融雪水出流量均呈负相关,且土壤剖面10 cm以上负相关性最大(R2=0.825)。4季节性冻土延缓了土壤液态水含量的增加速度,使融雪水最大出流提前到来。
针对新疆天山南坡植物区系复杂性及其多样性分布格局问题,以新疆天山南坡中段野生种子植物为研究对象,利用野外植物调查信息及现有的物种资料,运用数理统计及地统计学等方法,基于植物分类学、植物区系地理学及植物生态学理论,研究种子植物区系特征及其垂直分布格局及影响物种多样性分布的关键环境因子,探讨其植物区系的特点、性质、分布与环境变迁的关系,揭示物种丰富度与气候环境梯度、物种演化与迁移等因素之间的关系,丰富天山植物区系理论研究的内容,为区域资源保护与开发提供科学依据。
2014-01冰川储量的变化与冰川水资源量的变化以及冰川对河川径流的贡献量密切相关。然而,冰川储量变化的观测要比冰川面积变化复杂的多。因此,亟待在冰川储量变化和面积变化关系方面开展深入的研究,以期通过比较容易获得的冰川面积变化来估算冰川储量的变化。本项目拟选择天山12条代表性冰川,在GPR-3S技术集成系统支持下,通过补充观测,结合已有数据,定量研究近50年天山冰川储量变化和面积变化的相互关系,并对其机理进行分析。在此基础上,利用统计方法,建立适合于目前气候条件和冰川响应过程的冰川储量变化-面积变化公式,实现通过测定冰川面积变化来估算冰川储量变化的目的,为评估新疆冰川变化对水文、水资源的影响奠定基础。该方面研究,还可以为冰川储量估算经验公式的建立和修正提供参考依据。
2014-01新元古代铁建造在全球各古大陆均有不同程度的分布,常与冰碛岩或裂谷火山岩系在时空上密切相关,其形成是大洋氧逸度显著升高的重要标志之一。因而,新元古界铁建造已成为理解新古元代雪球地球事件和Rodinia超大陆裂解过程的重要研究对象,同时对于揭示新元古代地壳增生过程、气候、环境和生命演化等具有重要研究意义。前人研究表明,北疆地区发育三套成冰纪冰碛岩和大量双峰式岩浆岩,雪球地球和Rodinia超大陆裂解事件在该区响应强烈。然而,目前尚无针对该区新元古界铁建造的详细研究。本项目选择处于新元古代Rodinia超大陆裂解和雪球地球事件关健时期的中天山沙垄铁矿为研究对象,开展精细的锆石年代学、地球化学、同位素和矿床学综合研究,在确定沙垄铁矿的精确年龄、沉积环境和大地构造背景的基础上,与邻区及全球新元古宙铁建造进行综合对比,探讨和揭示中天山和北疆地区新元古代的构造属性、构造背景及其与全球超大陆演化的关系。
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