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格尔木站

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2019年格尔木站工作进展

时间:  2020-02-26 10:50  点击:   次
 
1. 藏北高原冻土观测与环境考察
2019年6月10日-7月10日格尔木站科研人员正式开展环藏北高原多年冻土观测与环境考察。本次科考任务环绕藏北高原多年冻土边界区进行,包括西昆仑、龙木措、西藏改则县、青海兴海县和阿尔金山五个典型区域单元。考察区海拔范围在4000 – 5500 m之间,需深入羌塘和阿尔金山两大无人区,科考路线总行程约13000km。科考的主要任务是在野外站原有观测站点的基础上,开展冻土环境数据采集和设备维护工作。科考人员通过钻孔测温、土壤温湿度仪、无人机等技术手段,获取最新的冻土温度和浅层土壤温湿度信息,并对典型样地和冻土地貌进行无人机调绘(图5和图6)。本次科考将进一步丰富和更新青藏高原多年冻土环境数据库,为青藏高原相关科学研究、自然保护区建设和地方社会经济开发提供数据支持和科学依据。
 

图5 雪后冻土观测
 

图6 无人机航拍和冻土地温观测
 
2. 色林错流域多年冻土调查
2019年10月1日-11月30日期间,基于第二次青藏高原综合科学考察亚洲水塔动态变化及影响专题工作需要,格尔木站联合南京信息工程大学科研人员在色林错流域上游的安多县岗尼乡和扎曲乡开展多年冻土和地下冰调查。科考队在研究区利用钻探和物探手段探查冻土分布、特征和地电结构,获取地下冰的特征及分布,并布设仪器开展冻土动态监测,同时采用无人机对典型样地和地貌进行航拍记录。考察成果将进一步加深青藏高原河湖源区多年冻土形成演化机制和气候响应、冻土与水文交互影响机制的认识,提升亚洲水塔动态变化的预测、预估能力,为相关科学研究、生态环境保护以及高原经济生产和工程建设服务。

3. 卓乃湖、库赛湖、海丁诺尔湖和盐湖流域综合考察
2019年4月10日-23日联合中科院青藏高原研究所以及西北师范大学的研究人员采用rtk、无人机、探地雷达、水质仪、流速仪等多技术手段,对可可西里卓乃湖、库赛湖、海丁诺尔湖和盐湖的湖泊、冻土、水文和地形地貌进行了综合考察。在卓乃湖区,考察队利用rtk、全站仪和无人机等测量仪器(图7),对湖泊溃决后水位变化幅度、溃决冲沟形态、近年来湖水位变化趋势以及区域沙漠化现状进行了详细调查,基本查明了卓乃湖溃决的水文和地质诱因,并对卓乃湖溃决导致的气候生态连锁效应进行了分析,提出了该地区的水文生态灾害预警机制,并探讨了工程干预的可行性和措施。在库赛湖和海丁诺尔湖区,考察队通过地质地形条件调查、连接水道流量测量以及水质调查,对两个湖泊溢出水道形态、水力联系现状进行了分析。在盐湖区,考察队对盐湖的水位进行了实时测量、并对盐湖可能溢水路径的地形特征进行了测绘。通过本次考察,考察队认为卓乃湖溃决造成的区域地形破坏远超此前报道。卓乃湖决口存在明显的6-7级下切遗留阶地,由此判断,自2011年溃决以后,卓乃湖决口水道逐年下切,湖面处于持续萎缩状态,湖底暴露面积逐年扩大,湖区的沙漠化持续加剧。根据盐湖补给条件的变化判断,盐湖水位持续上涨,湖面继续扩张将是不可逆过程,结合盐湖可能溢水口的地质条件分析,盐湖的溢水溃决可能与卓乃湖类似。湖水满溢分水岭后,将加剧下伏多年冻土融化,土体强度极大减弱,形成可与卓乃湖溃口相媲的大型冲沟的可能性极大,对区域地表形态和基础设施的破坏将超过此前的预估。
 

图7 卓乃湖区测绘断面分布示意
 
2019年3月与中国地质科学院水文地质环境地质研究所签署了协作开展青海可可西里盐湖区水文监测业务的协议。具体监测工作由格尔木站谢昌卫等研究人员执行,主要任务包括:1)开展卓乃湖、库赛湖、海定诺尔湖和盐湖4个湖泊站点的水位动态监测;2)开展湖泊连接通道和主要溪流的地表径流流量的测流工作,不少于8个断面;3)开展主要湖泊蒸发量测量;4)对流域冻土释水、冰川融水进行估算。2019年4月,中科院研究人员开展了卓乃湖-盐湖流域综合考察,对区域水文特征进行了实地调查。2019年5月,中国地质科学院水文地质环境地质研究所对实际要开展的工作进行了调整,将任务集中到盐湖水位监测业务上,要求中科院监测人员开展盐湖水位变化的连续监测,通过人工或者自动仪器对盐湖水位的变化情况进行按周汇报。任务调整后,研究人员每周对湖水位进行人工监测一段时间后,在盐湖区架设了自动监测仪器,对水位变化情况进行逐时监测,并每周汇总向中国地调局汇报。

4.植被调查
2019年4月-10月,对马衔山多年冻土区高山草甸植物群落进行地下根系生长图片扫描工作。每个月对上述样土中植物根系生长动态进行定点观测,共获取地下根系生长扫描图片300余张。
2019年7月,对位于西大滩、五道梁、北麓河和唐古拉山垭口的各典型植物群落监测点进行野外调查取样。工作内容包括样地内植被类型及优势植物种的确定;植被盖度、地上生物量、株高及地下生物量取样调查;对多年冻土活动层0-40 cm厚度的根系进行分层取样、清洗及称重。在位于西大滩、北麓河的4个多年冻土观测样地内,分别对高寒草甸、高寒草原和沼泽草甸3种植被类型进行地下根系生长图片扫描工作,以研究植被地下根系在冻土层生长特征及稳定性。根系观测的同时,对老旧根管进行清理维护,确保监测根管持久可用。
2019年7月-8月,对青海哈拉湖周边及甘肃盐池湾国家自然保护区进行科学考察,调查荒漠植被及土壤状况。共获得dna材料样品50份,植被调查记录数约1600个,土壤样品数40个,植物样品和地上地下生物量样品180余份,群落样地、植物、土壤剖面和无人机等照片1000余张,植物标本37份。
 2019年生长季(6月-9月)期间,逐月对祁连山西支和东支的多年冻土区不同海拔梯度、热融滑塌不同阶段和不同的增温样地进行调查,测定植被盖度和地上生物量,采集植被和土壤样品(图8),测定土壤碳通量,旨在研究多年冻土退化对生态系统的影响。在海拔3000-4100m区间按100m间隔进行梯度采样,植被采样中,采集嵩草为实验材料。增温实验处理为开顶式增温室处理,在海拔3700m、3800m、4000m、4100m处设有开顶式增温处理,模拟气候变暖的实验采样区,在生长季进行采样,采集开顶式增温小室(otcs)内嵩草为实验材料,同步采集相同样地下未增温区域的植被样品为对照。热融滑塌采样按选取俄博岭的四个滑塌地上采样区与其对照采样区,共八个采样区,采集嵩草和苔草作为实验研究对象。植被采样中,用随机采样法和网格法相结合采集的植物叶片,放入自封袋中标明编号包装扎好后立即放入液氮罐中,带回实验室。采样同步测定土壤样品,每个采样点按两层深度采集土壤样品,采样深度为0-15cm和15-30cm。研究同步测定生态系统呼吸。
 

图8 植被调查和采样

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