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自主研究课题

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2009年自主研究课题

时间:  2010-03-15 11:17  点击:   次
    实验室自主研究课题在2009年共设7项,总经费600万元人民币。
 
    冰冻圈科学国家重点实验室2009年自主研究课题一览表

课题名称 负责人 总经费(万元) 去年经费(万元) 当年经费(万元) 执行年限
中国冰冻圈生物地球化学循环及其环境效应的初步研究 秦大河
康世昌
300 150 150 2008年1月至2009年12月
基于冰川动力学理论的冰川预测模型建立及其在典型流域中的运用 李忠勤 50 30 20
青藏高原土壤冻融过程及其参数化研究 杨梅学 40 20 20
南极冰盖表层雪稳定同位素研究及dome a地区冰气年代差 侯书贵 45 23 22
玉龙雪山海洋型冰川物质平衡变化的观测研究 何元庆 50 30 20
国际合作格陵兰冰芯研究 效存德 75 72 3
冰冻圈变化适应评价体系与方法示范研究-以云南丽江地区为例 杨建平 40 20 20
 
 
    2009年度各项工作紧紧围绕项目研究目标,按照任务书执行,工作进展顺利。具体分述如下:
    1. 中国冰冻圈生物地球化学循环及其环境效应的初步研究
    本课题依据计划任务书,2009年面上工作与台站定点监测并举,对玉龙雪山白水1号冰川、珠峰东绒布冰川、念青唐古拉山脉西段扎当冰川、唐古拉山脉各拉丹冬峰果曲冰川等4条冰川的野外考察,采集了包括稳定氧同位素,主要阴阳离子、黑碳、不溶颗粒物、重金属、微生物等雪坑化学样品;依托纳木错、老虎沟和格尔木野外观测站进行了汞的生物地球化学循环、大气气溶胶(黑碳等)和臭氧监测、温室气体采集、气溶胶微生物冰川区定点连续采样、冻土区碳通量等研究工作。通过野外考察和室内实验得到了一批一手数据,目前已经完成了面上雪坑的样品测试工作和部分定点监测的数据分析工作,积极撰写了综述和研究论文,已发表及待刊论文10余篇。
    初步研究结果表明:我国西部雪冰黑碳的平均浓度为63 ng ?g-1,高于北半球其他地区的实测结果。影响雪冰黑碳浓度空间分布格局的主因是周边的排放源。模拟结果显示,黑碳在中国西部冰川表面的沉降所产生的平均辐射强迫为 4.0±2.0 w ?m-2。对典型冰川采集的雪坑样品进行了分样和测试,发现高原北部地区粉尘浓度要高于高原南部地区,而粒径分布上南北差别并不是十分显著。对2008及2009采集的雪坑样品总汞进行了测试分析,结果表明,总汞浓度时空分布特征显著,表现为季风期低非季风期低,空间分布上基本上表现为北高南低。这种分布模式与不溶微粒高度一致,说明中国西部冰川区雪冰中的汞主要来源于大气颗粒物传输沉降。2009年7月15日起在祁连山老虎沟12号冰川末端开始一周一次大气温室气体采样,分析结果显示该冰川区大气中co2和ch4含量与青海瓦里关相关性最好,其中ch4 浓度明显低于其他几个站点。上述4个不同类型冰川雪坑中细菌总数、可培养细菌、可培养酵母菌、主要可溶性离子等也呈现自北向南呈现下降趋势,这一结果与冰芯中微生物数量在青藏高原北部高、南部低的分布趋势相一致。通过实际观测分析,发现青藏高原高多年冻土区寒草甸生态系统的co2通量在不同季节一日内的特征不同,此外,青藏高原高多年冻土区高寒草甸生态系统co2通量季节变化呈现双峰型特征,表现为春秋季强排放、夏季弱吸收和冬季弱排放。
 
    2. 基于冰川动力学理论的冰川预测模型建立及其在典型流域中的运用
    2009年的工作计划包括改进和完善不同类型冰川的动力学模式;模型对参数的敏感性研究; 预测未来各种气候情景下,典型冰川的变化过程。建立流域冰川径流变化与出山径流变化的关系式,通过动力学模式得出未来冰川径流的变化情况,以此确定未来水资源的改变。初步研究结果有:一,利用动力学模式对青冰滩72号的过去与未来变化进行了重建与预估。以ipcc2007报告所提供的几种未来气候变化情景为背景,预估了72号冰川面积、储量及冰川径流的未来动态变化过程,变化特征及消亡时间。结果显示72号冰川冰舌部分将在未来35-50年消失。到2025年,其面积与体积都将缩小目前规模的一半以上,而冰川径流在未来10年内急剧减少。二,在乌鲁木齐河源1号冰川上建立的物质平衡-动力学耦合模式向乌鲁木齐河流域推广的工作业已开展,并获得以下初步结果:(1)以理想塑性体理论为基础,以冰川表面形态及高程要素为变量,构建了针对山岳冰川的厚度分布模拟计算方法。该方法适用于不同类型、不同规模及基岩形态迥异的山岳冰川,经验证其结果准确度较高,完全满足动力学模式要求。(2)以冰川变化调查结果及遥感图像数据为输入条件,利用耦合模式重建了乌河流域所有冰川过去40年变化历史。模拟结果与实测结果的误差仅在6%以内。(3)以遥感图像数据为输入,利用耦合模式对乌河流域所有冰川未来规模对气候变化的响应作了初步预估,结果指出未来50-70年间乌河流域80%的冰川将消失。(4)同步开展模式参数敏感性试验,探索流域(或区域)尺度不同性质/规模冰川对气候变化响应模拟的参数优化方法。
 
    3. 青藏高原土壤冻融过程及其参数化研究
    本课题按年度计划继续维护game-tibet 和ceop/ camp-tibet 的有关土壤温度和含水量的观测仪器,下载有关数据,进一步积累原始观测数据;在shaw模型的基础上改进土壤冻融过程的参数化方案;在改进土壤冻融过程参数化方案的基础上,利用regcm3, 对青藏高原气候环境进行模拟,从而检验改进的土壤冻融过程参数化方案对区域气候模拟效果的影响。初步研究进展陈述如下:
    1)对得到game-tibet 和ceop/ camp-tibet 观测点的有关土壤温度和含水量系统进行了野外维护,得到了2008-2009年的的观测数据,使土壤温度含水量的高分辨率(逐小时)观测序列可以达到12年;
    2)初步整理了过去10多年来的观测到的土壤温度含水量资料,为下一步分析土壤的冻融过程及其年际变化打下了良好的基础。
    3)利用“全球协调加强观测计划之亚澳季风青藏高原试验(camp/tibet)”中那曲地区bj站2002年8月1日至2003年8月31日的观测资料作为水热耦合模式(simultaneous heat and water, shaw)的强迫场, 对青藏高原中部季节冻土区陆面过程特征进行了单点模拟研究。通过对实测值与模拟结果的对比分析, 发现shaw模式能较成功地模拟该地区地表能量通量特征和不同深度的土壤温度。同时, 将camp/tibet试验中bj站2002年8月24日至2003年5月22日的表层土壤温湿观测资料和shaw的模拟结果结合起来, 研究了不同冻融状态下青藏高原感热、潜热通量对表层土壤温湿日变化的响应。结果表明, 不同冻融状态下高原感热、潜热通量日变幅变化与表层土壤温湿日变幅具有较明显的响应关系。
    4)利用ictp(abdus salam international centre for theoretical physics)的区域气候模式regcm3,对青藏高原十年(1991~2000年)夏季(6、7、8月)气温和降水基本状况进行了模拟,得到了高原夏季气温和降水的平均态,并用cru(climatic research unit)资料和一些基于观测资料的研究成果与模拟结果做了对比分析。 regcm3能够模拟得到高原夏季气温的基本特征,并捕捉到十年夏季气温的基本变化趋势,都与cru ts2.0资料有很好的一致性。降水方面,regcm3能够模拟出高原降水的最基本状况,能够显示出高原多雨和少雨中心。由于高原地形复杂、气候多样,模拟结果也存在不足,因此,模式对高原的模拟能力还需提高,增加高原的观测站点、发展适合高原自身的物理过程参数化方案是提高模式对高原气候模拟能力的首要工作。
 
    4. 南极冰盖表层雪稳定同位素研究及dome a地区冰气年代差
    研究工作按计划执行,紧紧围绕项目研究目标,本课题进展良好,在相关领域国内外一流杂志上发表了阶段性研究结果,另一批文章已投稿或在撰写中。初步的研究结果如下:
 
    1)南极冰盖表层雪稳定同位素空间变化
 
    基于上年度已经利用改进的bw模型,结合到目前为止最为完善的南极冰盖表面稳定同位素比率实测资料,建立了南极冰盖现代降水中δ18o与纬度和海拔定量关系的模型(下式)。在此基础上,利用地理信息系统分析软件,综合了纬度、海拔以及水汽源地和水汽传输过程等影响因素模拟研究了南极冰盖表面同位素比率分布,给出了从海岸到内陆直至dome a顶点不同地带现代降水中氧同位素比率的背景值(下图),为古气候与稳定同位素水文研究提供了重要资料。

 
 
    本年度在一定的搜索半径内,利用thermap提供的南极年平均表面温度及冰芯10 m处的冰温和1175个自动气象站点的温度资料,通过对温度资料与采样点经纬度、海报高度进行相关分析和回归分析,形成温度梯度空间分析模型(下式);并通过将南极地区分为5个子区,从而提高了温度梯度空间分析模型在每个子区上的精确度,为冰芯记录定量化揭示奠定基础。
tχ=0.815latχ -0.033lonχ-0.008elevχ 42.74 (r2=0.88)
 
    2)南极dome a 地区109.91m冰芯稳定同位素记录
    根据dome a冰芯134个碎屑样品的氢(δd)、氧(δ18o)稳定同位素分析资料,结合东南极内陆冰盖其它冰芯相关稳定同位素资料,表明东南极内陆地区晚全新世以来气候状况较为稳定(气温波动幅度约为0.6 ℃),且变化趋势具有一致性。最近4千年以来dome a, dome b, dome c及vostok冰芯δd记录的趋势比较一致. 比如小冰期在4支冰芯δd记录中均有不同程度的反映, 且近几百年以来(小冰期以来)温度升高较为显著(特别是dome b和dome c), 这与小冰期以来全球气温普遍升温趋势一致; 此外, 除vostok冰芯, 其他3支冰芯在过去2.5~3.0 千年期间的δd值较高, 说明在2.5~3.0 ka以前东南极冰盖内陆可能存在一相对温暖的时期。另外,dome a冰芯中过量氘的值较高(平均值为17.1‰),是南极雪冰中过量氘的高值中心,这可能与过饱和环境下降雪过程中稳定同位素动力分馏效应有关,另外东南极内陆冰芯晚全新世以来过量氘(excess d或d=δd-8δ18o)的升高趋势主要反映了水汽源区位置总体上向较低纬度的迁移。
 
    3)基于雪冰密实化作用模式和109.91m冰芯ch4记录,确定了dome a雪层内气泡闭合深度和冰/气年代差
    本研究首先通过冰芯密度剖面大致确定出雪转变成冰的大致深度范围为90-110m,然后对87-109m深度冰芯样品进行ch4含量测试分析。结果表明,102m深度上ch4含量出现明显转折,而且小于该深度时ch4含量与现代大气中的含量基本一致。进一步通过粒雪密实化模型模拟,并与其他地点冰芯研究结果对模型给予检验。测试结果以及粒雪化模型模拟结果一致表明, 该冰芯在约102.0 m处气泡被完全封闭, 并根据粒雪化模型计算气泡被完全封闭处冰的年龄约为4.2 ka. dome a冰气年代差约4.1ka年,是南极冰盖冰-气年代差最大的地点。这个结果对于解释较低海拔地区冰芯内冰期阶段的冰-气年代差具有重要参考价值。将这一结果与东南极其他几个地点(vostok, dome c, epica dome c和dome f)冰芯结果的对比显示,dome a地区气泡封闭深度虽然不是最大(vostok冰芯114m),但相同深度上dome a冰芯年龄最长、冰-气年龄差最大,在冰体厚度相近情况下,可望在dome a获得最长时间尺度的冰芯记录。
 
    4) 南极dome a地区开展110 m粒雪(冰)芯的钻取和雪冰结构分析和粒雪钻孔气体采集工作。
    计划2009年再钻取一支110m粒雪(冰)芯,然后使用飞机运至dome c站并放置在-50 ℃的冷库内,2009/10年度使用dome c站的雪冰结构分析仪器进行冰晶组构观测。目前,申请者正参加2009/10年度中国南极科学考察,参与实施南极dome a冰芯钻取和冰川学观测工作,现场开展冰晶组构分析和粒雪钻孔气体采集工作。
 
    5.玉龙雪山海洋型冰川物质平衡变化的观测研究
    2009年本课题依据项目规划应用花杆观测法在玉龙雪山代表性海洋型冰川上建立物质平衡观测系统,持续观测冰川对气候变化响应的过程,建立代表性海洋型冰川积累和消融的实测资料库,结合其它模拟方法,获得代表性海洋型冰川的物质平衡变化系列,分析研究海洋型冰川对气候变化响应的规律和特征,并且与其它类型冰川进行对比。初步研究结果有:
    1.冰川物质平衡
    (1) 白水1号冰川积累期主要集中在10月至次年4月,消融期主要集中在5-9月,为明显的冬季积累,夏季消融;2008/09年物质平衡量为-1268mm(面积加权计算);由于全部花杆在2009年2月被掩埋,无法进行测量,在没有考虑风吹雪的影响下,按照海拔梯度,累积计算每次降雪积累的水当量作为冬季积累量,约为1600mm;消融量根据花杆实测为-2868mm;物质平衡水当量随海拔高度的升高而增加,原平衡线附近(4800m)物质平衡水当量为-783mm。
    (2) 在没有遮挡太阳辐射的情况下,靠近山体的花杆消融量大于冰川内部;在山体遮挡住太阳辐射的情况下,靠近山体的花杆消融量小于冰川内部,表明冰川两侧山体的热源效应和对太阳辐射的遮挡作用同时影响着冰川的消融。
    (3) 与海拔4800m气象站气象要素对比发现,白水1号冰川的积累主要来自于10月至次年4月份的降雪;消融期消融量变化与气温变化对应关系明显;同时发现,月积温为负值时,冰川积累;月积温为正值时,冰川消融;当月积温由负值转变为正值时,冰川由积累转变为消融,表现为同步变化。
    2.冰温
    (1) 冰川消融区冰川温度变化特征(海拔4672m),10月至次年2月份,冰川处于冰雪积累期,冰川活动层与气温变化联系密切,在离冰面1-7米范围内冰川表面温度变化较大,均处于负温状态。8月份开始白水一号冰川活动层冰温升至融点。同时,物质平衡观测显示:5月份该冰川消融区冰川温度开始进入增温期,冰川温度逐渐上升。10m左右冰温基本处于稳定状态,最高温度0.12℃出现在9月初;最低温度-0.22 ℃出现在7月份初。
    (2) 冰川积累区冰川温度变化特征(海拔4742m),冰川积累区10m范围内冰温未能达到稳定状态。7-9月份,冰面融化加剧,融水下渗冻结释放热量,致使冰下1-3m温度保持融点,4m以下由于热传导还未到达,故保持负温。10月开始,1-6m冰温处于融点,6m以下处于负温。观测数据表明:温冰川积累区1-10m活动层,进入消融期后冰川温度并未全部达到融点。其中,最低温度-0.59 ℃出现在7月初离冰面4m处。10m最高温度-0.18℃出现在10月初;最低温度-0.46 ℃出现在8月份初。与消融区相比,均推迟一个月。
    (3) 白水一号冰川消融区冰川温度的年际变化(海拔4600-4672m),白水一号冰川消融区冰川活动层大约在10m。气温变化对冰川活动层变化有着显著的影响,1982 和2008 年对比发现,白水一号冰川消融区冰温有着显著升高的趋势,其较大增幅区间位于冰面以下2-6m范围内,在5m 左右增幅最高,达到0.41℃,即冰温升高增幅51.25%。这与丽江市2000-2008年年均气温较1980-1988年年平均气温增幅3.31%趋势一致。总体上,白水一号冰川消融区冰川活动层冰温的快速升高与气温升高密切相关。
    3.冰川气象
    (1)温度:实测数据表明,玉龙雪山地区不同高度温度变化趋势基本一致,且温度随海拔高度的变化相对严格的满足线性关系,但由于玉龙雪山地  区不同季节、不同海拔高度的地表状况不同,使得温度梯度的分布不均匀??具有垂直地带性。运用气温梯度对冰川区温度进行差值时,要考虑不同月份不同海拔之间温度梯度的变化。
     (2)降水量:降水量随海拔高度的变化存在两个峰值,降水梯度经历正负两种变化。雨季降水百分率分布很稳定,可以用相对精确的雨季降水量值结合降水百分率,对冰川区全年降水量进行推测。1951-2008年统计丽江雨季(5-8月)降水百分率85%-99%,平均值为94%。历史记录的为75-90%(1986年横断山冰川考查记录)。雨季降水百分率基本为稳定值。由于冰川消融区4800m处11月开始至次年4月气温出现负值,降水转为固态降水,不利于自动气象站记录数据。但雨季(5-10月)基本均为液体降水,记录值相对准确,估可通过雨季降水量,及降水百分率推算该区域年降水总量。2009年5-10月冰舌末端4300m及冰川消融区4800m处降水总量分别为735.3 mm及1680.7 mm.通过推算可得冰舍末端年降水量在700mm-850mm之间;冰川消融区4800m处年降水量在1600-2000m之间。
    (3)湿度:高度的变化对空气相对湿度并没有显著的影响;不同海拔高度的相对湿度的变化存在年循环现象,且与月平均温度及降水量变化的年循环一致;4300m与4800m的月平均相对湿度接近且变化基本一致,两者与2400m 处丽江市古城区的相对湿度的差异,可能反映了人类活动的影响。
    4.冰雪水文
    1979年以来,漾弓江流域年均气温显著升高,尤以冬季升温最快,春秋季次之,夏季最小;同期年均降水呈微弱增长的态势,其中春、夏季表现为增加趋势,秋、冬季表现为减少趋势,春季变化幅度最大,冬季次之,夏、秋季最小。研究发现,近28年来漾弓江流域径流呈显著增长趋势,春季增幅最大,夏、冬季次之,秋季最小。径流量的年内分配很不均匀,11月份到次年4月份,各年代径流量呈微弱减少趋势,并于4月份达到最低值;汛期(5-10月)变化相对较大,径流量普遍从6月份开始急剧增加,9月份达到峰值,之后径流量呈减少趋势,待次年5月份又开始增加。汛期径流量占全年径流量的72.69%,为非汛期流量的2倍多。近年来漾弓江流域平均降水量与径流演变曲线的峰谷变化趋势较一致,证明研究区径流的丰枯变化在很大程度上受该流域降水变化的影响;从年内分配角度上看,径流峰值滞后于降水峰值两个月。冰川区下游地表径流量的增加趋势比降水量的增加趋势显著,这是研究区地下水增加、气温上升导致冰雪融水增加和降水变化共同作用的结果。
    分析发现气候变暖背景下漾弓江流域高海拔冰雪区对下游输入的水量呈增加趋势,海螺沟流域也展现出相同的增加趋势。研究表明漾弓江和海螺沟流域地表径流量的显著增加是本区“大气降水-冰川-地下水-地表径流”系统对全球气候变暖的综合响应,充分证明了水循环加速这一事实。虽然两流域所处的地理位置、流域面积、流域海拔、流域内部特征等都存在极大差异,例如海螺沟流域冰川面积显著大于漾弓江流域,但气候变暖背景下冰雪区对流域的水量贡献值都处于年际尺度上的显著增加状态,由此表明气候变暖导致的水循环加速在不同季风海洋型冰川区均有表现。
    5.冰雪现代过程
    (1)基本明确了代表性季风海洋型冰川消融期雪层演变过程中的物理问题
研究发现白水1号冰川在消融期时,雪层的演变可分为两个过程:首先是新降雪、细粒雪以及部分中粒雪迅速向粗粒雪转变,并使融水在下渗过程中冻结为冰片,雪坑深度变化不大。随着消融加强,在更多融水作用下,雪坑内温度梯度相对更小,这时雪坑热量不仅可保证各要素之间的转化,而且还有多余热量随融水流失,直接导致雪坑深度迅速变薄。同时发现积累区两过程之间的转变时间比消融区推迟约2个月时间。根据对雪层中粒雪分布的观测,可以看出白水1号冰川区细粒雪到粗粒雪的演化时间大约为18天,小于天山1号冰川20天-3个月的转化时间。新雪到粗粒雪的演化时间最多为20天,远小于天山1号冰川的1-5个月。说明季风海洋型冰川消融期雪层内的新降雪和细粒雪向粗粒雪演化的速率明显大于天山1号冰川,这与季风海洋型冰川冰温较高有关。
    (2)详细分析了代表性季风海洋型冰川消融期雪层演变过程中的化学问题
通过白水1号冰川消融区雪坑消融初期连续雪坑观测及实验室分析资料,确定离子淋溶顺序为so42->k >na >no3->cl->ca2 ≈mg2 ,研究发现玉龙雪山地区ca2 和mg2 淋溶较弱,这与本区的岩性为石灰岩有关:ca2 与mg2 主要来自近源山体岩石的风化,丰富的局地源物质输入,改变了原有离子淋溶顺序。对白水1号冰川积累区连续雪层而言,虽然也有积累区离子淋溶现象,但雪坑剖面离子浓度信息并不像消融区那样被完全破坏,因此在消融相对较弱的年份,两个年层之间冰芯可溶性离子所记录的气候环境信息可部分得以保存。玉龙雪山雪冰中可溶性离子的来源主要有三种:海源(cl-、na 、k );人类活动污染源(so42-、no3-、nh4 ),主要来自南亚地区人类工农业活动产生的污染物,在夏季通过西南季风气团输送到玉龙雪山地区;局地源(ca2 、mg2 ),主要来自局地近源基岩(主要为石灰岩)的风化产物。
 
    6. 国际合作格陵兰冰芯研究
    本项目按原计划完成了2008-2009年任务,初步进展如下:
    1. 2008年10月,从自主课题经费中拨出10万美元至neem计划项目办公室,作为中国参加neem的基本后勤支撑份额(占经费总量的1.8%);
    2. 2008年11月,课题负责人效存德参加了在哥本哈根举行的neem 科学委员会(sc)年会和国家代表会议,就中国参与neem主要工作进行了讨论,并在气溶胶工作组做了“neem links to mid-latitudes” 的学术报告,就中国黄土粉尘与北半球大气尘埃荷载、粉尘携带fe对海洋生物碳泵作用谈了中国参与neem深冰芯计划的主要兴趣,得到与会者的认可。提交了中国研究计划,提出将主要研究fe,al, ca以及其他粉尘示踪元素及其稳定同位素,探讨其全球环境意义。并与青藏高原、南极dome a相关研究结合,开展全球对比研究。
    3. 2009年5-8月,课题组成员效存德、王士猛、李传金三人先后赴neem打钻营地参加了2009年度野外深冰芯钻取相关工作。在国际合作下,neem冰芯已经下钻到1751米深度,创下了单季钻取深度的世界记录。在neem营地取得4-m雪坑样品2套共160个样品,用于粉尘元素的icp-ms实验室测试,目前测试工作正在筹备中。
    4.对neem冰芯钻机进行了观摩与学习。学习了深钻机主要参数以及冰孔填充液基本参数值,对深钻原理和运行有了新的认识。
    5.2009年11月效存德参加了在哥本哈根举行的2009年neem科学委员会年会及国家代表会议。主要就样品分割问题进行了讨论。中国提出将以每截sc冰芯(55厘米)截取1个样品的间隔申请样品,但与会者认为过于密集,最后中、韩、加、意、瑞典5国以每5.5米切割0.55米的方案达成初步协议,更高分辨率的样品分割容后商议。中国继续提交了相关分析测试的申请报告。
    6.开展了相关文献调研。主要是grip,gisp2,north grip已有相关研究、中国黄土相关研究的文献。认为fe,al,fe/al,nd, sm and sc 均可作为粉尘来源的示踪元素(比率);
    7. 与瑞士伯尔尼大学达成协议,中国与该大学可共享cfa测试所得高分辨率ca数据。
通过国际合作,锻炼了人员,为未来中国深冰芯计划做了人才储备方面的铺设工作。通过国际合作,可望对冰冻圈科学国家重点实验室的icp-ms进行业务拓展,测试雪冰不可溶微粒中的各种元素,为我实验室研究气候与环境变化研究开辟新方法。
 
    7. 冰冻圈变化适应评价体系与方法示范研究-以云南丽江地区为例
    探讨适合我国冰冻圈影响区自然环境与社会经济耦合系统的脆弱性与适应性对策评价方法,开展对示范区冰冻圈变化(主要是冰雪变化)影响的脆弱性评价与适应对策评估在我国尚属首次,基础薄弱。其次,消化吸收国际国内脆弱性与适应性文献,深入理解冰冻圈变化的脆弱性与适应性需要一个过程。因此,2009年本课题研究内容主要为:
    1)扩大调查范围,进一步深入调查,并收集相关资料;2)整理调查资料,建立数据库,并进行全面分析;3)深入理解冰冻圈变化的脆弱性与适应性概念及其内涵,进一步消化国际脆弱性与适应性评价方法;4)构建示范区适应能力评价体系。
2009年本课题研究工作主要进展和阶段性成果简述如下:
    1.开展的主要研究工作
    1)消化国内外文献;冰冻圈变化的适应评价研究工作以前没有开展,正确理解冰冻圈变化的脆弱性和适应性,探讨适用于我国冰冻圈特征的适应对策评价方法,查阅并消化国际国内相关文献是开展研究工作的基础。脆弱性与适应性相伴生,适应是针对脆弱的区域,脆弱性评价是适应对策评价的基础,也是适应对策评价的重要组成内容。因此,根据课题研究目标和内容,本年度重点对脆弱性和适应性国际、国内研究现状进行了文献查阅,阅读了100多篇国际论文,基本把握了脆弱性、适应性领域国际、国内研究的动态和趋势,较深入理解了冰冻圈变化的脆弱性与适应性概念及其内涵,并初步总结了区域脆弱性与适应性评估方法。
    2)调查资料分析与适应能力体系构建;上一年虽然完成了调查资料与统计资料的数据库建立工作,但由于时间原因,只对其进行了初步的、粗略的分析,本年度对这些资料进行了归并分类整理,对其进行了全面分析,并依据分析结果,构建了丽江地区冰冻圈变化适应能力评价体系。
    2.取得的阶段性成果
    1) 探讨了冰冻圈及其变化的脆弱性概念;冰冻圈脆弱性是冰冻圈及其组成要素易受气候变化,尤其是温度和固态降水变化不利影响的程度,是气候的变率特征、幅度和变化速率及其敏感性和自适应能力的函数。自适应能力是冰冻圈系统对气候刺激具有的、在一定范围内自我调整的一种能力,主要由冰冻圈系统的内在结构、组成、规模、类型等特征所决定。
冰冻圈变化的脆弱性是指系统对冰冻圈变化的脆弱性,系统包括干旱区环境-绿洲社会经济系统、寒区生态系统和其他人类-环境系统,这种脆弱性是系统对冰冻圈变化的暴露度、敏感性及其适应能力的函数。
    2) 系统总结了区域脆弱性评估方法;目前针对区域脆弱性的评估方法主要有五大类,十二种(下表)。
区域脆弱性评估方法

类型 方法
基本归纳法 最好/最坏五分法
求和法
距离法 主成分分析法
状态空间法
临界分析法
层次分析法
分类法 聚类法
自组织图
重叠法 压力-资源重叠法
重叠法
矩阵法 压力-资源矩阵法
单变量回归矩阵法
 
    3) 构建了示范区对冰冻圈变化的适应能力评价体系(下图)
 

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