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学科主题: 地理学::自然地理学
题名: 青藏高原纳木错流域水体稳定同位素研究
作者: 徐彦伟
答辩日期: 2010-05-01
导师: 康世昌
专业: 自然地理学
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
学位: 博士
关键词: 稳定同位素 ; 降水 ; 河水 ; 湖水 ; 雪坑 ; 蒸发 ; 同位素框架 ; 水量平衡 ; 纳木错流域 ; 青藏高原
摘要: 受全球气候变暖的影响,冰川变化成为青藏高原地表环境变化的一个热点问题。为了及时和准确地评估冰川普遍退缩对高原水资源带来的影响,需要对高原不同尺度的水文过程有比较系统的认识,这也是进而制定应对水资源变化的适应对策的基础。由于青藏高原复杂的地表状况、极端的气候环境和气象水文台站的稀少,传统的水文研究难以有效地开展。然而,基于稳定同位素的水文研究方法却可以避开这些困难。位于青藏高原中部的纳木错流域不仅第四纪湖泊沉积与湖成地貌发育,而且其南部的念青唐古拉峰周围发育了大量的现代冰川,是研究气候、环境和内陆湖泊流域水文过程的理想场所。因此,本文于005-2008年期间对纳木错流域大气降水、雪坑、河水、湖水、地下水等水体中δ18O和δ2H进行了连续观测研究,探讨了其气候学和环境意义,并建立基于水体稳定同位素的水量平衡模型,估算了2006-2008年纳木错的水量平衡。主要结论如下: (1)受不同季节大气环流形式的控制,纳木错站江水δ18O和δ2H有明显季节变化:冬季低值、季风前低值、季风低值、季风后高值。纳木错站降水中稳定同位素的变化与水汽来源关系密切,季风、局地、西风和北方来源的降水中δ18O、δ2H和d值分别由其独特的特征,每年海洋性降水提供了纳木错流域75%的降水量,大陆性降水则提供了剩余的25%。对于海洋性降水,降水时气温和降水量都是降水中δ18O和δ2H的次一级影响因素,对于大陆性降水,只有气温是降水中δ18O和δ2H的次一级影响因素。此外,基于纳木错和拉萨大气降水中稳定同位素数据,估算出纳木错湖水蒸发水汽对当地大气水汽贡献率约为7.9%。 (2)扎当冰川垭口5800m处雪坑中δ18O记录对纳木错站同期降水中δ18O的变化反映较准确,且雪坑剖面δ18O的保真性较好,但是在气温较高年份的季风期(尤其是7月)雪层淋融作用会对雪坑同位素记录产生一定的影响。这为合理解释青藏高原中部冰芯中稳定同位素记录的气候学意义提供了理论依据。 (3)由于主要补给来源的不同,纳木错流域湖水中δ18O、δ2H和d值存在较明显空间变化。季风期,受降水影响,河水中δ18O值较低;其他季节,河水中δ18O值较高。基于稳定同位素的径流分割结果表明:纳木错流域你亚曲为地下水补给为主的河流,地下水对径流量的贡献最大(65%)降水次之(19%)。 (4)受积雪融水、季风降水和蒸发等水文过程的影响,纳木措湖水中δ18O和δ2H有明显的季节变化。建立了基于湖水稳定同位素的纳木错水量平衡模型,模拟结果表明:2006-2008年纳木措蒸发出湖水量与入湖水量之比值(E/I)分别为0.566,0.565,0.755,即2006-2008年分别约有43.3%,43.5%和24.5%入湖水量通过地下径流的方式流出纳木错。同时,基于E/I值,估算出2006-2008年纳木措水量平衡各分量值。此外,纳木措湖水稳定同位素平衡过程模型模拟发现:湖水中达到目前的δ18O和δ2H平衡值(-6.7‰和-69‰)大约需要80年,湖区大气水汽中稳定同位素含量δA和相对湿度对湖水中稳定同位素平衡过程影响较大。 (5)建立了合理的纳木错流域水体同位素框架体系,流域内不同水体中稳定同位素值在该框架上所处的位置和变化趋势,不仅能反映该水体受蒸发影响的程度,而且可揭示其水量平衡变化过程。基于水体稳定同位素的纳木错流域水量平衡模型模拟结果表明:2006-2008年纳木错流域植被蒸腾量ET约为流域总输出水量的57.0%,土壤水蒸发量ES约为总输出水量的5.2%,而流域水面蒸发量则占总输出水量的37.8%,流域内降水主要消耗于水面蒸发和植被蒸散。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.itpcas.ac.cn/handle/131C11/1336
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徐彦伟.青藏高原纳木错流域水体稳定同位素研究[博士].北京.中国科学院研究生院.2010
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