青藏高原及其周邊地區(qū)冰川融水徑流無機(jī)水化學(xué)特征研究進(jìn)展
發(fā)布時間:2021-04-17 20:39
冰川融水徑流是冰川流域物質(zhì)運移的重要通道,對其水化學(xué)特征和變化的研究有助于揭示冰川作用區(qū)物質(zhì)的生物地球化學(xué)循環(huán)過程,并為認(rèn)識和評價冰川消融對自然環(huán)境和人類生活的影響提供基礎(chǔ)。青藏高原及其周邊地區(qū)分布著除兩極以外最大儲量的冰川,近年來在氣候變暖背景下冰川加速退縮消融。該地區(qū)冰川融水徑流中各類化學(xué)組分的變化及其氣候環(huán)境效應(yīng)研究逐漸成為熱點。因此,通過概述青藏高原冰川融水徑流中無機(jī)化學(xué)組分的含量和時空變化特征,并總結(jié)離子和元素的主要來源及常用的物源追蹤手段,進(jìn)一步綜合分析得到:冰川融水徑流中離子和微量元素的含量及變化特征受冰川消融、基巖性質(zhì)、徑流水文特征和其他水體物理化學(xué)過程等因子和過程的共同影響。在總結(jié)該研究領(lǐng)域現(xiàn)存問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行了展望,認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)觀測和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累,厘清無機(jī)水化學(xué)組分的輸移規(guī)律,深入揭示影響水化學(xué)組分變化的多因素的協(xié)同拮抗作用機(jī)制,評價冰川融水徑流水化學(xué)的氣候環(huán)境效應(yīng),為應(yīng)對青藏高原冰川消融帶來的環(huán)境變化提供科學(xué)指導(dǎo)。
【文章來源】:冰川凍土. 2020,42(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:13 頁
【部分圖文】:
冰川融水徑流中微量元素濃度(數(shù)據(jù)分別引自:烏魯木齊河源1號冰川[36]、七一冰川[54]、老虎溝12號冰川[55]、冬克瑪?shù)妆╗42]、瑞士Hant冰川[51]、加拿大Sutri Dhaka冰川[52])
圖2 冰川融水徑流中微量元素濃度(數(shù)據(jù)分別引自:烏魯木齊河源1號冰川[36]、七一冰川[54]、老虎溝12號冰川[55]、冬克瑪?shù)妆╗42]、瑞士Hant冰川[51]、加拿大Sutri Dhaka冰川[52])青藏高原冰川融水徑流中微量元素的研究數(shù)據(jù)較少,僅在烏魯木齊河源1號冰川、老虎溝12號冰川、七一冰川和冬克瑪?shù)妆ǖ扔袛?shù)據(jù)報道,還難以對融水徑流微量元素的空間特征給出綜合分析的空間分布圖。對雪冰的研究顯示,青藏高原北部大陸型冰川的雪冰中微量元素含量一般高于南部的海洋型冰川[56-57]。大部分地區(qū)雪冰融化對徑流有很高的補(bǔ)給量,如對白水1號冰川、玉珠峰冰川、青冰灘72號冰川的徑流分割研究指出冰川融水對徑流的補(bǔ)給量分別為53.4%、74.8%和56.64%[58-60]。因此雪冰中儲存的大氣沉降物質(zhì)的釋放可能對融水徑流中的微量元素濃度產(chǎn)生影響。有研究表明,雪冰融化初期所釋放的物質(zhì)占消融期總釋放量的50%~80%[10],因此融水徑流中微量元素濃度可能在春季消融初期有一定規(guī)律,之后是否與雪冰中微量元素類似,大陸型冰川高于海洋型冰川,則需要充足的數(shù)據(jù)進(jìn)行探討。
離子來源的定量分析方法主要有質(zhì)量平衡法和同位素追蹤法。質(zhì)量平衡法依據(jù)徑流中的溶解物質(zhì)與循環(huán)源、蒸發(fā)巖源、碳酸巖源、硅酸巖源和人類活動源的總?cè)苜|(zhì)量平衡的原理進(jìn)行計算[69];同位素追蹤則主要利用氫氧同位素、87Sr/86Sr比值等計算徑流中離子各種來源的比例。質(zhì)量平衡和同位素追蹤等定量分析方法在河流水化學(xué)的研究中應(yīng)用廣泛[65]。如趙繼昌等[70]利用Sr同位素及質(zhì)量平衡方程對長江源頭河流的研究表明,蒸發(fā)巖源為長江源區(qū)楚馬爾河、北麓河和勒瑪曲中離子主要來源,貢獻(xiàn)了Na+、Ca2+和Mg2+等陽離子及陰離子Cl-含量的70%~98%。目前,對青藏高原冰川融水徑流中可溶性離子來源的定量分析研究仍較為匱乏。3.2 微量元素
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全球山地冰凍圈變化、影響與適應(yīng)[J]. 康世昌,郭萬欽,鐘歆玥,許民. 氣候變化研究進(jìn)展. 2020(02)
[2]青藏高原及周邊地區(qū)的冰川災(zāi)害[J]. 鄔光劍,姚檀棟,王偉財,趙華標(biāo),楊威,張國慶,李生海,余武生,類延斌,胡文濤. 中國科學(xué)院院刊. 2019(11)
[3]水文地球化學(xué)方法在地下水研究中的應(yīng)用綜述[J]. 張保祥,張超. 人民黃河. 2019(10)
[4]昆侖山玉珠峰冰川冰雪融水水化學(xué)特征分析[J]. 宋玲玲,田青,李宗杰,何靖. 環(huán)境化學(xué). 2019(08)
[5]天山南坡科其喀爾冰川作用區(qū)CO2通量觀測研究[J]. 王建,丁永建,許民,許君利. 干旱區(qū)地理. 2018(06)
[6]慕士塔格山卡爾塔馬克冰川補(bǔ)給徑流與非冰川補(bǔ)給徑流水化學(xué)特征及主控因素研究[J]. 閆崇宇,曾辰,史曉楠,王冠星,張凡. 干旱區(qū)地理. 2018(06)
[7]Insights into mercury in glacier snow and its incorporation into meltwater runoff based on observations in the southern Tibetan Plateau[J]. Shiwei Sun,Shichang Kang,Junming Guo,Qianggong Zhang,Rukumesh Paudyal,Xuejun Sun,Dahe Qin. Journal of Environmental Sciences. 2018(06)
[8]Diurnal and seasonal variation of glacier meltwater hydrochemistry in Qiyi glacierized catchment in Qilian Mountains, Northwest China: implication for chemical weathering[J]. WU Xiao-bo. Journal of Mountain Science. 2018(05)
[9]青藏高原湖泊水質(zhì)變化及現(xiàn)狀評價[J]. 閆露霞,孫美平,姚曉軍,鞏寧剛,李曉鋒,祁苗苗. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[10]西藏山南地區(qū)沉錯湖泊與徑流水化學(xué)特征及主控因素初探[J]. 王利杰,曾辰,王冠星,史曉楠,張凡. 干旱區(qū)地理. 2017(04)
博士論文
[1]基于水化學(xué)與同位素的典型海洋型冰川流域水文過程研究[D]. 蒲燾.蘭州大學(xué) 2013
本文編號:3144104
【文章來源】:冰川凍土. 2020,42(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:13 頁
【部分圖文】:
冰川融水徑流中微量元素濃度(數(shù)據(jù)分別引自:烏魯木齊河源1號冰川[36]、七一冰川[54]、老虎溝12號冰川[55]、冬克瑪?shù)妆╗42]、瑞士Hant冰川[51]、加拿大Sutri Dhaka冰川[52])
圖2 冰川融水徑流中微量元素濃度(數(shù)據(jù)分別引自:烏魯木齊河源1號冰川[36]、七一冰川[54]、老虎溝12號冰川[55]、冬克瑪?shù)妆╗42]、瑞士Hant冰川[51]、加拿大Sutri Dhaka冰川[52])青藏高原冰川融水徑流中微量元素的研究數(shù)據(jù)較少,僅在烏魯木齊河源1號冰川、老虎溝12號冰川、七一冰川和冬克瑪?shù)妆ǖ扔袛?shù)據(jù)報道,還難以對融水徑流微量元素的空間特征給出綜合分析的空間分布圖。對雪冰的研究顯示,青藏高原北部大陸型冰川的雪冰中微量元素含量一般高于南部的海洋型冰川[56-57]。大部分地區(qū)雪冰融化對徑流有很高的補(bǔ)給量,如對白水1號冰川、玉珠峰冰川、青冰灘72號冰川的徑流分割研究指出冰川融水對徑流的補(bǔ)給量分別為53.4%、74.8%和56.64%[58-60]。因此雪冰中儲存的大氣沉降物質(zhì)的釋放可能對融水徑流中的微量元素濃度產(chǎn)生影響。有研究表明,雪冰融化初期所釋放的物質(zhì)占消融期總釋放量的50%~80%[10],因此融水徑流中微量元素濃度可能在春季消融初期有一定規(guī)律,之后是否與雪冰中微量元素類似,大陸型冰川高于海洋型冰川,則需要充足的數(shù)據(jù)進(jìn)行探討。
離子來源的定量分析方法主要有質(zhì)量平衡法和同位素追蹤法。質(zhì)量平衡法依據(jù)徑流中的溶解物質(zhì)與循環(huán)源、蒸發(fā)巖源、碳酸巖源、硅酸巖源和人類活動源的總?cè)苜|(zhì)量平衡的原理進(jìn)行計算[69];同位素追蹤則主要利用氫氧同位素、87Sr/86Sr比值等計算徑流中離子各種來源的比例。質(zhì)量平衡和同位素追蹤等定量分析方法在河流水化學(xué)的研究中應(yīng)用廣泛[65]。如趙繼昌等[70]利用Sr同位素及質(zhì)量平衡方程對長江源頭河流的研究表明,蒸發(fā)巖源為長江源區(qū)楚馬爾河、北麓河和勒瑪曲中離子主要來源,貢獻(xiàn)了Na+、Ca2+和Mg2+等陽離子及陰離子Cl-含量的70%~98%。目前,對青藏高原冰川融水徑流中可溶性離子來源的定量分析研究仍較為匱乏。3.2 微量元素
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全球山地冰凍圈變化、影響與適應(yīng)[J]. 康世昌,郭萬欽,鐘歆玥,許民. 氣候變化研究進(jìn)展. 2020(02)
[2]青藏高原及周邊地區(qū)的冰川災(zāi)害[J]. 鄔光劍,姚檀棟,王偉財,趙華標(biāo),楊威,張國慶,李生海,余武生,類延斌,胡文濤. 中國科學(xué)院院刊. 2019(11)
[3]水文地球化學(xué)方法在地下水研究中的應(yīng)用綜述[J]. 張保祥,張超. 人民黃河. 2019(10)
[4]昆侖山玉珠峰冰川冰雪融水水化學(xué)特征分析[J]. 宋玲玲,田青,李宗杰,何靖. 環(huán)境化學(xué). 2019(08)
[5]天山南坡科其喀爾冰川作用區(qū)CO2通量觀測研究[J]. 王建,丁永建,許民,許君利. 干旱區(qū)地理. 2018(06)
[6]慕士塔格山卡爾塔馬克冰川補(bǔ)給徑流與非冰川補(bǔ)給徑流水化學(xué)特征及主控因素研究[J]. 閆崇宇,曾辰,史曉楠,王冠星,張凡. 干旱區(qū)地理. 2018(06)
[7]Insights into mercury in glacier snow and its incorporation into meltwater runoff based on observations in the southern Tibetan Plateau[J]. Shiwei Sun,Shichang Kang,Junming Guo,Qianggong Zhang,Rukumesh Paudyal,Xuejun Sun,Dahe Qin. Journal of Environmental Sciences. 2018(06)
[8]Diurnal and seasonal variation of glacier meltwater hydrochemistry in Qiyi glacierized catchment in Qilian Mountains, Northwest China: implication for chemical weathering[J]. WU Xiao-bo. Journal of Mountain Science. 2018(05)
[9]青藏高原湖泊水質(zhì)變化及現(xiàn)狀評價[J]. 閆露霞,孫美平,姚曉軍,鞏寧剛,李曉鋒,祁苗苗. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[10]西藏山南地區(qū)沉錯湖泊與徑流水化學(xué)特征及主控因素初探[J]. 王利杰,曾辰,王冠星,史曉楠,張凡. 干旱區(qū)地理. 2017(04)
博士論文
[1]基于水化學(xué)與同位素的典型海洋型冰川流域水文過程研究[D]. 蒲燾.蘭州大學(xué) 2013
本文編號:3144104
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