liujintao的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/liujintao

博文

雅鲁藏布江流域土壤-植被-地貌-水文科考记录(2020.8.30-2020.9.13)

已有 760 次阅读 2020-9-15 08:07 |系统分类:科研笔记| 第二次青藏高原科考

雅鲁藏布江流域土壤-植被-地貌-水文科考记录(2020.8.30-2020.9.13

在常态化防控疫情的形势下,终于迎来了团队本年度的青藏高原科考。我们科考团队隶属于第二次青藏高原科考任务2亚洲水塔动态变化与影响”之“水资源演变与适应性利用”专题。本科考团队以雅鲁藏布江(以下简称雅江)为重点科学考察区,着重关注流域关键带水文、土壤、植被与地貌等要素的协同机制,试图回答关键带结构与径流形成的关系问题。在出发之前,除做细致的准备外,也一直在思考科考的意义及可能达成的目标等。然而,15世纪到17世纪的地理大发现已经结束多时,今时不同往日,在卫星遥感如此发达的情形下,这种野外科考勘测是否还能起到中世纪时那么大的作用,是否会为我们带来期待的、深刻的认知上的进步?这也让同事们出发前稍有一丝忧虑。后来的结果证明,我们的忧虑很多时候是时多余的,尽管它有助于我们做出精心的设计和前期准备。

考察从雅江中上游开始,雅江的这一区域降水具有明显的垂直地带性。草甸植被的颜色由河谷至山坡渐次变绿,从直觉上印证了这一点。伴随着植被的变化,土壤的渗透性或者说对水文有重要作用的土壤层厚度也在发生着变化。我们在考察中发现,在河谷或者近河谷的山坡上,土壤剖面中广泛存在着黄土的痕迹。与黄土高原深厚且相对均一的黄土层相比,分布在拉萨河、年楚河及雅江中上游山坡河谷中的黄土层夹杂着大量碎石。初步判断黄土层来源于风沙的沉降,而碎石则是由山坡上端岩石风化崩积或随土壤蠕动至下端的,最终呈现的夹杂碎石的黄土层则是风成与本地风化共同作用的产物。起初我对这种假说判断并没有太多的把握,随着科考的深入,我们在很多地点发现了这一现象。例如,在一江两河河谷有很多风沙地貌的痕迹,其成因主要是雅江谷地与西风气流一致,就地将河床沙砾吹送至两岸山坡所形成的。可以说,这种风沉降古已有之,目前仍在延续。在考察经过中科院青藏高原所藏东南高山环境综合观测研究站时,王永杰副站长进一步补充证实了我们的推断,他认为阿里广阔的裸露土地也是雅江中上游坡积黄土的重要来源地。几乎在同期,我注意到中科院南京土壤研究所张甘霖研究员团队主办的公众号“土壤时空”发布了类似的科考结果。他们在藏东南进行科学考察时,发现该地区的色季拉山有多处黄土剖面,初步推测大气降尘对该区域表层细土物质有重要贡献。

nch.jpg

年楚河(满拉水库下游)黄土剖面

nml.jpg

南木林黄土剖面

此外,我们还发现这种黄土层往往存在于高山的中下段(海拔约<4.5km),在中上段(海拔约>4.5km)则不明显。在高海拔段,比如我们位于拉萨北郊的夺底沟实验站D5K小流域上,土壤是典型的高原草甸土,土层较为发育,土壤下部则是风化的岩石,土壤厚度与地形关系密切。在中下部黄土区,土壤的层次性很差,通常存在一个20cm左右的根系表土区,该层有机质含量较高,颜色亦深。造成这一现象的原因,可以归结为高山区垂直分布的气候和降水条件。例如,据夺底沟实验站观测数据,在山脉的中上段,降水通常是中下段的2倍。也就是说,上部可以达到半湿润区,下部则处于干旱区。不同的气候和降水,在土壤发育形成中扮演了重要的角色,上部由于较为湿润,黄土颗粒容易随水流冲刷至下游河道,下部则较为干旱,黄土颗粒更倾向于在原地固结从而形成较为深厚的黄土层。

D5K.jpg

夺底沟D5K土壤剖面

SAGA.jpg

拉孜县至萨嘎县中途采样剖面

至此,我们初步给出了关于雅江土壤形成和分布的相对合理的解释。然而,仍然有很多的问题需要解释。比如,为什么在气候湿润的藏东南林芝地区仍然广泛存在着黄土层?这种黄土层的存在是在什么因素影响下形成的?关于这点很多专家仍然有争议,比如有的认为是冰川作用下形成的,有的则认为末次冰期以来气候存在着波动,这个黄土层则是在相对干燥的气候下形成的,等等。

不管怎样,不同的土壤结构与径流形成有着直接的关系。可以推断,在气候干燥的黄土层区,也就是海拔的中低段,径流的形成显然以超渗为主,能起到一定蓄水功能的只有很浅薄的根系层。在相对湿润的中高段,产流则变换至蓄满产流。所谓“一山有四季,十里不同天”,“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”,“横看成岭侧成峰,远近高低高不同”,都是对山地多变、复杂的气候、地貌的客观描述。在雅江,山地的高度决定了其气候的这种垂向分异特性,对地貌、土壤、植被和水文等都有显著的影响。此外,受这种特别的、垂向分异的土壤结构性质的影响,我们注意到在相对低海拔的地带黄土区存在着大量的冲沟,这些冲沟的形成与稀疏的草被和黄土的结构密切相关,也为径流的形成提供了快速的通道。在相对高海拔地区或者流域的中高段(如海拔较高的萨嘎至仲巴段),这种冲沟则较为少见了。

nmlG.jpg

南木林山坡冲沟

LAZIG.jpg

拉孜县山坡冲沟

我们今年的这次科考,侧重点尽管放在雅江的中上游,对于雅江流域地理、土壤及水文的认识依然上了一个台阶。尽管遥感技术发达的今天,能实现在家遥看千万里,但是近距离的观察仍然是不可替代的,视觉感官的冲击是不一样的。这次,虽然时间比较短暂,仍颠覆了我们先前固有的关于雅江关键带结构与径流形成的诸多认识,对未来的径流、水资源预测研究当然是非常重要和必要的。




http://blog.sciencenet.cn/blog-371735-1250605.html

上一篇:水文相似概念与理论发展探析

11 康建 信忠保 刘旭霞 杨正瓴 陈有鑑 张淑扬 周忠浩 朱朝东 王从彦 范振英 黄仁勇

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-9-20 10:23

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部