摘要: 河西走廊在中国古代以及现代都具有重要的战略地位，但是该区域的生态环境脆弱，在全球气候变暖的背景下，加之人类活动的影响，该区域的生态环境问题日益突出。探究河西走廊在历史时期的气候环境变化规律，可以为正在或即将面临的生态问题的治理以及... 展开 河西走廊在中国古代以及现代都具有重要的战略地位，但是该区域的生态环境脆弱，在全球气候变暖的背景下，加之人类活动的影响，该区域的生态环境问题日益突出。探究河西走廊在历史时期的气候环境变化规律，可以为正在或即将面临的生态问题的治理以及生态环境保护提供重要的科学依据。因此，本文以河西走廊及其邻近的祁连山区和阿拉善高原为研究区，以恢复该区域近500年来的气候环境变化序列，捕获其中的重大气候环境事件为研究目标，利用该区域的冰芯、冰川变化、沙丘沉积和历史文献等资料以及卫星遥感数据，运用多种分析方法，研究了祁连山区近500年来的气候环境变化特征，分析了河西走廊地区近500年来的气象灾害发生频率特征，捕获了阿拉善高原近300年的重大气候环境事件，并利用订正后的热带测雨卫星TRMM降水估值数据分析了整个研究区1998-2012年的降水时空分布特征。主要结论如下: (1)根据敦德冰芯所记录的冷暖和干湿变化信息，寻找到重大的气候时期及其突变点。通过各种气候变化代用指标的比较发现，敦德冰芯指示的气候变化信息在研究区具有很好的代表性。因此，利用敦德冰芯对研究区近400年的气候环境进行阶段划分。该区域的相对温暖时期主要出现在1610-1659、1740-1769、1865-1904和1925-1984 A.D.，相对寒冷时期主要出现在1660-1739、1770-1864和1905-1924A.D.;相对湿润时期主要出现在1605-1634、1665-1754和1905-1989A.D.，相对干燥时期主要出现在1635-1664和1755-1904A.D.。 (2)利用多时相遥感影像与已有研究成果，分析了研究区近500年（小冰期）以来的冰川变化特征。总体上，河西内陆河流域在近60年的面积退缩比例已接近小冰期至1956年的退缩比例;小冰期以来，石羊河流域冰川面积退缩比例最大，疏勒河流域退缩比例最小;1980s恰逢短暂的气候变冷，祁连山冰川在经历了短暂时期的稳定阶段后加速退缩。 (3)通过河西走廊的气象灾害与敦德冰芯记录对比，统计出近500年不同气候时期以及气候转变时期的气象灾害发生频率及其变化规律。1）敦德冰芯中记录的δ18O、冰川积累量和微粒数量分别与历史文献中记录的冰冻、洪水和沙尘暴等灾害有很好的对应关系。其中，冰冻灾害主要发生在气候寒冷时期;气候越干燥（即冰川积累量小），河西走廊的洪水灾害频率越高;沙尘暴与冰芯微粒含量突增点对应良好，1930s后沙尘暴天气记录增多。2）总体上，近500年旱灾和水灾频率在气候暖期略高于冷期;1900 A.D.前冰冻灾害和沙尘暴主要发生在气候冷期，1900 A.D.后沙尘暴则主要发生在暖期。近500年旱灾发生频率最高，水灾次之，冰冻灾害发生频率最低。各项灾害在1900 A.D.以后发生频率都明显超过之前的历史时期。灾害频率的差异受温度差异的影响更为明显。3）1900A.D.前旱灾、水灾和沙尘暴在气候转冷时期发生频率较高，1900A.D.后都发生在气候转暖时期。各项灾害在1900 A.D.前的气候转干和转湿时期发生频率差异较小，但1900 A.D.后在气候转湿时期发生频率明显多于气候转干时期。各项灾害在近100年转暖和转湿时期的发生频率都明显超过之前的历史时期。 (4)根据阿拉善高原灌丛沙丘的粒度特征曲线变化，初步恢复了该区域近300年的气候环境变化序列，寻找到近300年的重大气候环境变化转折点;结合地形分析，确定了近300年前该区域古湖泊的范围。大约在300年前，伴随着黑河上游来水量的减少，阿拉善高原的湖泊逐渐开始萎缩，露出水面的地方开始发育灌丛沙丘;19世纪末小冰期结束，灌丛沙丘粒度曲线出现一次明显的转折;近几十年，伴随着东、西居延海的相继干涸，额济纳旗生态环境恶化。 (5)利用订正后的TRMM数据，分析了近15年来研究区降水的时空分布特征。订正后的TRMM数据能够很好地反映出研究区的降水自东南部向西北部递减的特征;1998-2012年祁连山北坡、巴丹吉林沙漠和民勤青土湖等缺少气象站点观测的地区降水显著增加，走廊西北部和祁连山腹地降水略有减少。青土湖地区降水的增加趋势与该区域近几年来通过生态治理使青土湖再次蓄水有密切关系。 收起