地球科学进展

地球科学进展 ›› 2024, Vol. 39 ›› Issue (4): 419 -428. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2024.023

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珠穆朗玛峰北坡桤木属大气花粉传输路径与来源
程久菊 1 , 2( ), 吕新苗 1( ), 朱立平 1 , 2, 马庆峰 1, SIMA HUMAGAIN 1 , 2, KHUM PAUDAYAL N 3   
  1. 1.中国科学院青藏高原研究所 青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室，北京 100101
    2.中国科学院大学，北京 100049
    3.Central Department of Geology，Tribhuvan University，Kathmandu 44600，Nepal
  • 收稿日期:2024-02-26 修回日期:2024-03-15 出版日期:2024-04-10
  • 通讯作者: 吕新苗 E-mail:chengjiuju@itpcas.ac.cn;lvxm@itpcas.ac.cn
  • 基金资助:
    第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0202);国家自然科学基金项目(41831177)

Transport Pathways and Source Areas of Airborne Alnus Pollen on the Northern Slope of the Mt. Qomolangma Region

Jiuju CHENG 1 , 2( ), Xinmiao LÜ 1( ), Liping ZHU 1 , 2, Qingfeng MA 1, HUMAGAIN SIMA 1 , 2, PAUDAYAL N KHUM 3   

  1. 1.State Key Laboratory of Tibetan Plateau Earth System, Environment and Resources (TPESER), Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
    2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
    3.Central Department of Geology, Tribhuvan University, Kathmandu 44600, Nepal
  • Received:2024-02-26 Revised:2024-03-15 Online:2024-04-10 Published:2024-04-26
  • Contact: Xinmiao Lü E-mail:chengjiuju@itpcas.ac.cn;lvxm@itpcas.ac.cn
  • About author:CHENG Jiuju, Master student, research area includes airborne pollen in the Tibetan Plateau. E-mail: chengjiuju@itpcas.ac.cn
  • Supported by:
    the Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research Program(2019QZKK0202);The National Natural Science Foundation of China(41831177)
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认识区域大气花粉组成及其形成条件有利于明确不同类型花粉组合的气候与环境意义。利用布卡大气花粉采样器在珠穆朗玛峰北坡开展了连续2年（2012—2013年）的大气花粉观测研究。基于后向轨迹和潜在来源区域模型，探讨了秋季主要组分桤木属花粉的传输路径与潜在来源区域，分析了桤木属花粉与其植物分布和大气环流的关系及气候指示意义。结果显示： ① 桤木属花粉季气团传输路径主要来自于采样点西南方向； ② 桤木属花粉潜在来源区域与其气团传输路径基本一致，主要是喜马拉雅山脉中段，包括尼泊尔中部和东部以及西藏南部等地区； ③ 桤木属花粉数量、传输路径和来源区域的年际变化与大气环流有关，受高空西风影响的西南气团对桤木属花粉影响更大。研究结果可以为认识珠穆朗玛峰北坡外来花粉的气候意义提供科学依据。

关键词: 桤木属花粉, 传输路径, 来源区域, 后向轨迹模拟, 青藏高原

Understanding the composition and formation conditions of regional airborne pollen is essential for elucidating the environmental significance of different pollen assemblages. A Burkard pollen trap was utilized to monitor airborne pollen on the northern slope of Mount Qomolangma over two consecutive years (2012 and 2013). Utilizing backward air mass trajectory analysis and source receptor models, this study delved into the pathways and potential sources of Alnus pollen, the predominant component during autumn. The analysis also explored the relationships between Alnus pollen, plant distribution, atmospheric circulation, and its environmental implications. The study yielded three main findings: Firstly, the predominant air mass transport pathway during the Alnus pollen season originated predominantly from the southwest of the sampling site. Secondly, the potential source area of Alnus pollen was primarily situated in the middle Himalayan region, encompassing central, eastern, and southern Nepal Tibet, largely aligning with the principal air mass transport pathway. Thirdly, interannual variations in Alnus pollen quantity, transport pathways, and potential source areas may be linked to atmospheric circulation patterns. Specifically, the southwest air mass, influenced by the upper westerlies, exhibited a more pronounced impact on Alnus pollen dispersion. These findings offer foundational insights into the climatic significance of exotic pollen on the northern slope of Mount Qomolangma.

Key words: Alnus pollen, Transport pathway, Source area, Backward trajectories simulation, Tibetan Plateau.

中图分类号: 

图1 珠穆朗玛峰北坡概况图
（a）采样点位置；（b）2009—2019年珠峰站月平均气温和月平均降水量（数据来自国家青藏高原科学数据中心，https：//data.tpdc.ac.cn/）；（c）珠穆朗玛峰北坡地区植被分布图 ［ 15 ］
Fig. 1 Overview map of the northern slope of the Mt. Qomolangma region
（a） The location of sampling site； （b） Mean monthly temperature and precipitation at Qomolangma station from 2009 to 2019 （data from National Tibetan Plateau Data Center， https：//data.tpdc.ac.cn/）； （c） Vegetation map of the northern slope of the Mt. Qomolangma region ［ 15 ］
图2 2012—2013年珠峰站桤木属日花粉浓度
Fig. 2 Daily Alnus pollen concentration at Qomolangma station from 2012 to 2013
表1 2012年秋季和 2013年秋季珠峰站后向轨迹与对应桤木属花粉浓度统计
Table 1 Statistics of backward trajectories and the corresponding parameters of daily Alnus pollen concentration at Qomolangma station in autumn of 2012 and 2013
时间

聚类

轨迹

 轨迹数/条 轨迹占比/% 聚类轨迹对应的日花粉浓度均值/（粒/m3） 聚类轨迹对应的日花粉浓度峰值/（粒/m3） 超过花粉浓度阈值*的轨迹数/条 季风期的轨迹数/条 非季风期的轨迹数/条
2012年9月1日至11月30日 a1 190 52.20 0.80 7.50 59 21 169
a2 3 0.82 0.02 0.07 0 0 3
a3 39 10.71 0.01 0.14 0 39 0
a4 24 6.59 0.09 0.42 0 19 5
a5 108 29.67 0.73 4.79 25 5 103
2013年9月1日至11月30日 b1 226 62.09 0.30 3.96 41 70 156
b2 7 1.92 0.18 0.42 2 0 7
b3 97 26.65 0.24 1.32 17 85 12
b4 34 9.34 0.32 0.49 20 29 5
图3 2012年秋季和2013年秋季珠峰站72 h后向轨迹聚类图
黑色星号代表珠峰站，彩色线条a1（红色）、a2（橘色）、a3（绿色）、a4（蓝色）、a5（紫色）代表2012年秋季聚类轨迹，b1（红色）、b2（橘色）、b3（绿色）、b4（蓝色）代表2013年秋季聚类轨迹，括号内百分比代表轨迹的占比
Fig. 3 Cluster analysis of 72 h backward trajectories at Qomolangma station in autumn of 2012 and 2013
The black asterisks are Qomolangma station； The color lines of a1 （red）， a2 （orange）， a3 （green）， a4 （blue） and a5 （purple） represent cluster trajectories in autumn of 2012； b1 （red）， b2 （orange）， b3 （green） and b4 （blue） represent cluster trajectories in autumn of 2013； The percentages in parentheses represent the proportion of trajectories
图4 2012年秋季和2013年秋季珠峰站桤木属花粉潜在来源区域模拟结果
（a）和（c）是PSCF（潜在源贡献函数），（b）和（d）是CWT（浓度权重轨迹）；黑色星号代表珠峰站；黑色圆点代表桤木属植物的分布（数据来源于https：//www.gbif.org/search）
Fig. 4 Simulation results of potential source area of Alnus pollen at Qomolangma station in autumn of 2012 and 2013
（a） and （c） are PSCF （Potenital Source Contribution Function）， and （b） and （d） are CWT （Concentration Weighted Trajectory）； The black asterisks are Qomolangma station， and black dots represent the distribution of Alnus （data from https：//www.gbif.org/search）
表2 2012年秋季和 2013年秋季珠峰站季风期和非季风期对应的气象条件
Table 2 Meteorological parameters of monsoon season and westerly season at Qomolangma station in autumn of 2012 and 2013
时间 温度/ºC 湿度/% 降水量/mm 风速/ （m/s） 风向
2012年季风期 10.0 60 11 3.5 SSE
2012年非季风期 1.7 38 0 4.4 S，SW
2013年季风期 7.9 56 40 3.5 SSE
2013年非季风期 0 32 0 4.1 S，SSW
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