中高纬度地区是全球气候变化的敏感区域，近几十年来，该区年平均气温的增幅远高于全球平均增温幅度。中国东北地区地处中高纬度，是中国湿地的集中分布区之一，区域内湿地碳氮循过程对气候变化极为敏感。基于文献分析，归纳总结了温度升高对中国东北地区湿地温室气体通量的影响及其作用机制，梳理了湿地温室气体源汇功能的变化，在此基础上提出了当前研究中存在的问题并对未来研究进行了展望。总体来说，气温升高引起土壤温度升高、植物生长加快、微生物活性增强以及土壤理化性质的改变，从而影响湿地温室气体的吸收或排放。此外，气温升高可促使东北地区湿地由CH4的弱源向强源以及CO2由汇向源逐渐转变，但对N2O源汇变化的研究还存在较多不确定性。现有研究对东北地区湿地的覆盖还不够全面，缺少长时高频的监测以及多梯度、多因子交互作用的研究。未来应针对上述问题开展综合研究与分析，并进一步探究不同温室气体通量变化的相互影响机制。

积雪-冻融耦合作用可改变黑土内部水热分布，进而影响其营养组分。为探究典型黑土区积雪-冻融条件下的水热运移规律，以吉林省公主岭市为例，基于野外原位观测试验，开展了典型黑土区积雪-冻融耦合作用下的包气带水热运移模拟，利用Morris筛选法进行了参数敏感性分析，并模拟分析了不同外界温度和积雪覆盖情景对黑土水分运移的影响。结果表明：研究区春季融雪水可使深在20 cm以上的黑土含水率增加约12%；基于野外观测构建的模型对60～80 cm的土层模拟效果最佳；敏感性分析的5个参数中残余土壤含水量θr的敏感度最高，其灵敏度系数为2.954 6；外界温度影响土壤含水率突降的时间，积雪覆盖条件主要影响含水率大小及水分保持。

融雪水是东北地区春季径流的重要来源，融雪径流过程的可靠模拟及预报可为科学管理和调度春汛期水资源提供参考。东北寒区年度内存在融雪径流和降雨径流两种产流模式，流域物理空间属性差异对融雪径流产流模式影响显著，为了解决东北寒区融雪径流空间异质性问题、提高SWAT模型模拟及预报精度，提出对SWAT模型采用单站点和多站点联合参数率定的策略。首先，利用白山水库入库流量进行单站初步参数率定，进而，采用多站点对融雪径流参数进行率定，并将该参数移植到单站初步率定参数集。结果表明：单站初步参数率定后模拟得到年度（1—12月）、夏季汛期（6—9月）、春季融雪期（3—5月）验证期月尺度确定系数（R2）分别为0.76、0.74和0.58,日尺度R2分别为0.71、0.75和0.51;单站和多站点联合参数率定后模拟得到年度、夏季汛期、春季融雪期验证期月尺度R2分别为0.80、0.74和0.79,日尺度R2分别为0.74、0.78和0.61。在月尺度和日尺度上，单站和多站点联合参数率定较单站参数率定后春季融雪期的模拟精度分别提高了...

土壤冻融交替是陆地表层极其重要的物理过程,土壤冻融状态的频繁变化对地气能量交换、地表径流、植被生长、生态系统及土壤碳氮循环等均具有重要的影响。本文基于1981—2019年ERA5-LAND逐小时土壤温度数据,借助GIS空间分析功能,利用Python编程处理分析了中国东北地区近地表土壤冻融状态的时空变化特征。结果表明:从不同冻融状态起始日期的空间分布来看,近地表不同阶段的起始日期主要受纬度和地形的影响,具有明显的纬度地带性和垂直地带性。春季冻融过渡期和完全融化期的起始日期由东南向西北均呈逐渐推迟趋势,而秋季冻融过渡期与完全冻结期起始日期则由东南向西北随纬度升高越来越早。就不同冻融状态发生天数的空间分布而言,研究区南部春季冻融过渡期发生天数多于北部,西部多于东部,年均发生天数均在30 d以内;秋季发生冻融的天数空间差异不大,研究区一半以上的地区年均发生天数在10 d以内。完全融化期发生天数最多,从东南向西北呈逐渐减少趋势,年均发生天数主要介于150～240 d之间;完全冻结期发生天数则由南向北日益增多,其空间分布表现为一向南开口的簸箕形,各地年均发生天数集中于90～180 d之间。从时间变...

利用东北地区121个气象站逐日冻土深度、积雪深度、平均气温、地表平均气温及降水量数据,分析了1964—2017年冬半年冻土的变化特征及气象要素对冻土的影响。结果表明:东北地区积雪深度、平均气温、地表平均气温与冻土深度相关系数较高,降水量相关性不大。20世纪60年代平均气温、地表平均气温及负积温最低,最大冻土深度为历年代最深;随着气候变暖,最大冻土深度以6.15cm·（10a）-1的速率显著减小。冬半年平均最大冻土深度为123cm,呈显著纬向分布,自辽东半岛向大兴安岭北部递增;随纬度和海拔高度的增加,平均气温和地表平均气温降低,负积温增加,且由北向南地气温差增大。最大冻土深度全区有90%以上的站点减少,减少速率以0.1～10cm·（10a）-1为主。冻土持续时间随纬度升高而增加,月最大冻土深度和积雪深度最大值分别出现在3月和1月,最大冻土深度的增加要滞后于积雪深度的增加。由于积雪对地温的保温作用,积雪深度较浅时,冻土深度增加较明显,随着积雪深度的增加,冻土深度变化较小,积雪对冻土起到了保温的作用。对于高纬度地区站点,30cm左右为积雪的保温界限...

为了更好地认识季节性冻融区冻融过程对农田土壤温度和水分的影响,以吉林省长春市黑顶子河流域为研究对象,监测了冻融期流域内玉米田和水稻田土壤温度和水分的变化过程。结果表明:冻融期表层土壤温度主要受积雪厚度影响,深层土壤温度主要受土壤初始含水率影响。冻结期,冻结层含水率几乎都呈增加趋势,其中浅层土壤增幅最大;冻结速度慢、初始含水量低、相邻土层含水量高的土层冻结过程水分增加量更大,反之则小。融化期,各下垫面、土层土壤含水率基本呈下降趋势,且主要集中在表层0～30cm,水分损失以蒸发为主,冻结层对土壤蒸发有抑制作用;冻结层的融化是造成各下垫面不同土层土壤含水率差异,以及各土层在不同融化阶段土壤含水率差异的主要原因。

高速公路的建设,不仅能够为人们的出行提供便利条件,而且加快了区域间的经济交流,是拉动当地经济水平提升的关键。尤其是在城市化进程当中,高速公路的数量与规模不断扩增,对于路基修筑的质量也提出了更高要求,这是保障人们出行安全的关键。东北多年冻土地区中的工程建设存在一定的难度,其气候条件、地质状况等都存在特殊性,如果按照常规修筑方式将难以保障工程项目的顺利完成。本文将对东北多年冻土地区的基本特点进行分析,探索东北多年冻土地区高速公路路基修筑技术与对策。

本文收集并整理了东北地区143个气象站有冻土观测记录以来的冻土数据资料,分析了东北地区冻土深度的时空变化及其分布特征。结果表明,东北地区冻土深度表现为随纬度升高而递增,即纬度越高冻土越深。从各年代100 cm和150 cm冻深线来看,冻土呈明显变浅趋势,且越高纬冻土退化越为严重。在气候变暖的情况下,20世纪70年出现极端最大冻土深度的气象站最多,90年代没有气象站出现极端最大冻土,21世纪00年代、10年代仍有极端最大冻结深度出现,且10年代较00年代出现的站点偏多,说明即使气候变暖但是极端情况仍然出现,且可能有愈加严重趋势。平均气温与最大冻土深度变化存在明显的负相关,即随着气候变暖,冻土期缩短、冻土初日推迟、翌年冻土消融日提前的现象。东北地区除黑龙江最北端为多年冻土区外,其余地区均为季节性冻土区。

为了探究在高低温冷热循环作用下东北季节性冻土区水利工程衬塑钢管的耐久性,文章依据现有规范设计了高低温循环试验的温度区间为-20-50℃,然后对经历了不同高低温冷热循环次数后的衬塑钢管的结合强度、压扁强度分别采用自主设计的结合强度试验装置与PWS-E200电液伺服动静万能试验机检测,通过对比分析循环次数与压扁强度、结合强度的变化关系,探讨了衬塑钢管在水利工程中的适用性。研究表明:随着高低温冷热循环次数的增加衬塑钢管的压扁强度、结合强度均呈现出不断降低的变化规律,且结合强度的降低幅度更加显著;为进一步提高衬塑钢管的耐久性与适用性,分别从埋置深度、使用环境两个方面提出了有针对性的决策建议,可为东北地区水利工程实践提供一定的参考依据。

东北多年冻土属中高纬度多年冻土,对气候变化非常敏感。数据模型模拟表明,21世纪东北多年冻土区气温会持续上升,显著的变暖将导致多年冻土退化。东北多年冻土呈现自南向北的区域性退化趋势,多年冻土区南部表现为南界的北移、融区的扩大和多年冻土的消失,而北部表现为多年冻土下限的上移、活动层厚度增大及地温升高等。多年冻土的退化会导致寒区生态环境的恶化,如兴安落叶松占绝对优势的天然林带锐减,林带北移,沼泽湿地萎缩等。随着多年冻土的迅速退缩和变薄,原多年冻土中蕴藏的碳将释放出来,对气候变化产生积极的正反馈,加速变暖,并影响全球碳循环。多年冻土退化导致其热状态失稳而造成寒区基础设施损坏,并且影响冻土微生物、碳循环、寒区生态和水文等,而它们是区域气候变化的重要因子,也将成为未来多年冻土研究的重点。而这些研究都需要长期的基础数据作支撑,因此需要进一步完善冻土参数监测网络,用模型厘清气候变化与多年冻土退化及其环境效应之间的关系。