季节冻土在高寒山区广泛分布,其冻融过程会对水文水资源和生态环境产生深刻影响。研究气候变化背景下高寒山区季节冻土冻融特征参数变化及影响机理,可为高寒山区水资源管理和生态保护提供科学依据。本文选择天山南坡作为研究区,基于13个气象站点1958年以来季节冻土冻融参数(最大冻深、冻结期、始冻日、解冻日)、气温、地表温度、降雨和积雪等数据,使用空间分析和多元线性回归统计等方法对冻融参数的时空变化特征进行分析,量化不同气候因素对季节冻土冻融变化的影响权重。结果表明,季节冻土最大冻深在(48.5±11.4)～(96.8±8.5) cm之间,冻结天数在(102±10)～(141±14) d之间,多年平均始冻日在11月7日至19日之间,多年平均解冻日在3月1日至28日之间。1950年代至2010年代期间,始冻日逐渐推迟,解冻日逐渐提前,冻结天数缩短。空间分布上,最大冻深有“海拔高,最大冻深大”的规律;空间变化趋势上,最大冻深在研究区中部显著增加;冻结天数在研究区内大范围显著缩短。季节冻土冻融变化与气温相关性最强,温度(气温和地表温度)是季节冻土冻融变化的主导因子。定量评价发现,气温影响占比(24.1±3...
青海三江源区是全球气候变化的敏感区和生态环境脆弱区，目前正面临着冻土退化的问题。本研究基于三江源区18个国家气象站1961—2021年气象观测资料，对气候变暖前后季节冻土冻融特征进行对比分析。结果表明：三江源区年平均气温为-0.34℃，呈东高西低分布，总体以0.38℃·（10a）-1的速率上升，并在1997年发生突变，突变后气温显著升高。平均年最大季节冻结深度为142.5 cm，自西北向东南减小，总体以2.4 cm·（10a）-1速率退化，与变暖前相比减少了11 cm。平均地表冻结初日为10月24日，以1.0 d·（10a）-1速率推迟，平均地表冻结终日为5月18日，以3.3 d·（10a）-1速率提前，与变暖前相比，地表冻结终日提前了12 d，地表冻结初日推迟了14 d。季节冻土平均冻结时间为133.9 d，呈西高东低分布，总体以1.9 d·（10a）-1速率减少，与变暖前相比减少了8.8 d。年最大冻结深度及冻结时间分别在2004年和2002年发生突变，相比气温均有一定滞后...
土壤温度和含水量是影响可溶性有机碳（DOC）变化的重要因素。然而，多年冻土泥炭地土壤DOC变化对秋季冻结期土壤水热变化的响应尚不明确。本研究选取大兴安岭3种多年冻土泥炭地[小叶章泥炭地（CP）、兴安落叶松-泥炭藓泥炭地（LP）、白毛羊胡子苔草泥炭地（EP）]作为研究对象，开展野外原位试验探究秋季冻结期土壤水热变化对多年冻土泥炭地土壤DOC变化的影响。结果表明：秋季冻结期土壤DOC含量表现为EP>CP>LP，平均含量分别为83.99、45.75和43.13mg·L-1。在秋季冻结前期3种类型多年冻土泥炭地土壤DOC含量均呈波动下降趋势，中、后期CP,LP土壤DOC变化较平缓。在秋季冻结前期，CP整体土壤DOC含量随浅层土壤温度的降低而减少；在后期CP浅层和整体土壤DOC含量随浅层土壤含水量的增加而增加。在秋季冻结中期，LP浅层土壤温度升高和含水量的减少，降低了土壤DOC含量；LP整体土壤DOC的变化随着浅层温度的升高逐渐降低。在秋季冻结后期，EP深层和整体土壤DOC含量随深层含水量增加而增加。在整个秋季冻结期，LP浅层土壤DOC主要受地表温度驱动，深层土...
为了实现冻土观测自动化,河南省气象科学研究所与中国电子科技集团公司第27研究所设计了平面电容冻土传感器,开发了冻土及干土层自动观测系统,在佳木斯国家基准气候站进行试验。对佳木斯站2016～2019三年冻土期的人工和自动冻土观测数据进行分层、逐日的对比分析。分析结果表明:冻土深度第一层上限值在土壤冻结期,人工与自动值一致,差值为0,在冻土融化期,人工与自动值差值范围为-3～+6 cm,人工融化速度略低于自动;冻土深度第一层下限值在冻土冻结期,人工值大多高于自动值,自动最大值出现日期较人工滞后1～2 d,冻土开始融化后,自动观测冻土融化速度较人工慢;2016～2019三年冻土期观测到的冻土深度第二层上、下限数据人工和自动观测数据一致性较好。冻土及干土层自动观测系统故障率低,运行稳定,能在冻土期连续观测数据,数据准确率基本符合地面气象观测业务需求,适用于冻土自动化观测业务。
研究青藏高原多年冻土区高寒草甸土壤CO2通量有助于准确估算该区域的土壤CO2排放,对认识高原土壤碳循环及其对全球气候变化的响应具有重要意义.利用静态箱-气相色谱法和LI-8100土壤CO2通量自动测量系统对疏勒河上游多年冻土区高寒草甸土壤CO2通量进行了定期观测,结合气象和土壤环境因子进行了分析.结果表明:整个观测期高寒草甸土壤表现为CO2的源,土壤CO2通量的日变化范围为2.52～532.81 mg·m-2·h-1.土壤CO2年排放总量为1 429.88 g·m-2,年均通量为163.23 mg·m-2·h-1;其中,CO2通量与空气温度和相对湿度、活动层表层2 cm、10 cm、20 cm、30 cm土壤温度、含水量和盐分均显著相关.2 cm土壤温度、空气温度和总辐射、空气温度、2 cm土壤盐分分别是影响活动层表层2 cm土壤完全融化期、冻结过程期、完全冻结期、融化过程期土壤CO2通量的最重要因子.在完全融化期、冻结过程期和整个观测期,拟合最佳的温度因子变化分别能够解释土壤CO2通量变化的72.0%、82.0%和38.0%,对应的Q10值分别为1.93、6.62和2.09.冻融期(...
基于黄河源区2010～2012年4个监测场地的土壤温度和水分资料,分析了多年冻土活动层和季节冻土冻融过程时空差异.结果表明,4个场地地温和冻土厚度不同,活动层底板或最大季节冻结深度年平均温度(TTOP)分别为:查拉坪场地(CLP)?1.9℃,扎陵湖场地(ZLH)?0.9℃,麻多乡场地(MDX)–0.4℃,鄂陵湖场地(ELH)1.1℃.冻融过程差异与冻土温度和TTOP相关,随着TTOP升高,融化开始时间提前,CLP在6月初,ZLH在5月中下旬,MDX在5月初,ELH在4月上旬;冻结开始时间滞后,CLP为10月初,ZLH为10月上中旬,MDX为10月中旬,ELH为10月中下旬;活动层整体冻结期随之减小,CLP为202 d,ZLH为130 d,MDX为100 d,ELH整体融化期为89 d.CLP和ZLH冻结融化过程均于年内完成,冻结过程表现为由上向下和由下向上双向进行.MDX冻结过程持续至次年1月末,但在冻结期末冻结速率很小,由下向上冻结因极微弱而呈单向进行.ELH冻结持续至次年5月初,出现季节冻结和季节融化过程并存格局;冻结过程单向进行,但融化呈现微弱的双向过程;6月下旬至7月初双向融化...