提高季节性冻土区高铁路基冻深预测精度，对保证寒区高速铁路的安全调度和平稳运行具有重要意义。针对现有季冻区高铁路基冻深预测模型缺乏利用多元环境序列信息的问题，提出一种顾及导热系数与冻土环境变量的高铁路基冻深预测LSTM模型，以兰新高铁山丹马场-民乐路段DK371+900、DK383+345和DK391+940三处断面为例，对2015-2017年冻深快速增长期的路基冻深进行预测。该模型首先利用EMD算法对导热系数与冻土环境变量时序数据进行信号分解，得到一系列具有不同特征尺度的数据序列，体现出原数据的趋势与波动性，增加数据的细节和多样性；再利用KPCA算法提取出影响路基冻深的关键因子，实现数据降维，消除因EMD产生的数据冗余；最后通过LSTM网络实现基于多变量的路基冻深预测。实验表明：该模型较传统路基冻深预测模型、EMD-LSTM模型、多变量BP神经网络模型、多变量LSTM模型有更高的精确度。模型在三处断面路基冻深预测的平均绝对误差(fmae)为0.029m、0.033m和0.060m；均方根误差(frmse)为0.036m、0.042m和0.07...

【目的】季节性冻土的冻融循环过程显著影响了流域水循环和冻土层的演变。明晰冻融过程演变规律,为保障季节性冻土区生态及水利水电工程的建设和运行管理提供理论支撑。【方法】基于我国东北部典型季节性冻土区的10个气象站和冻土观测站数据,分析1960—2020年冻融指数的时空分布特征,计算了最大冻结深度、冻结开始日期、完全融化日期、冻融期、冻土退化速率,并结合气候(年平均气温、冻结温度变化率、冻结指数、融化指数)及地理参数(经纬度、海拔),利用相关性分析评估1960—2023年典型季节性冻土区最大冻结深度、冻土退化速率与冻融状态的影响。【结果】我国东北部典型季节性冻土区冻结指数以55.10℃·d/10 a的速率减小,融化指数以60.80℃·d/10 a的速率增加。60 a间最大冻结深度范围为68.00～260.00 cm,冻土退化速率范围为0.07～1.45 cm/a,开始冻结日期推迟速率为1.15 d/10 a,完全融化日期以4.71 d/10 a的速率显著提前,冻融期以5.60 d/10 a的速率缩短。【结论】冻结指数与纬度的相关性大,而融化指数与海拔相关性强。我国东北部典型季节性冻土区最大冻...

在寒温带多年冻土区大兴安岭地区的黑龙江省漠河试验地，选择具有代表性的主要森林类型兴安落叶松(Larix gmelinii)林、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)林、白桦(Betula platyphylla)林、山杨(Populus davidiana)林为研究对象；采用野外埋袋法，将4种树木3个径级(d)的根系(细根(d≤2 mm)、中根(2 mm

研究裸斑对青藏高原多年冻土区高寒草甸生态系统呼吸和甲烷通量的影响,对准确评估多年冻土区小流域和区域尺度碳交换具有重要意义。本文以青藏高原风火山高寒草甸中裸斑和高植被覆盖斑块为研究对象,通过对比不同地形条件下（不同坡向和海拔）二者生态系统呼吸和甲烷通量的差异来研究裸斑对高寒草甸生态系统呼吸和甲烷通量的影响。结果表明:（1）裸斑显著减少了高寒草甸的生态系统呼吸,裸斑和高植被覆盖斑块生长季生态系统呼吸的平均速率分别为2.26和6.17 g CO2 m-2 d-1,这主要是二者微生物量碳和蔗糖酶活性差异造成的;（2）裸斑和高植被覆盖斑块在生长季内均表现为甲烷的汇,二者生长季甲烷吸收的平均速率分别为25.4和6.61μg CH4 m-2 h-1;在坡中和坡顶,裸斑的甲烷吸收速率显著大于高植被覆盖斑块,而在坡底,二者的甲烷吸收速率相近;土壤湿度是调控高寒草甸甲烷吸收空间变异的主要因素。研究结果深化了裸斑对青藏高原多年冻土区高寒草甸碳交换影响的认识,可为小流域以及区域尺...

水分是影响土壤分解的重要环境因子之一。采用室内培养实验分析水分对大兴安岭不连续多年冻土区湿地泥炭分解排放CO2的影响。培养实验分为4个水分梯度(0%、30%、60%和100%最大持水量),泥炭分解排放的CO2采用碱液吸收法测量。结果表明:水分对冻土湿地泥炭有机碳分解具有先促进后抑制的影响趋势,在60%最大持水量条件下,泥炭分解CO2的排放率和排放量最大;而在同一个水分梯度下,40d的培养期内,泥炭分解CO2的排放率具有先降低后稳定的变化趋势。并且水分含量对冻土湿地两层泥炭(10～20cm和20～30cm)分解的影响趋势基本一致。二次方程很好地反映了土壤水分对泥炭分解的影响,方程预测大兴安岭不连续多年冻土区泥炭分解的最优含水量约为65%(10～20cm层)和59%(20～30cm层)最大持水量。而一元动力学方程很好地反映了不同水分含量下冻土湿地泥炭有机碳分解排放CO2随时间的动态变化。