冻融过程中的土壤温度和水分条件的变化,显著影响季节冻土的土壤呼吸动态,同时土壤呼吸释放的二氧化碳通过加剧温室效应影响气候,从而改变降水、蒸散过程等关键水文循环环节。因此,量化季节冻土的冻融过程与土壤呼吸之间的关系,对预测区域气候和水文循环的动态平衡十分关键。以澜沧江上游类乌齐县的季节冻土为研究对象,基于土壤呼吸和冻融过程连续原位测量数据,建立不同冻融阶段的土壤呼吸单因子模型,分析冻融过程中土壤温度和含水量对土壤呼吸的影响。结果表明,昼夜尺度和单次冻融过程的土壤呼吸通量均呈单峰变化,完全融化阶段的土壤呼吸贡献率约为94%;当土壤含水量大于0.09 m3·m-3时,土壤温度对冻融过程中的土壤呼吸影响最为显著;回归拟合中土壤呼吸与土壤温度的指数模型表现最佳,土壤呼吸的温度敏感性指标Q10在融化阶段最高(43.21±4.72),完全融化阶段最低(2.71±0.17),总体随土壤含水量降低和土壤温度升高而减小。研究结果可为青藏高原暖湿化背景下的季节冻土区土壤碳排放的相关研究提供参考。
冻融过程中的土壤温度和水分条件的变化,显著影响季节冻土的土壤呼吸动态,同时土壤呼吸释放的二氧化碳通过加剧温室效应影响气候,从而改变降水、蒸散过程等关键水文循环环节。因此,量化季节冻土的冻融过程与土壤呼吸之间的关系,对预测区域气候和水文循环的动态平衡十分关键。以澜沧江上游类乌齐县的季节冻土为研究对象,基于土壤呼吸和冻融过程连续原位测量数据,建立不同冻融阶段的土壤呼吸单因子模型,分析冻融过程中土壤温度和含水量对土壤呼吸的影响。结果表明,昼夜尺度和单次冻融过程的土壤呼吸通量均呈单峰变化,完全融化阶段的土壤呼吸贡献率约为94%;当土壤含水量大于0.09 m3·m-3时,土壤温度对冻融过程中的土壤呼吸影响最为显著;回归拟合中土壤呼吸与土壤温度的指数模型表现最佳,土壤呼吸的温度敏感性指标Q10在融化阶段最高(43.21±4.72),完全融化阶段最低(2.71±0.17),总体随土壤含水量降低和土壤温度升高而减小。研究结果可为青藏高原暖湿化背景下的季节冻土区土壤碳排放的相关研究提供参考。
冻融过程中的土壤温度和水分条件的变化,显著影响季节冻土的土壤呼吸动态,同时土壤呼吸释放的二氧化碳通过加剧温室效应影响气候,从而改变降水、蒸散过程等关键水文循环环节。因此,量化季节冻土的冻融过程与土壤呼吸之间的关系,对预测区域气候和水文循环的动态平衡十分关键。以澜沧江上游类乌齐县的季节冻土为研究对象,基于土壤呼吸和冻融过程连续原位测量数据,建立不同冻融阶段的土壤呼吸单因子模型,分析冻融过程中土壤温度和含水量对土壤呼吸的影响。结果表明,昼夜尺度和单次冻融过程的土壤呼吸通量均呈单峰变化,完全融化阶段的土壤呼吸贡献率约为94%;当土壤含水量大于0.09 m3·m-3时,土壤温度对冻融过程中的土壤呼吸影响最为显著;回归拟合中土壤呼吸与土壤温度的指数模型表现最佳,土壤呼吸的温度敏感性指标Q10在融化阶段最高(43.21±4.72),完全融化阶段最低(2.71±0.17),总体随土壤含水量降低和土壤温度升高而减小。研究结果可为青藏高原暖湿化背景下的季节冻土区土壤碳排放的相关研究提供参考。
冻融过程中的土壤温度和水分条件的变化,显著影响季节冻土的土壤呼吸动态,同时土壤呼吸释放的二氧化碳通过加剧温室效应影响气候,从而改变降水、蒸散过程等关键水文循环环节。因此,量化季节冻土的冻融过程与土壤呼吸之间的关系,对预测区域气候和水文循环的动态平衡十分关键。以澜沧江上游类乌齐县的季节冻土为研究对象,基于土壤呼吸和冻融过程连续原位测量数据,建立不同冻融阶段的土壤呼吸单因子模型,分析冻融过程中土壤温度和含水量对土壤呼吸的影响。结果表明,昼夜尺度和单次冻融过程的土壤呼吸通量均呈单峰变化,完全融化阶段的土壤呼吸贡献率约为94%;当土壤含水量大于0.09 m3·m-3时,土壤温度对冻融过程中的土壤呼吸影响最为显著;回归拟合中土壤呼吸与土壤温度的指数模型表现最佳,土壤呼吸的温度敏感性指标Q10在融化阶段最高(43.21±4.72),完全融化阶段最低(2.71±0.17),总体随土壤含水量降低和土壤温度升高而减小。研究结果可为青藏高原暖湿化背景下的季节冻土区土壤碳排放的相关研究提供参考。
【目的】干涉合成孔径雷达测量(InSAR)技术近年来被广泛用于反演活动层厚度(ALT),然而现有研究较少考虑冻融对地表形变和土壤孔隙水热变化的影响,因此,本文构建了考虑土壤水热变化的ALT反演模型。【方法】使用InSAR技术和CNNBiLSTM-AM模型得到地表参数,顾及冻融驱动下活动层的变形和土壤孔隙及水分的变化构建了活动层厚度反演模型。首先,通过SBAS-InSAR技术提取研究区垂直向地表形变。然后,构建CNN-BiLSTM-AM模型,使用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)对多源遥感数据特征提取,采用双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-term Memory,BiLSTM)对提取特征进行预测,添加多头自注意力层(Attention Mechanism, AM)提高模型对关键信息的提取,得到多特征约束下的土壤含水量预测值。最后,以垂直向地表形变作为表征活动层的主要参数,构建基于土壤孔隙比和土壤含水量的活动层厚度反演模型,得到兰新高铁冻土区活动层厚度的时空分布。【结果】模型估计值与俄博岭实测数据验证的...
【目的】干涉合成孔径雷达测量(InSAR)技术近年来被广泛用于反演活动层厚度(ALT),然而现有研究较少考虑冻融对地表形变和土壤孔隙水热变化的影响,因此,本文构建了考虑土壤水热变化的ALT反演模型。【方法】使用InSAR技术和CNNBiLSTM-AM模型得到地表参数,顾及冻融驱动下活动层的变形和土壤孔隙及水分的变化构建了活动层厚度反演模型。首先,通过SBAS-InSAR技术提取研究区垂直向地表形变。然后,构建CNN-BiLSTM-AM模型,使用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)对多源遥感数据特征提取,采用双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-term Memory,BiLSTM)对提取特征进行预测,添加多头自注意力层(Attention Mechanism, AM)提高模型对关键信息的提取,得到多特征约束下的土壤含水量预测值。最后,以垂直向地表形变作为表征活动层的主要参数,构建基于土壤孔隙比和土壤含水量的活动层厚度反演模型,得到兰新高铁冻土区活动层厚度的时空分布。【结果】模型估计值与俄博岭实测数据验证的...
【目的】干涉合成孔径雷达测量(InSAR)技术近年来被广泛用于反演活动层厚度(ALT),然而现有研究较少考虑冻融对地表形变和土壤孔隙水热变化的影响,因此,本文构建了考虑土壤水热变化的ALT反演模型。【方法】使用InSAR技术和CNNBiLSTM-AM模型得到地表参数,顾及冻融驱动下活动层的变形和土壤孔隙及水分的变化构建了活动层厚度反演模型。首先,通过SBAS-InSAR技术提取研究区垂直向地表形变。然后,构建CNN-BiLSTM-AM模型,使用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)对多源遥感数据特征提取,采用双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-term Memory,BiLSTM)对提取特征进行预测,添加多头自注意力层(Attention Mechanism, AM)提高模型对关键信息的提取,得到多特征约束下的土壤含水量预测值。最后,以垂直向地表形变作为表征活动层的主要参数,构建基于土壤孔隙比和土壤含水量的活动层厚度反演模型,得到兰新高铁冻土区活动层厚度的时空分布。【结果】模型估计值与俄博岭实测数据验证的...
【目的】干涉合成孔径雷达测量(InSAR)技术近年来被广泛用于反演活动层厚度(ALT),然而现有研究较少考虑冻融对地表形变和土壤孔隙水热变化的影响,因此,本文构建了考虑土壤水热变化的ALT反演模型。【方法】使用InSAR技术和CNNBiLSTM-AM模型得到地表参数,顾及冻融驱动下活动层的变形和土壤孔隙及水分的变化构建了活动层厚度反演模型。首先,通过SBAS-InSAR技术提取研究区垂直向地表形变。然后,构建CNN-BiLSTM-AM模型,使用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)对多源遥感数据特征提取,采用双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-term Memory,BiLSTM)对提取特征进行预测,添加多头自注意力层(Attention Mechanism, AM)提高模型对关键信息的提取,得到多特征约束下的土壤含水量预测值。最后,以垂直向地表形变作为表征活动层的主要参数,构建基于土壤孔隙比和土壤含水量的活动层厚度反演模型,得到兰新高铁冻土区活动层厚度的时空分布。【结果】模型估计值与俄博岭实测数据验证的...
高海拔多年冻土区坡向差异可引起两坡面的温度场不对称,进而造成基础设施的不均匀沉陷和纵向裂缝。目前坡向效应的研究主要围绕青藏铁路东-西两个坡面而开展的监测与模拟研究,但高原线性工程走向可能涉及不同的方向,其他走向坡面的水热差异状态研究不足。本研究在青藏高原花石峡冻土观测基地建设了一个具有八个坡向的监测实体(称:八棱台),在八个坡面和顶面近地表安装土壤温度、含水量传感器,监测研究坡向差异对坡面近地表水热状态的影响。结果表明:东-西相对坡面近地表温度差异最小,月平均温差为0.1~2.3℃,最大温差出现在5月;而南-北相对坡面近地表温度差异最大,月平均温差为1.3~7.7℃,最大温差出现在2月。其余两个相对坡面近地表温差介于东-西相对坡面和南-北相对坡面之间,其中东北-西南相对坡面温差小于西北-东南相对坡面。仅从近地表坡面温度差异来看,高海拔多年冻土区线性工程南-北走向热稳定性较好,其次是西北-东南向,坡向效应不显著而温度场对称性较好。同样八个坡面近地表土壤体积含水量总体差异为东北-西南相对坡面差异最小,融化期月平均体积含水量差最大为0.06 m3·m-3
高海拔多年冻土区坡向差异可引起两坡面的温度场不对称,进而造成基础设施的不均匀沉陷和纵向裂缝。目前坡向效应的研究主要围绕青藏铁路东-西两个坡面而开展的监测与模拟研究,但高原线性工程走向可能涉及不同的方向,其他走向坡面的水热差异状态研究不足。本研究在青藏高原花石峡冻土观测基地建设了一个具有八个坡向的监测实体(称:八棱台),在八个坡面和顶面近地表安装土壤温度、含水量传感器,监测研究坡向差异对坡面近地表水热状态的影响。结果表明:东-西相对坡面近地表温度差异最小,月平均温差为0.1~2.3℃,最大温差出现在5月;而南-北相对坡面近地表温度差异最大,月平均温差为1.3~7.7℃,最大温差出现在2月。其余两个相对坡面近地表温差介于东-西相对坡面和南-北相对坡面之间,其中东北-西南相对坡面温差小于西北-东南相对坡面。仅从近地表坡面温度差异来看,高海拔多年冻土区线性工程南-北走向热稳定性较好,其次是西北-东南向,坡向效应不显著而温度场对称性较好。同样八个坡面近地表土壤体积含水量总体差异为东北-西南相对坡面差异最小,融化期月平均体积含水量差最大为0.06 m3·m-3