以位于青藏高原与黄土高原及陇南山地过渡带的甘南藏族自治州为例,基于考虑土壤冻融界面变化的陆面过程模式研究了1979-2012年冻土变化及水资源与生态系统碳通量对气候变化的响应。结果表明,甘南州气候态多年冻土面积约1. 5×104km2,季节性冻土约占2. 5×10~4km2,多年冻土最大融化深度呈增加趋势,季节冻土最大冻结深度逐渐减少,整体上冻土正随着气温上升逐步退化;尽管降雨有所增加,而气温上升引起的蒸散发增加也可能是产流减少的原因之一,其中多年冻土区更为敏感,水热变化增减率较季节冻土区大;生态系统碳循环方面,北部主要表现为碳源,南部则表现为碳汇,升温促进植被生长,使得进入生态系统的碳呈略微增加的趋势,尽管总初级生产力(GPP)与净初级生产力(NPP)呈增长趋势,但植被碳利用效率逐步减小,表明气候变化背景下生态系统固碳能力有所退化;最后经多元回归分析可知,气候变化在多年冻土区可以解释66%的NPP变化与31%的生态系统净交换量(NEE)变化,而在季节冻土区则能解释45%的净初级生产力变化。
[目的]探究祁连山地区冻土的季节性变化以及植被对祁连山季节冻土的影响,建立冻土深度与温度的关系。[方法]对比观测了祁连山排露沟小流域的阴坡青海云杉林下土壤和阳坡草地土壤冻结融化过程,定量分析土壤冻结层随季节的变化。[结果](1)祁连山区季节性冻土每年10月中下旬开始冻结,4月冻土层上界面开始融化,8月消融完毕。该冻结融化过程可划分为单向冻结、单向融化和双向融化3个阶段段。(2)青海云杉林内土壤的冻结起始时间与草地土壤基本相同,但冻结速率比草地快,最大冻结深度比草地大;青海云杉林土壤冻结层融化阶段的起始时间亦与草地基本相同,融化速率相近,但青海云杉林下冻土融化持续的时间更长。(3)积温决定土壤冻结融化进程,当冻结小时积温达到约-460℃·h,土壤开始冻结;当小时积温达到约62℃·h,土壤冻结层的上界面开始融化。[结论]土壤冻结层深度与小时积温的相关系数达到0.9以上,可用于预测预报冻土的冻结状态。
全球变化显著改变了降水与气温的时空分布特征,加之我国特殊的自然地理条件,使得近年来干旱事件呈广发和频发的态势,严重影响农业生产与粮食安全,造成巨大农业经济损失。本项目拟构建渭河流域分布式水文模型,模拟流域尺度农作物产量,分析农业干旱时空演变规律,剖析农业旱灾致灾机理,从而对渭河流域农业旱灾损失进行综合评估。首先,借助分布式水文模型模拟渭河流域水循环过程,并完善其相对薄弱的作物生长模块以模拟流域尺度农作物产量;其次,提出基于蓝水绿水概念的农业干旱评价指标,并优选已有干旱指标分析流域农业干旱时空演变规律;最后,深入剖析渭河流域农业旱灾致灾机理,定量分析作物产量对水分亏缺的响应关系,建立作物水分生产函数,识别农业旱灾致灾因子,探讨干旱对农作物产量的影响,从而对渭河流域农业旱灾损失进行综合评估,为减轻干旱对渭河流域农业的影响提供理论依据与技术支撑。
2014-01扎龙湿地季节性冻土广泛分布.利用我国第一个湿地气象水文自动观测站的地温资料,初步研究了湿地季节性冻土的冻融规律,通过分析径流量、降水量等长系列数据,研究了季节性冻土的冻融过程对湿地生态水文过程的影响.结果表明:扎龙湿地土壤每年从10月20日左右开始进入不稳定冻结期,第2年3月下旬达到冻结最大深度,于次年的3月5日左右开始消融到5月下旬全部消融.季节性冻土是影响湿地生态水文过程的重要因素,冻结滞水是天然和人工植物越冬、春季繁衍的水分代谢均衡不可缺少的,甚至是惟一水资源,是促进盐渍化、沼泽化和保持生态平衡的主导因子.
【中文摘要】针对我国西南岩溶区不同生态环境的典型峰丛山区,以地球系统科学为指导,运用野外调查和自动化监测技术,深入调查研究表层岩溶带调蓄水资源的方式,表层岩溶水系统的结构类型,森林、次森林、灌木、草丛、石漠五种生态环境下表层岩溶水的动态变化规律,不同环境植被调蓄表层岩溶水资源的量与质及其时间规律,表层岩溶水超渗产流形成表层岩溶泉的机制和影响因素;在大量调查、监测数据的基础上,运用模糊数学方法,建立表层岩溶水资源评价模型,定量评价典型峰丛山区的表层岩溶水资源量;提出峰丛山区的水源林建设的对策与措施。从而深入发掘地下河深埋之岩溶峰丛山区的表层岩溶水资源,揭示生态环境对表层岩溶水的调蓄功能,深化岩溶水文地质研究,为西南岩溶区新一轮国土资源大调查中的表层岩溶水资源评价和开发区划提供技术方法,为解决西南岩溶石山地区贫困居民的干旱缺水问题提供科学依据。
2006-01【中文摘要】根据西北干旱-半干旱区水循环和陆地生态系统特征及其相互作用机制,以生态环境脆弱区不同景观小流域作为案例研究,综合实验研究、模型模拟结合遥感和地理信息系统技术,通过尺度转换和系统耦合的方法,从叶片-生态系统-小流域不同尺度,模拟并分析西北干旱-半干旱区不同景观内主要植物种的生理生态学特性,不同生态系统内的水分平衡过程以及不同小流域生态水文特征,探讨生态水文过程对气候和土地利用变化的敏感性。完善西北干旱-半干旱区小流域生态水文过程研究的理论和方法体系,为西北干旱-半干旱区生态建设和退耕还林还草提供必要的科学依据。
2005-01