湖泊面积和水量的变化对干旱区生态环境有着重要的影响。本文以青海省格尔木河流域的东达布逊湖为例,基于GEE云计算平台和Landsat数据,构建多指标随机森林算法提取1987—2021年的湖泊面积;结合ICESat和Cryosat等激光雷达数据刻画湖泊水面—水位关系,估算湖泊水量变化;并利用ERA5-Land数据和钾盐开采量基于相关性分析和随机森林贡献率计算方法探讨自然因素和人类活动对湖泊的影响程度。结果表明:湖泊面积在时间上的变化划分为扩张期、萎缩期、恢复期、萎缩期和快速恢复期5个阶段;而在空间上表现出南部萎缩、向西北部扩张的特征;2003—2021年东达布逊湖水量呈现上升趋势。气温、冰川冻土融化和太阳辐射是影响湖泊面积的主要因素,其贡献率分别为31.0%、29.4%和15.5%。在人类活动影响方面,2010年后钾肥的开采是湖泊面积变化的重要诱因。基于ARIMA模型预测发现,湖泊面积将于2030年减小至302.78 km2。
海拔是影响地衣物种分布的主要因素之一。文中以地衣的盖度为指标计算天山一号冰川6个不同海拔梯度岩面生地衣的多样性和相似性指数，同时分析了生长型与海拔间的关系。采用主成分分析和相关分析探讨了海拔对岩面生地衣多样性的确定影响。结果显示：分布在天山一号冰川的岩面生地衣共有89种，隶属于15科31属。岩面生地衣物种多样性先随着海拔梯度增加而增高，到了3700m高海拔后开始逐渐下降。地衣的生长型主要由壳状、鳞片状地衣为主的微小型地衣组成，叶状生长型3300m以上的地区均占一定比例；3600m以上的样点缺少枝状生长型，充分体现了岩面生地衣对高山极端环境的适应特征。研究结果阐明了天山一号冰川岩面生地衣的多样性及其分布特征，将可作为该地区进一步研究地衣物种多样性及长期环境监测的基础数据。
利用1974—2016年10月至次年4月河北省最大冻土深度、气温和0 cm地温数据,采用线性相关等方法,分析河北省季节性冻土的最大冻结深度时空分布特征及其与平均气温和地温的相关性。结果表明:河北省冻土的最大冻结深度高海拔地区大于低海拔地区、高纬度地区大于低纬度地区。近43 a最大冻结深度呈波动减小趋势,最大冻土深度与平均气温和地温呈负相关,其对气温升高的响应更显著。中北部大部分地区最大冻土深度随平均气温和地温变化的递减率一致,而南部大部分地区最大冻土深度随气温变化的递减率大于随地温变化的递减率。
河北张家口属于季节性冻土区,温度和水分是影响土体结构和强度的主要因素,因此研究土壤温度和水分变化相关性对于分析土体结构稳定性和工程建设具有重要意义。本研究采用国产智能化墒情监测设备,在张家口坝上与坝下过渡带选择一个典型坡面为研究区,采用垂向分层监测方法,对土壤进行温度和含水率观测,历时一个水文年。通过监测数据分析,探究季节性冻土不同土壤层温度、含水率随时间的变化以及纵向空间不同土壤温度梯度、含水率变化关系。研究表明:典型坡面0.6 m以上土壤层,受大气温度影响,并相对于大气温度变化滞后。0.75 m以下土壤层全年温度高于0℃,最大冻土深度为0.6 m。斜坡面以下0.3 m、0.75 m处含水率变化受气温影响最大,变化规律一致,但影响因素不同;斜坡表面以下0.45 m和0.6 m温度的变化对于土壤层含水率的变化影响较小,且不同层位影响程度不同。
利用1961-2010年佳木斯、富锦2个代表站55 a的最大冻土深度及影响冻土的降雪、冬季温度等资料,采用气候趋势系数和气候倾向率的方法,对1961年以来佳木斯地区最大冻土深度变化进行了分析。结果表明,佳木斯地区最大冻土深度年际变化呈减小趋势,西部减小趋势明显大于东部;影响最大冻土深度变化的主要因子是最大积雪深度和冬季平均降水量,而且两者是呈负相关,相关系数通过信度为0.001的显著性检验。
为了研究石河子地区冻土分布的时空演变规律及其影响冻土的主要气象因子,通过对石河子地区4个气象台站冻土气象观测资料的整理和分析。结果表明:在全球变暖背景下,近50年来各站最大冻土深度逐渐减少,但减少的程度不一致,其中莫索湾站减少明显,石河子站次之,炮台站、乌兰乌苏站变化不明显。石河子的冻结始日最早,莫索湾地区最晚;炮台解冻最晚,莫索湾站最早;冻土持续时间炮台站、石河子站、乌兰乌苏逐渐减少,莫索湾站逐渐增加。影响冻土变化的主要影响因子是冬季平均气温和最大积雪深度。
利用石羊河流域上游、中游、下游当地气象站1961～2007年的冬季气温、降水、蒸发、最大冻土深度和1962～2008年沙尘天气的常规观测资料,分析了近47 a石羊河流域冬季最大冻土深度和春夏沙尘日数的空间分布以及时间变化特征,近而采用相关系数法分析了冬季各气象因子与冬季最大冻土深度和次年春夏沙尘天气之间的相关关系,以进一步探讨石羊河流域冬季最大冻土深度与次年春夏沙尘天气的关系,结果表明:空间分布上,受地理位置和海拔高度等因素影响,石羊河流域冬季最大冻土深度分布呈东南—西北走向,而沙尘日数分布呈西北—东南走向,北部荒漠低海拔地区的冻土深度小于南部山区高海拔地区,而低海拔地区的沙尘日数明显高于高海拔地区。时间分布上,石羊河流域以及流域上、中游冬季最大冻土深度和沙尘日数线性趋势一致,皆随时间递减,在下游冬季最大冻土深度和沙尘日数线性趋势相反。相关系数法分析表明,石羊河流域冬季冻土深度与次年春夏沙尘天气发生日数之间都存在正相关,究其原因可能归根于冬季热力因子和水分因子对冬季最大冻土深度和次年春夏沙尘发生日数影响的一致性,其中热力因子的作用大于水分因子。
利用1961～2007年石羊河流域上游、中游、下游当地气象站的冬季最大冻土深度、气温、地温、日照时数、降水量、相对湿度、蒸发、积雪资料,分析了近47 a石羊河流域冬季最大冻土深度的空间分布以及时间变化特征,进而采用相关系数法进一步探讨了冬季最大冻土深度变化的原因。结果表明:在空间分布上,石羊河流域冬季最大冻土深度分布与本地地理位置、土壤类型和海拔高度密切相关。石羊河流域冬季最大冻土深度梯度呈南—北走向,最大值出现在南部古浪,最小值出现在北部民勤。时间变化上,近47 a,石羊河流域以及流域上、中游冬季最大冻土深度呈下降趋势,而下游民勤冬季最大冻土深度则呈上升趋势,石羊河流域冬季最大冻土深度在不同时段内存在明显的6～7 a和9～10 a的周期反映,除下游民勤外在20世纪90年代都发生了突变。相关系数法分析表明,影响石羊河流域冬季最大冻土深度的气象因子是主要是热力因子,热力因子中关联最强的是极端最低地温和气温;水分因子中蒸发和冬季最大冻土深度的关联最明显。
