2024年, 第46卷, 第6期 刊出日期:2024-12-25
  

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    第二次青藏高原综合科学考察研究
  • 杨佳馨, 德吉, 姚檀栋, 曲冬梅, 于正良, 旦增白姆
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1715-1727. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0134
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    降水氢氧稳定同位素(δ18O和δ2H)作为水循环过程的有效示踪剂,可以揭示水汽来源和水汽传输路径。为了认识季风和西风水汽来源对拉萨河源廓琼岗日冰川流域降水δ18O的影响,利用2020年7月—2023年7月期间在廓琼岗日3个采样点收集的347个事件降水样品,研究了该区降水δ18O的变化特征、大气降水线及其与气象要素和对流活动的关系。结果发现,研究区内冰川末端(海拔5 544.5 m)、流域源头(海拔5 374.0 m)和流域出口(海拔4 941.3 m)3个采样点2020年7月—2023年7月期间的温湿度、降水量差异较小;并且在2020年7—8月期间,3个采样点降水δ18O和降水线均相近,反映了廓琼岗日冰川流域内部气候差异较小。分析流域出口处2020年7月—2023年7月期间降水δ18O显示,日尺度降水δ18O以6月中旬为界,前一阶段较高,后一阶段较低;月尺度降水δ18O极高值在6月,极低值在9月。流域内季风期降水线的斜率和截距(8.12、11.78)明显小于非季风期(8.79、23.18),反映了季风期降水的水汽来源地具有较高的相对湿度;全年范围(8.27、15.10)和季风期降水线的斜率和截距更相近,可能与该流域内季风期降水占全年降水比例较大有关。廓琼岗日冰川流域季风期降水δ18O在月尺度上呈显著的温度效应,全年范围降水δ18O在日尺度上呈显著的降水量效应。降水事件前1~6天的对流活动对降水δ18O具有贫化作用,并且其影响在季风期较明显。后向轨迹追踪表明,印度季风携带的水汽为该区域带来了几乎全年的降水,季风会使该区域降水δ18O逐渐贫化。以上研究内容初步揭示了青藏高原南部高寒山区降水δ18O的变化特征及其影响因素,可为高寒地区水循环研究提供基础资料。

  • 景晶晶, 吴志坚, 丁万鹏, 张晓华, 马巍
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1728-1740. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0135
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    青藏高原气候暖湿化加剧了多年冻土退化速率,影响公路、铁路等基础设施稳定性。热棒技术具有主动单向降温特点,已广泛应用于我国青藏高原和东北部的多年冻土地区。现有研究多采用数值仿真或钻孔测温方式分析热棒技术的降温效果,随着地球物理探测技术的发展,探地雷达技术为冻土工程领域提供了一种连续且无损的新研究方法。本文以青藏公路沱沱河至唐古拉山垭口段为研究区,采用探地雷达技术研究热棒技术对路基的降温效果。在道路病害调查的基础上,选取双侧单排直插热棒路基、单侧单排斜插热棒路基和相邻未处治冻土路基三处典型路段,采用探地雷达技术探测分析路基结构损伤和下伏冻土分布情况,结合现场考察评价不同热棒布设方式对冻土路基降温效果的影响。结果表明降温效果:双侧单排直插热棒路基>单侧单排斜插热棒路基>未处治路基。双侧单排直插热棒路基下伏多年冻土层分布具有良好的连续性,与路侧天然地表相比冻土上限提升0.47 m,其上路基结构完整;单侧单排斜插热棒路基下伏多年冻土层连续性一般,冻土上限与路侧天然地表相比较为接近,其上路基结构存在结构疏松和裂隙区域;未处治路基下伏多年冻土层分布连续性较差,冻土退化明显,冻土上限较路侧天然地表退化0.80 m,其上路基结构存在大面积疏松和局部积水。同时,冻土退化会诱发道路工程病害,对比发现单侧单排斜插热棒路基和未处治路基冻土退化路段,路基结构疏松和裂隙发育,不均匀沉降和路面裂缝、坑槽等病害多发。探地雷达测试能够较好地呈现道路下伏多年冻土的分布情况和路基结构损伤特征,分析路面病害机理,为公路大中修方案提供科学依据。分析表明热棒技术可以有效减缓路基下伏多年冻土的退化速率,但不同的布设方式对热棒的降温效果有一定影响,常规的热棒布设方式无法满足高边坡路基的降温需求。因此,针对路基热状态和结构特征,科学合理地开展热棒路基设计、规范施工和有效运维,对提高路基下覆多年冻土上限,减少或减缓路基热融病害,提升公路服役性能和水平,具有重要的现实意义。

  • 冰冻圈与全球变化
  • 温海焜, 周纬, 田彪, 张文千
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1741-1748. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0136
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    南极气象监测对于全球气候变化研究具有重要意义,近年来各国对南极气象的监测愈发重视,在南极建立的自动气象站也越来越多,越来越深入内陆。自动气象站的工作环境存在着气候恶劣、长期无人值守等困难条件,因此对气象塔的结构强度和稳定性有着较高的要求。本文对气象塔的结构强度及其对风速测量的影响进行了研究。使用前期实测得的南极泰山站的较大风力日2017年7月17日24小时的气象数据进行流固耦合的分析,在计算尺度系数为20的情况下循环一个月最小安全系数仍有1.065,说明气象塔目前的结构有着良好的疲劳寿命,保证了气象塔在无人值守的情况下能长时间提供南极气象数据。通过对其屈曲稳定进行分析,得到其在50 m·s-1的大风天气下最小安全系数仍有3.8016,说明了气象塔在南极大风天气下仍可以保持稳定。对气象塔在不同风速下的工作情况进行仿真模拟,得到其相对于原本风速的最大平均偏差仅为1.37%,说明了气象塔的结构对风速传感器的测量数据的影响小,保证了其监测得到的南极气象数据的可靠性。

  • 曹熠, 徐国杰, 陈立奇
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1749-1766. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0137
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    铁(Fe)是重要的海洋微量营养要素,是影响海洋浮游植物生长和碳吸收的重要因素。南大洋是世界上最大的“高营养盐、低叶绿素”海区,由于常年铁缺失,虽营养盐较高但初级生产力很低。因此,大气中的铁输入可缓解南大洋的缺铁营养要素限制,进而提高海洋生产力,促进海洋对二氧化碳的吸收,并影响全球气候变化。本文总结了近年来南大洋及南极大陆上空气溶胶铁的研究进展,包括以下几个方面:(1)厘清大气气溶胶铁的形态、浓度和溶解度的分布特征及其溶解度影响因素。大气气溶胶中总铁的观测浓度范围为0.1~150 ng·m-3,总铁可分为生物活性铁与不溶性铁,而生物活性铁包含可溶性铁与不稳定铁两种形态;可溶性铁主要有Fe(II)和Fe(III)两种形态,二者含量差异较大,且受季节变化影响;铁的溶解度分数变化范围较广,为0.01%~90%,受大气老化过程(包括酸溶解过程、有机络合过程、光还原溶解过程和云过程)和气溶胶铁的自身特性(如粒径大小、比表面积)以及气团来源等因素影响。(2)探索大气气溶胶铁的来源,包括矿物粉尘源、生物质燃烧源、化石燃料燃烧源以及南极本地源。矿物粉尘源是大气气溶胶铁的主要来源,随着人类活动加剧和工业化发展,大气气溶胶人为源铁沉降对南极可溶性铁含量的贡献持续增加。同时,随着海冰融化加速导致开阔无冰海域面积扩大,南极大陆铁源也需引起重视。(3)探讨大气气溶胶铁的沉降通量并评估南大洋对大气沉降过程的响应。总铁沉降通量为1.31×10-6~297.33×10-6 g·m-2·a-l,南大洋对大气沉降响应敏感,例如2019年澳大利亚林火引起气溶胶中可溶性铁含量显著增加,造成了以浮游植物快速生长为标志的藻华现象。此外,基于目前研究现状进行了展望,可为今后南大洋及南极大陆深入开展大气气溶胶铁的相关研究提供基础参考。

  • 燕金凤, 苏晓莉, 罗志才
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1767-1779. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0138
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    斯瓦尔巴群岛是全球对气候变化最为敏感的地区之一,受北极放大效应影响,该地区的冰川正在经历显著的萎缩。已有研究表明,斯瓦尔巴群岛冰川质量亏损正在加速,但目前对该地区跃动冰川造成的总体冰量损失尚不明确。本文利用高精度ICESat-2激光测高数据,采用改进的分类方法对2019年3月至2022年6月斯瓦尔巴地区冰川表面高程变化进行了研究。结果表明:2019—2022年斯瓦尔巴地区冰川整体表面高程呈现下降趋势,平均表面高程变化率为(-0.94±0.23) m·a-1,对应的体积变化趋势为(-31.62±7.73) km3·a-1。其中,跃动冰川面积约占22%,跃动冰川的体积变化趋势为-13.23 km3·a-1,占该地区冰川总体积变化趋势的42%,因而跃动冰川变化是导致该地区总冰量减少的主要原因之一。斯瓦尔巴地区面积最大的潮水跃动冰川,Storisstraumen,在过去20年间其面积扩大了约284 km2;在本文研究时段内,其体积变化趋势为-5.67 km3·a-1,占该地区总冰体积变化趋势的18%,该地区气温的升高很可能加剧了Storisstraumen冰川的跃动,目前该冰川仍处于跃动期。本文不仅揭示了2019—2022斯瓦尔巴地区冰川的表面高程变化特征,同时量化了跃动冰川在整体冰川体积变化中的贡献,这可为更深入理解该地区冰川变化动态提供依据。

  • 尹红, 孙颖, 王东阡
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1780-1789. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0139
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    气候变暖导致了青藏高原冰川退缩、冻土消融,对自然生态系统造成了严重的影响。近年来高原变暖持续加剧,2022年经历了1961年以来最暖的夏季,青藏高原中东部区域夏季平均最高气温(Tmax)和最低气温(Tmin)比1961—1990年分别增暖了2.37 ℃和2.51 ℃。本研究利用模式评估和重建相结合的方法,揭示人类活动对青藏高原地区极端温度事件的影响,并预估未来的变化。研究表明:人类活动排放的温室气体增加了青藏高原2022年夏季发生极端高温事件的概率,极端Tmax事件在人类活动影响和自然因子影响下发生的概率分别为3.67%和0.012%,人类活动对2022年夏季极端Tmax事件贡献为1.26 ℃(0.86~1.68 ℃);极端Tmin事件在有人类活动影响下发生概率为23.5%,而在自然因子影响下没有检测到发生类似强度的事件。人类活动对2022年夏季极端Tmin事件贡献为2.35 ℃(1.89~2.81 ℃)。CMIP6模式低估了青藏高原地区观测到的气温变化,基于归因约束方法校准了模式对观测的模拟偏差,预估显示,在共享社会经济路径中等排放情景下(SSP2-4.5)青藏高原夏季平均最高气温和最低气温未来将继续增加,未来青藏高原发生类似2022年极端高温事件风险不断增大。

  • 李江, 魏光辉, 钟康正, 徐丽萍
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1790-1799. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0140
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    基于已有研究的综述和近期工作,收集和梳理了2013—2023年冰川物质平衡已有成果,归纳得到了目前常用的冰川物质平衡研究方法及模型,并总结了我国冰川物质平衡研究现状。结果表明:目前常用的冰川物质平衡研究方法可分为三类,分别为传统冰川学方法、影像大地测量法及卫星重力监测法。此外,还有一种以建立物质平衡(冰川积累和消融代数和)与气象要素变化之间关系为核心的冰川平衡模式,这种基于能量平衡方程的模式称为冰川物质平衡模型,在研究中可将其分为三类,分别为冰川平衡半经验模型——度日因子模型、能量-平衡模型以及冰流模型、物质平衡模型的耦合模型——开放全球冰川模型(OGGM)。在全球气候变暖的影响下,中国冰川整体呈现负平衡趋势和区域差异性。其中,祁连山老虎沟12号冰川物质亏损尤为强烈,1991—2020年累计损失-71 760 mm w.e.;昆仑山区域早期物质平衡相对稳定,后逐渐出现负平衡,马兰山东段冰川于2000—2020年累计损失-300~-180 mm w.e.;天山区域整体受气温影响较大,负平衡趋势显著,玛纳斯河流域内冰川在2000—2016年间累计损失-9 811.19 mm w.e.,天山乌鲁木齐河源1号冰川在1956—2016年间累计损失-17 351.5 mm w.e.;唐古拉山区域物质平衡变化与昆仑山区域变化相似,但其负平衡较昆仑山区域更为显著,冬克玛底河流域内冰川在1966—2015年内累计损失-7 550 mm w.e.;喜马拉雅区域冰川有轻微负平衡状态,羊卓雍措两岸冰川在1987—2021年累计损失-930 mm w.e.;阿尔泰山冰川整体为负平衡状态,2000—2010年的亏损程度要大于2010年后的亏损程度。

  • 杜晓丹, 赵宇, 赵玲
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1800-1815. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0141
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    受黄淮气旋影响,2021年11月7—9日和21—23日在我国东北地区分别出现了两次暴雪天气过程。为寻找监测指标,改进预报技术,本文利用常规观测、FY-4A红外云图,结合欧洲中期天气预报中心(ECMWF)0.25°×0.25°逐小时的ERA5再分析资料,对这两次暴雪过程进行了对比分析。结果表明,前者是黄淮气旋单独北上,气旋路径偏西,在东北地区停留时间长,强降雪范围大,出现了雨、雨夹雪和雪等复杂降水相态;而后者是黄淮气旋与蒙古气旋合并,气旋路径偏东,在东北地区停留时间短,强降雪范围小,以纯雪为主。两次过程的云系演变均呈现Shapiro-Keyser气旋发展模式,具有暖锋后弯和锢囚包卷特征,前者宽广的暖锋云系控制内蒙古东部和东北地区,导致大范围强降雪,而后者暖锋云系在东北地区东部,造成强降雪范围小;降雪强度与反射率大于30 dBZ的中尺度降水区的强度和持续时间密切相关。两次暴雪过程的水汽和热动力条件有很大不同:前者受热带扰动外围水汽输送的影响,有2条水汽通道,输送来自日本海、黄海和东海的水汽,而后者只有1条水汽通道,输送来自日本海的水汽;前者的水汽辐合、暖平流和锋生都强于后者,因此较后者有更强的降水。两次过程中东北地区西部整层温度一直低于0 ℃,以降雪为主,而7—9日过程吉林东部和辽宁东部冷空气影响前地面温度较高,为降雨,有些地区地面温度虽然低于0 ℃,但900~800 hPa出现暖层,冰晶融化,出现雨夹雪和冻雨,冷空气主力下来后转雪。本文通过对比分析这两次暴雪过程,尝试寻找黄淮气旋暴雪的预报监测指标,可为黄淮气旋暴雪预报提供参考。

  • 寒区工程与灾害
  • 鲁洋, 穆彦虎, 王建, 郑军威, 杨子越, 朱戎熙
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1816-1827. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0142
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    寒区冻土工程在极端气候下面临挑战,土壤温度变化威胁工程结构稳定和安全,准确预测温度变化对工程安全至关重要。由于土壤冻结涉及材料相变,模拟预测中会出现非连续问题,基于连续性假设的热传导模型和局部偏微分方程的传统数值方法在求解该类问题时常产生奇异性。为此,本文引入近场动力学微分算子(PDDO),将经典连续介质力学中的偏微分方程转化为非局部积分形式,并基于热焓法建立相变热传导模型。选取不同近场范围模拟二维热传导过程并与解析解进行对比,确定在近场范围δ=3Δx时具有较高精度。选取不同相变材料模拟二维相变材料热传导过程,准确地模拟出相变材料在热传导过程中的温度变化以及材料相变过程。最后模拟了不同冻结温度下二维土体的冻结过程,准确捕捉到了相变温度并明显展现出相变温度平台。证实了本文提出的基于近场动力学的土冻结过程热传导模拟方法可以在给定条件下准确预测冻土温度变化。

  • 李琦峰, 邢峥光, 党冰, 彭尔兴, 胡晓莹
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1828-1838. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0143
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    为探究木质素纤维联合微生物诱导碳酸盐沉淀技术(MICP)固化季节冻土区粉土的力学性能,开展了木质素纤维影响下MICP诱导碳酸钙生成量试验、冻融循环下木质素纤维-MICP固化试样的无侧限抗压试验、直剪试验和SEM扫描电镜试验。结果表明,随着纤维掺量的增加,碳酸钙含量呈线性增加趋势,与SF0M试样相比,SF2.0M试样的碳酸钙含量增加了426.6%。随着冻融循环次数的增加,所有试样的无侧限抗压强度和抗剪强度均下降并最终趋于恒定,且SF1.5M协同固化试样的抗冻融能力最佳,10次冻融后其无侧限抗压强度仅下降45.9%,而SF0M和SF0试样下降63.4%和80.0%;经历10次冻融循环之后,在400 kPa法向应力下,相较于SF0M和SF0,SF1.5M土样抗剪强度分别增加了76.4%和184.0%;而其黏聚力也提高了46.5%和126.0%。木质素纤维为碳酸钙的生成提供了更多的附着位点,纤维掺量为1.5%时,土颗粒与碳酸钙晶体和纤维形成了更为致密的胶结结构。当纤维掺量增加到2.0%时,碳酸钙晶体与纤维交织在一起,出现团聚体,阻碍了土颗粒之间的有效胶结,对固化效果起到相反作用。本研究可为寒区土体加固提供了数据支持和理论指导。

  • 孙超, 王培金, 郭浩天, 宋韬, 王寒冬
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1839-1848. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0144
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    为研究不同温度模式下土体冻结特性,利用冻结试验装置对长春地区粉质黏土进行单向冻结试验。通过改变试验装置顶板温度及温度变化速率,研究分析试验过程中土体温度变化,试验前后土体含水率变化,试验后试样冷生构造、竖向冻胀位移。试验结果表明,土体温度变化大致分为四个阶段:骤降,回升或缓降,持续降温,恒定。相同降温速率,顶底板温度梯度越大,第二阶段温度回升程度越大;顶底板温度梯度相同时,降温速率越大,第二阶段温度回升程度越小。试验结束后,土体外表面出现网状裂缝且沿深度方向裂缝变宽,网状构造宽度与温度梯度大小成正比;土体内部有明显水分结晶,连续分凝冰包裹土体形成类似蜂窝状结构,其中存在一定肉眼可见的未冻水,且降温速率越小,肉眼可见未冻水含量越少。靠近控温顶板(冷端)土体含水率显著增加,靠近控温底板(暖端)土体含水率减小或基本不变,降温速率相同,温度梯度越大,冷端附近土体含水量增加越明显,相同冻结温度下,降温速率越低,冷端附近含水量增量越大。土体竖向冻胀量与温度梯度成正比,降温时间30 min条件下,冷端温度由0 ℃降低至-15 ℃冻胀量增加趋势较大,降温时间为60 min时,-10~-15 ℃温度变化区间冻胀量变化趋势最大。

  • 秦子涵, 张熙胤, 吕旭浩, 朱奎源, 罗乾, 左森虎
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1849-1859. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0145
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    冻土区地震液化现象频发,上覆盖土层的冻结将砂土地震液化特性分析变得复杂化。为研究上覆冻土层对砂土地震液化特性的影响,设计了具有土体冻结系统的剪切模型箱,开展冻土层覆盖条件下砂土地震液化振动台试验,分析不同地震波作用下模型土体加速度、孔隙水压力、土压力、层间和顶部位移的变化规律。结果表明,冻土层覆盖条件下砂土层从底部开始出现局部液化现象,随输入地震动峰值的增大,其液化高度逐渐增加。砂土层液化后的加速度放大系数变化规律与冻土层保持一致,均随着输入地震动峰值的增大先增加后降低,但砂土层对输入地震波的放大能力大于冻土层,不同土层对地震动放大的敏感程度不同。此外,冻土层出现震陷和滑移现象,地震液化造成水分上迁汇聚在冻土-砂交界处,致使冻土层滑移加剧,砂土层的层间位移会随土层高度的增加而增大,但在液化面高度以上发生突降。因此,上覆冻土层可液化场地中结构的抗震验算需重点关注冻土-砂交界处以及液化高度处。本文可为上覆冻土层的可液化场地中土体力学行为变化研究提供数据支撑。

  • 辜世旺, 全晓娟, 龚禹为, 钟官峰, 汪波
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1860-1870. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0146
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    冻土强度对评估冻土区构筑物的稳定与安全具有重要作用。然而受制于冻土复杂的四相介质体系,目前尚无成熟的手段来实时监测土体力学性能。以东北地区某工程现场粉砂土为对象,基于压电陶瓷测试技术,结合低温三轴试验,对不同负温状态下土体的力学性态进行定量研究。结果表明:随着温度的降低,土体的破坏强度、弹性模量、黏聚力均呈现出先快后慢的增长趋势。同时,传感器接收到的压电信号时域图像呈延伸和扩展态势,且主要信号频率范围逐渐向高频方向移动,压电信号能量对土体强度变化有很强敏感性。基于小波包分析得到的分解信号能量,建立粉砂土强度强化指标,该指标能很好地反映负温与土体强度的关系。研究结果可为压电陶瓷测试技术的工程应用提供参考。

  • 魏学利, 陈其鹏, 焦友金, 午洋泽, 许瀚文, 向翻, 石兴武
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1871-1882. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0147
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    近年来,季节冻土区滑坡灾害的发生频率逐渐增加且危害加重,引起人们的广泛关注。相对于非季节冻土区,季节冻土区的积雪消融和土体冻融的物理过程是否对滑坡产生影响,有待进一步研究。2002年5月9日发生在中国天山伊犁地区的一个巨型黄土滑坡群(加郎普特滑坡群)为本研究提供了一个理想案例。本研究基于实地勘察、遥感影像判识、气象数据分析和黄土特征试验等方法,探究加朗普特滑坡群的形成过程,揭示其破坏模式和失稳机理。研究表明,加朗普特黄土滑坡群由3个滑坡构成,总堆积方量约1 735.5×104 m3,滑动过程断断续续持续了2天,其形成与发展是多级、多次的推移式滑动破坏过程。加朗普特滑坡群的发生是早期融雪和后期暴雨耦合触发的结果。春季气温异常升高驱动的积雪融水影响斜坡前期变形演化,极端暴雨是滑坡发生的激发因素。另外,特殊坡体结构和地层组合为黄土滑坡发生提供了物质结构基础。结合斜坡变形过程我们建立了考虑降水入渗和冻融循环作用的黄土斜坡变形破坏模式,并提出了黄土斜坡滑面静态液化和坡脚滑动液化的联合是诱发黄土滑坡发生的重要机理。随着气候变化驱动的异常升温事件增多,未来天山季节冻土区发生大型黄土滑坡的风险极高。本研究对认识融雪诱发黄土滑坡的形成机制提供新思路,对理解季节冻土区滑坡的早期预警和风险评估具有重要意义。

  • 冰冻圈生态学
  • 陈魁, 李晓英, 蔡慧颖, 韩易伦, 刘静
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1883-1895. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0148
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    北半球多年冻土区土壤有机碳(SOC)是全球碳库的重要组成部分,在全球碳平衡过程中具有重要作用。随着全球气候变化,中高纬度多年冻土区森林火灾频发,诱发多年冻土快速退化,导致SOC大量损失,对气候变暖形成正反馈效应。研究不同火烧强度后多年冻土区SOC及其组分的含量变化特征,对于火后SOC库的管理具有重要意义。本文选取大兴安岭阿龙山镇多年冻土区2009年火烧迹地为研究对象,通过相邻样地比较法,对不同火烧强度0~1 m深度的SOC含量、密度及其组分含量的变化规律进行分析。结果表明:(1)在未过火样地,随着土壤深度的增加,SOC含量及密度、游离态颗粒有机碳(fPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)和颗粒态有机碳(POC)含量下降,与0~10 cm土层相比,90~100 cm处含量分别下降了84.75%、2.78%、99.82%、91.86%和98.97%;矿物结合态有机碳(MAOC)含量变化趋势相反,与0~10 cm土层相比,90~100 cm处含量增加了830.93%。(2)与未过火样地相比,在0~1 m深度,轻度火烧样地SOC含量和密度分别降低了9.78%和9.30%;fPOC、oPOC、POC和MAOC含量分别增加了5.03%、39.95%、11.19%和15.98%。重度火烧样地SOC含量、SOC密度、fPOC、POC和MAOC含量分别降低了65.11%、68.48%、72.53%、54.29%和81.81%;oPOC含量增加了30.84%。(3)火烧强度、土层深度以及二者的交互作用对SOC含量、密度及其组分含量的影响均表现为极显著。综上所述,林火对SOC及其组分产生了显著影响,导致SOC及其组分大量损失,改变了SOC库的分布格局,降低了土壤碳库的质量及其稳定性。本文结果可为大兴安岭多年冻土区火后土壤碳动态研究提供基础数据支撑。

  • 冰冻圈与可持续发展
  • 陈宇, 岳游松
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1896-1907. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0149
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    近年来,随着冰雪旅游产业的快速发展,我国东北地区凭借丰富的冰雪资源,成为冰雪旅游的重要目的地。如何提升冰雪旅游的整体发展效率、实现资源的可持续开发,成为当前亟待解决的问题。本文运用三阶段超效率SBM模型测算了东北地区冰雪旅游发展效率,并结合压力-状态-响应理论,利用面板Tobit模型分析了效率的影响因素。研究结果表明:(1)2015—2023年东北地区冰雪旅游发展效率整体呈波动上升态势,规模效率是造成低效率的主要原因;(2)2015—2023年东北地区冰雪旅游发展效率呈现“由沿海向内陆递减”的空间分布态势,并形成了以沈阳和哈尔滨为中心的两个冰雪旅游圈,效率均值从高到低依次为辽宁省、吉林省、黑龙江省和内蒙古自治区东部地区,大部分城市未达到理想状态,冰雪旅游资源开发的区域不平衡、不稳定现象较为突出;(3)东北地区冰雪旅游发展效率受城市压力、状态和响应等方面因素的影响,在发展冰雪旅游业时,应平衡社会压力和生态压力,加强社会响应,避免“过度旅游”局面的出现,以进一步实现冰雪旅游与生态环境的深度融合。本文对推动东北地区冰雪旅游的可持续发展、提升区域旅游竞争力具有一定的理论和现实意义。

  • 第四纪与行星冰冻圈
  • 邱锦坤, 王杰
    冰川冻土. 2024, 46(6): 1908-1920. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2024.0150
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    宇宙成因核素暴露测年是确定局地或区域第四纪冰川作用时代最主流和最重要的手段。强烈的地质地貌过程常造成样品预先暴露或不完全暴露,进而测年结果无法指示真实的冰川作用时代,其影响大时年代数据的离散程度甚至会非常高。学者们也先后提出了众多冰碛暴露测年的统计分析方法试图降低其不确定性,但厘定结果往往存在巨大差异,甚至成为第四纪冰川演化空间异时性及其驱动机制争议的根源。然而,无论国内还是国际上也都缺乏对这些方法的系统梳理和评估。为此,本文旨在梳理目前已有的分析策略与方法及其可能存在的局限性,提出更为完善的分析方法;并以雅鲁藏布江流域末次冰期以来已发表的冰碛10Be暴露测年数据为例,通过综合对比各种代表性分析方法间的差异,发现偏老年龄模式更具合理性,而本文提出P-PDE方法不仅可靠性高,精度也可满足千年时间尺度冰川演化序列建立的要求。此外,本文关于年代数据分析策略与方法的总结,对提升暴露定年在其他相关领域应用的可靠性和精度也具有重要的借鉴意义。