2014年, 第36卷, 第3期　刊出日期：2014-06-25

  

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冰冻圈与全球变化
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  欧亚大陆积雪分布及其类型划分

  张廷军, 钟歆玥

  冰川冻土. 2014, 36(3): 481-490. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0058

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  利用1966-2012年欧亚大陆1152个地面气象台站积雪深度资料，对欧亚大陆积雪深度、累计积雪天数和连续积雪天数的空间分布进行了分析，以连续积雪天数为标准对欧亚大陆季节性积雪类型进行了划分，并与应用累计积雪天数对积雪区类型的划分进行了比较研究. 结果表明：欧亚大陆积雪分布具有显著纬度地带性特征，积雪深度、累计积雪天数和连续积雪天数的大值分布区均位于俄罗斯平原的东北部、科拉半岛、西西伯利亚平原、中西伯利亚高原以及俄罗斯远东北部大部分区域. 与累计积雪天数划分方法相比，利用连续积雪天数对欧亚大陆季节性积雪分区，在前苏联地区积雪类型分区差异并不显著，但蒙古和中国的稳定积雪区明显缩减，青藏高原无稳定积雪区，中国大部分地区为非周期性不稳定积雪区. 两种积雪分区划分方法比较结果显示，连续积雪天数划分方法更能体现积雪累积的连续性和持久性，更符合对稳定积雪和不稳定积雪的划分标准.
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  阿尔泰山融雪期不同下垫面积雪特性观测与分析研究

  张伟, 沈永平, 贺建桥, 贺斌, 努尔兰·哈再孜, 吴雪娇, 王国亚

  冰川冻土. 2014, 36(3): 491-499. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0059

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  2014年3月融雪期间在阿尔泰山额尔齐斯河河源区，基于已有的气象和积雪（雪深、雪密度）观测，利用Snow Fork雪特性仪和便携式温度计TP3001，选择草地、水泥地和河冰三种不同的下垫面分别观测了分层积雪密度、液态水含量和雪层温度变化. 结果表明：三种下垫面上表层积雪的温度、液态水含量和密度变化规律基本一致. 积雪特性的差异主要体现在积雪层底部，河冰和草地与积雪接触面温度日变化过程呈现出“单峰型”，而与水泥地接触面上的温度日变化呈现出“双峰型”；河冰上积雪底部的液态水含量最小且日变化幅度较小，草地次之，水泥上积雪底部液态水含量的波动最大；水泥和草地上底部积雪的密度变化趋势一致，为密实化过程，而河冰上积雪底部的积雪因深霜层的形成致使雪密度逐渐减小. 对同一下垫面上的积雪而言，水泥和草地上积雪温度的极大值出现在雪层中间，河冰上雪层的温度廓线沿雪深有波动上升的趋势，最大值出现在积雪与河冰的接触面处. 三种下垫面上积雪的液态水含量最大值均出现在中间雪层，雪密度均呈现沿雪深增加而递减的变化趋势. 液态水含量受积雪温度的控制，当积雪温度低于-3℃时，积雪中的液态水可以忽略不计；当积雪温度低于-1℃时，积雪的液态水含量低于1%；当积雪温度大于-1℃时，积雪中出现液态水的比例显著增加，且液态水含量的波动范围较大，最高可到6.2%.
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  中国稳定积雪区IMS雪冰产品精度评价

  刘洵, 金鑫, 柯长青

  冰川冻土. 2014, 36(3): 500-507. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0060

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  IMS雪冰产品由多种光学与微波传感器数据融合而成，提供北半球每日无云的积雪范围，在积雪遥感研究中具有广阔的前景. 以气象站实测雪深数据为真值，检验了2009-2010年IMS雪冰产品在中国三大稳定积雪区北疆、东北、青藏高原地区每月、积雪季以及全年的误判率、漏判率和总体准确率，并分析了IMS雪冰产品的准确率与雪深之间的关系. 结果显示：IMS雪冰产品的年总体准确率在三大积雪区均超过了92%，积雪季总体准确率均超过了88%，利用IMS雪冰产品监测积雪范围是可靠的. 然而，IMS雪冰产品精度具有区域差异性，北疆地区在1月和2月误判率偏高，青藏高原地区积雪季有严重的漏判现象. IMS雪冰产品的准确率在东北地区和北疆地区随着雪深的增加而升高，当东北地区雪深超过6 cm，北疆地区超过13 cm时，准确率接近100%，但是，青藏高原地区两者基本没有关系. 通过在青藏高原地区与同时相的4景MODIS积雪产品对比分析发现，实际上IMS雪冰产品相对地高估了积雪面积，青藏高原地区漏判率高其原因是IMS对零碎积雪的识别能力不足并且气象站分布不均匀.
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  北疆地区积雪时空变化的影响因素分析

  王宏伟, 黄春林, 郝晓华, 张璞, 侯金亮

  冰川冻土. 2014, 36(3): 508-516. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0061

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  利用新疆北部地区2000-2007年观测的积雪资料分析北疆地区积雪开始时间、积雪结束时间、积雪日数、年最大雪深、积雪期平均雪深和年平均雪深随海拔、经纬度、坡度、坡向和植被的变化. 结果表明：随着海拔增加，积雪各变量变化明显，温度在海拔变化中起着关键作用；植被对积雪各变量有影响，但影响程度不明显. 在北疆区域范围内，纬度变化及温度差异不大，对积雪各变量影响很小；经度对积雪各变量的影响是由空间差异造成的；坡度对积雪变量的影响主要通过空间分布及坡度产生的阴影造成，进而影响太阳直射；坡向对积雪各变量的影响主要由水汽运动方向和太阳光照造成. 因此，在北疆区域内，对积雪各变量的影响程度为海拔>坡向>坡度>植被>纬度>经度.
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  基于重轨InSAR的积雪深度反演方法

  李晖, 肖鹏峰, 冯学智, 林金堂, 汪左, 满旺

  冰川冻土. 2014, 36(3): 517-526. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0062

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  利用合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）反演积雪深度是流域尺度积雪遥感监测的热点之一, SAR的干涉测量（Interferometic SAR, InSAR）扩展了其在积雪研究中的应用. 微波能够穿透干雪，并在雪-空气界面发生折射，导致传播路径变化；根据InSAR原理，降雪前后的SAR像对会形成由于干雪覆盖导致的干涉相位差. 基于此，提出了基于重轨InSAR技术的积雪深度反演方法：首先，结合气象、水文、野外观测数据，判断积雪状态，以选择最佳干涉像对（无雪和干雪覆盖）；然后，优化干涉处理过程，利用差分原理，获得由于干雪覆盖导致的相位差；最后，基于雪深与相位差的几何关系，反演积雪深度，并探讨反演结果精度的影响因素. 以新疆玛纳斯河流域山前平原为研究区，利用Envisat ASAR数据，实现积雪深度的反演. 结果表明：2009年2月份研究区大部分地区雪深为20 cm左右，与野外观测结果相符；与同时期HJ-1光学影像比较，所获得的积雪覆盖范围吻合. 同时指出，失相干和输入参数（入射角、雪密度）误差是反演结果误差的主要来源.
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  中国冰川面积随高程分布规律研究

  张宜清, 罗毅, 孙林, 刘时银

  冰川冻土. 2014, 36(3): 527-536. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0063

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  冰川面积随高程分布规律是冰川系统结构研究中的重要内容. 根据中国第一次冰川编目数据集，将全国冰川划分为27个研究区域，基于SRTM-DEM数据，分别提取了各研究区分段高程所占面积，分析了冰川面积随高程的变化. 结果表明：各研究区冰川面积都随高程呈偏态分布. 依据统计理论，建立了冰川面积随高程分布的二阶高斯分布偏态回归模型，回归模型决定系数均大于0.97，相对误差较小. 根据偏态回归模型，计算出了冰川系统高度特征值，并分析了冰川面积分布的区域性差异. 该模型一方面可以表达冰川面积在中间高程的集中程度；另一方面可以描述冰川面积在两侧分布的差异性，并可以用来分析未来冰川的变化. 偏态分布模型能很好地描述中国冰川面积随高程分布规律，为冰川系统结构的研究和冰川区域分布差异提供参考.
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  祁连山七一冰川表面运动特征最新观测研究

  王坤, 井哲帆, 吴玉伟, 邓宇峰

  冰川冻土. 2014, 36(3): 537-545. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0064

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  为了保持对祁连山七一冰川运动变化情况观测的连续性，进一步揭示全球气候变暖背景下山岳冰川的运动变化规律，对布设在七一冰川表面的花杆进行了定期观测，获取了2012年7-8月以及2013年8-9月冰川考察期间的最新观测数据（花杆位置、冰川末端边界以及物质平衡等数据资料），通过对数据进行分析，获得了七一冰川表面的运动状况以及末端进退变化情况. 结果表明：空间分布特征方面，七一冰川在横剖面以及纵剖面的运动保持了一般山岳冰川的运动规律；横剖面上，主流线附近冰川运动速度较两侧运动速度要大；纵剖面上，由冰川末端到零物质平衡线，冰川运动速度逐渐增大；运动方向上，七一冰川运动速度矢量大多沿主流线向下运动，或者稍微偏离主流线一定方向. 在冰川运动速度时间分布特征方面，七一冰川在消融季与非消融季的运动速度差异显著，消融季运动速度要明显大于非消融季运动速度. 最近几十年，七一冰川整体运动速度呈现出了逐年减小的趋势. 在2012年8月至2013年8月期间，冰川末端退缩了大约5～7 m，退缩较为显著.
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  天山南坡科其喀尔冰川表碛区小气候特征研究

  王玉玉, 姚济敏, 韩海东, 刘时银

  冰川冻土. 2014, 36(3): 546-554. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0065

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  利用天山南坡科其喀尔冰川3号观测站2009年全年的气象观测资料，分析研究了科其喀尔冰川表碛区的小气候特征. 结果表明：总辐射和净辐射夏秋季较高、冬春季较低；反射辐射和地表反照率反之. 与其他地区不同，该区主要受积雪物理性质和下垫面状况的影响，冬春季地表反照率日变化表现为由大到小的变化过程，夏秋季表现为倒U型. 温度年变化表现为夏秋季高、冬春季低，最高月均值出现在8月，为9.4℃，最低月均值出现在1月，为-9.6℃. 受山谷风和冰川风的影响，全年的风向以西北风和西北偏西风为主，风向的日变化以11：00为界发生转向. 受降水和冰川消融等的影响，比湿夏秋季月均值较大，冬春季月均值较小.
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  黑龙江省电线积冰的气候特征及电网冰区划分

  刘赫男, 张洪玲, 朱红蕊, 刘春生, 孙爽

  冰川冻土. 2014, 36(3): 555-562. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0066

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  以1981-2012年黑龙江省32个电线积冰观测站资料和80个气象站资料为基础，分析了黑龙江省积冰的时空分布特征；通过建立出雨凇、雾凇标准冰厚与气象因子的回归方程，对黑龙江电网冰区进行了初步划分. 结果表明：雨凇的密度要远大于雾凇，多数站最严重积冰现象是由雨凇导致的，雨凇对积冰灾害的形成有着至关重要的影响. 雾凇日数远远大于雨凇日数，1981-2012年二者均呈显著下降的趋势；雨凇在秋季（11月份）最多，春季次之，而雾凇日数在冬季（1月份）最多，秋季次之. 雨凇日数在漠河北部、黑河大部、孙吴大部、五常大部和虎林南部较多，雾凇日数在齐齐哈尔中部、绥化中部以及三江平原东部地区最多. 冰区分布图结果显示，富裕属于中冰区，齐齐哈尔属于重冰区，其他地区均属于轻冰区.
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  1971-2012年珠穆朗玛峰地区极端降水事件变化研究

  路红亚, 杜军, 袁雷, 廖健

  冰川冻土. 2014, 36(3): 563-572. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0067

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  利用西藏珠穆朗玛峰地区5个气象站点1971-2012年逐日降水量资料，采用滑动平均、线性回归、Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波分析等方法，分析了珠穆朗玛峰地区极端降水事件的时空变化特征. 结果表明：1971-2012年42 a来，珠穆朗玛峰地区大部分极端降水指数呈现出自东向西逐渐增大的空间分布格局, 连续干旱日数、连续湿日和降水强度表现为增加趋势，其他极端降水指数趋于减少. 其中，强降水量、极强降水量和年降水总量减幅较大，分别为-5.74 mm·（10a）^-1、-1.20 mm·（10a）^-1和-5.32 mm·（10a）^-1，在喜马拉雅山南坡的聂拉木站表现的最为明显. 大部分极端降水指数在21世纪最初的10 a减幅最大，在30 a际尺度上也表现为减少趋势. 除连续干旱日数外，极端降水与年降水总量关系密切. 各项极端降水指数都存在3～4 a显著周期，也存在10 a、12 a和15 a的周期. 在时间转折上，各项极端降水指数均未发生气候突变.
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  黄河源区土地利用/覆盖变化（LUCC）研究

  胡光印, 金会军, 董治宝, 颜长珍, 逯军峰

  冰川冻土. 2014, 36(3): 573-581. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0068

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  利用遥感（RS）监测手段和地理信息系统（GIS）技术，获取了黄河源区在1975、1990、和2005年3个时期的土地利用/覆盖数据，并通过叠加分析，获得了该地区土地利用/覆盖的时空转移特征. 此外，通过县级行政区对源区各县域内的土地利用/覆盖变化特征进行了统计分析，以期为该地区的环境管理提供科学依据. 结果表明：在1975-2005年间，黄河源区的环境退化非常明显，土地利用/覆盖变化主要表现为耕地、沙地、滩地和水库、坑塘面积增加；沼泽地面积减小；高覆盖度草地面积减小，中、低覆盖度草地面积增加. 从县级行政区划上来看，耕地的增加主要分布于贵南、同德和泽库三个县；林地面积在玛沁和甘德两县有大面积的减小趋势；新增的沙地主要分布在玛多、共和、曲麻莱和若尔盖县；新增水库、坑塘则主要分布于共和、和贵南两县；沼泽地面积的减少绝大部分发生在若尔盖县；高覆盖度草地在甘德和玛沁两县增加非常明显，但在玛曲、玛多、达日、兴海、阿坝、若尔盖、红原等县均有大面积的减小趋势. 因此，在黄河源区开展环境保护或环境治理工作，应根据不同区域的具体环境问题采取相应的治理措施.
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  1991-2011年新疆于田绿洲土地利用/覆被时空变化特征分析

  满苏尔·沙比提, 玉苏甫·买买提, 娜斯曼·那斯尔丁

  冰川冻土. 2014, 36(3): 582-589. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0069

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  根据于田绿洲1991、2001和2011年的Landsat TM/ETM+影像数据，利用RS和GIS技术，对于田绿洲土地利用/覆被类型时空变化特征进行深入分析. 结果表明：在1991-2011年间，耕地面积净减14.41%，主要转为林地和草地，表明近20 a来农业产业结构有了很大调整，退耕还林还草政策逐渐生效；水体面积净增64.86%，主要来自林地、草地和未利用地，表明为保证绿洲灌区合理利用水资源，进一步完善了水利基础设施；林地面积净减20.28%，可见忽略森林的生态功能，林地面积的逐年减少无疑会对当地的生态环境产生影响；草地面积净增26.07%，主要来自耕地、林地和未利用地，表明退耕还草政策和遏制破坏草地盲目开垦，使有效的增加草地面积；建设用地面积净增440.21%，主要来自耕地、林地和未利用地，表明随着人口的迅速增长和社会经济的快速发展，建设用地面积日益扩展；未利用地面积净减4.75%，主要转为耕地、草地和水域，表明盲目的开垦仍然存在，使严重破坏的天然植被，本来就极为脆弱的生态环境雪上加霜，同时水资源的短缺，开垦后因无水灌溉而弃耕撂荒.
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  牧压梯度下高寒杂草类草甸土壤持水能力及影响因素分析

  吴启华, 毛绍娟, 刘晓琴, 李红琴, 张法伟, 李英年

  冰川冻土. 2014, 36(3): 590-598. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0070

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  以祁连山南麓坡地夏季牧场高寒杂草类草甸为研究对象，进行了封育对照（CK，禁牧）、轻度放牧（LG）、中度放牧（MG）和重度放牧（HG）下土壤持水能力及影响因素的分析. 结果表明：牧压梯度下0～10 cm层土壤最大持水量和毛管持水量均在LG最大，土壤自然贮水量LG略小于HG；而在10～20 cm和20～40 cm持水量均在HG最大，说明放牧对表层土壤的持水能力影响比深层更明显. 0～10 cm层土壤容重随牧压强度增加而增大，较深层次土壤容重基本一致，表明放牧对较深层土壤容重造成的影响远小于表层. 牧压梯度下植被地上地下生物量、枯落物、地表半腐殖质随放牧强度增大而减少；0～10 cm土壤有机质含量在MG最大，CK最小，10～20 cm和20～40 cm层土壤的有机质含量CK最大，说明不同土层有机质含量对牧压梯度的响应有所不同. 土壤持水量与多种因素有关，主要受到地下生物量、有机质和容重等因素的影响，表明随放牧强度增大，践踏使土壤表面硬度增加，土壤空隙度减少，同时家畜过度采食使地面植被覆盖降低而增加土壤水分的蒸发. 这些综合作用下引起放牧地土壤持水能力降低.
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  青海共和盆地达连海湖泊流域的表土孢粉研究

  李国荣, 陈英玉, Maria Velez, 韩丽蓉, 蔡遥, 王涛

  冰川冻土. 2014, 36(3): 599-607. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0071

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  对青海共和盆地内的达连海湖泊流域54个样点进行植被调查及表土花粉分析，研究了植被与表土花粉之间的关系. 结果显示： 表土花粉组合可反映出该区植被的总体特征；达连海湖泊流域花粉沉积来源于整个流域植被，花粉与主要植被类型之间相关性良好，但不能完全反映出群落的建群种、优势种和盖度等. 蒿属和藜科花粉具有超代表性，禾本科表现为低代表性，蒿/藜比具有区域植被生态特点与气候指示意义，在不同的植被区域A/C变化明显；影响达连海湖泊流域表土花粉组合的主要控制因素是风力作用.
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  西宁市逆温特征及其与空气污染物浓度的相关分析

  何永晴, 赵玉成, 冯蜀青

  冰川冻土. 2014, 36(3): 608-613. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0072

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  根据2010-2012年西宁市基本探空气象站逐日07：00时和19：00时两个时次的逆温资料，及西宁市环境监测站监测的大气污染物（SO₂、NO₂、PM₁₀）日均值数据，分析了西宁市逆温基本特征及其与空气污染物浓度之间的相关关系. 结果表明：西宁市2010-2012年07：00时逆温出现频率为69%，19：00时逆温出现频率为41%；近地逆温层厚度冬季最厚，夏季最薄. 07：00时和19：00时月平均逆温厚度变化趋势基本一致；西宁市逆温发生频率冬半年明显高于夏半年；秋、冬季产生的逆温强度明显比春、夏季强. 3 a来西宁市空气污染共出现148 d，逆温频率和空气污染物月平均浓度有较好的正相关性. 08：00时西宁市逐日空气污染物浓度与逆温厚度呈正相关，与逆温强度呈负相关关系. 冬、春季平均空气污染物浓度值与逆温厚度、强度均呈正相关关系.
寒区科学与技术
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  高温冻土区填土路基融化固结变形分析

  张青龙, 李宁, 马巍, 穆彦虎, 李国玉

  冰川冻土. 2014, 36(3): 614-621. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0073

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  基于修正拉格朗日（U.L）描述下的大变形固结理论和考虑相变作用的温度场得到大变形融化固结理论，对不同路堤高度下填土路基温度场和融沉变形进行研究. 结果表明：高温冻土区合理高度的路堤在5~10 a内使冻土上限略微抬升，但冻土有明显升温. 冻土上限在未来的5~10 a后会急剧下降，且路堤高度越小，下降量越大. 与小变形融化固结理论相比，大变形融化固结理论预测高含量冻土融沉变形的精度更高. 融沉量与路堤高度成正比，且随着时间的增长，融沉变形呈阶梯型发展，路堤越高，阶梯现象越显著. 定义融沉量与路堤高度之比为沉降比，研究发现路堤越低，其沉降比越大，且随时间线性增长. 沉降比是冻土融深增量的单值函数，与路堤高度无关，通过沉降比函数可以快速而实用的求出融沉变形量.
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  多年冻土区公路病害对冻土地温和含冰类型的敏感性分析

  徐安花

  冰川冻土. 2014, 36(3): 622-625. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0074

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  多年冻土的年平均温度和含冰类型作为表征多年冻土特征的两个基本指标，在一定程度上决定了多年冻土区公路工程所要采取的技术措施. 因此，年平均温度和含冰类型是多年冻土公路工程设计和施工中必须考虑的两个因素. 通过对青康公路国道214线沿线冻土工程地质状况调查和公路病害的分析，结合区域内气象水文等资料，研究了公路工程病害对多年冻土年平均温度和含冰类型的敏感性，查清了影响公路病害的主要因素. 研究结果为不同地温分区、不同含冰量多年冻土区公路病害防治技术措施的选择提供了科学依据，将减少或延缓多年冻土区公路病害的发生，提高工程质量，节省养护成本，保障安全运营，促进冻土区经济社会的发展.
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  超低温下钢筋与混凝土粘结性能试验研究

  谢剑, 李海瑞, 李会杰

  冰川冻土. 2014, 36(3): 626-631. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0075

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  为了探究超低温下钢筋混凝土的粘结锚固性能，考虑从20~-165℃温度下，不同钢筋直径、保护层厚度、锚固长度以及钢筋型号等参数的影响，通过拉拔试验，对超低温条件下钢筋与混凝土粘结锚固破坏特征和粘结性能进行了研究. 结果表明：钢筋与混凝土的粘结性能受低温影响显著；随着温度的降低，极限粘结强度有增大的趋势，在-80~-120℃时极限粘结强度值达到最大；低温粘结强度提高系数随着相对保护层厚度的增大而减小，且基本呈线性；锚固长度和钢筋型号对低温粘结强度影响较小.
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  冻融循环作用下花岗斑岩和灰岩物理力学性质对比分析及应用研究

  闻磊, 李夕兵, 尹彦波, 高栗

  冰川冻土. 2014, 36(3): 632-639. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0076

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  以花岗斑岩和灰岩两种岩性岩石为代表，实验研究了冻融作用下，岩石的致密程度、孔隙率等物理指标对岩石物理力学性质的影响. 通过不同次数的冻融循环实验，对花岗斑岩和灰岩2种典型岩石样本的质量、单轴抗压强度、抗拉强度、冻融系数、风化程度的变化规律进行对比分析，并绘出了冻融次数与试样的抗压强度、抗拉强度、冻融系数的拟合关系曲线. 在一定限定条件下，将实验结果应用于西藏玉龙铜矿花岗斑岩、灰岩边坡的具体实例中，采用强度折减法计算出了矿山边坡冻融风化前、后的安全系数，对比分析了花岗斑岩、灰岩边坡受冻融风化的影响程度，为矿山的设计和施工提供了参考.
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  四种南极数字高程模型的精度比较与分析

  肖峰, 张胜凯, 鄂栋臣, 李斐, 郝卫峰, 袁乐先

  冰川冻土. 2014, 36(3): 640-648. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0077

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  南极数字高程模型（DEM）是南极冰盖研究的基础数据，目前国际通用的全南极DEM数据主要有JLB97 DEM、RAMPv2 DEM、ICESat DEM以及Bamber 1km DEM. 利用DEM对DEM验证的方式对四种DEM的精度进行比较分析. 结果表明：Bamber 1km DEM和ICESat DEM之间的高程差异最小，平均高程差小于1.8 m，二者均有较高的可靠性. RAMPv2 DEM与Bamber 1km DEM的高程差大于1.9 m，在81.5° S以南和坡度较大的区域，高程差异更为明显，高程可靠性较低. JLB97 DEM与上述三种DEM的偏差超过10 m，高程可靠性最低.
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  深部咸水层CO₂地质储存适宜性评价方法研究

  李甫成, 张杨, 张晓娟, 郑长远, 李旭峰, 胡丽莎, 彭红明

  冰川冻土. 2014, 36(3): 649-660. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0078

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  随着温室效应的加剧，CO₂地质储存已成为减缓全球气候变暖的有效方法之一. 可用于CO₂ 地下储存的场地主要有枯竭的油气田、深部咸水层和深部不可开采的煤层等，我国深部咸水层CO₂地质储存潜力占总潜力的98%以上. 在全面分析CO₂ 地质储存适宜性影响因素的基础上，建立了适宜于沉积盆地深部咸水层CO₂ 地质储存的适宜性评价体系，主要包括地质安全性、储存规模、社会环境风险和经济适宜性4大指标层，共计28个评价指标，评价方法以层次分析法及指标叠加法为主. 以西宁盆地为研究实例，通过基于排除法的地质条件综合分析与层次分析法的定量评价相互验证，表明该指标体系和评价方法具有广泛的应用价值. 结果表明，西宁盆地一级构造单元中双树坳陷最适宜CO₂地质储存，可作为CO₂地质储存的优先选区.
寒旱区水文水资源
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  祁连山疏勒河上游基流变化及其影响因素分析

  董薇薇, 丁永建, 魏霞

  冰川冻土. 2014, 36(3): 661-669. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0079

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  基流是河川径流的重要组成部分，也是干旱半干旱地区最重要的枯季水文特征之一. 基流在维持河川径流和维护河流湖泊生态等方面具有重要意义. 基于祁连山疏勒河上游出山口控制水文站昌马堡站1954-2009年的日径流资料，采用递归数字滤波法和平滑最小值法对日径流进行基流分割，对比分析基流和基流指数BFI的变化特征，并从气温和降水两方面探讨基流变化的主要影响因素. 结果表明：两种方法的计算结果有差异，但平滑最小值法更适用于研究区. 疏勒河上游多年平均基流量为6.07×10⁸m³，基流变化总体上呈上升趋势，进入21世纪以后基流量增加最为显著. 研究区多年平均基流指数为0.66，基流指数的年际变化相对比较稳定，但年内波动幅度较大. 在长时间尺度上，降水是基流变化的主要影响因素，降水量的增加在一定程度上影响了基流和基流指数的变化. 在全球变暖的背景下，气温升高导致冰雪融水的增加和冻土的退化，间接的影响了基流的变化.
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  1956-2010年新疆焉耆盆地径流变化特征及驱动力分析

  麦麦提吐尔逊·艾则孜, 海米提·依米提, 马蓉

  冰川冻土. 2014, 36(3): 670-677. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0080

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  根据新疆焉耆盆地3个水文站1956-2010年的月径流量监测数据，应用不均匀系数、集中度、变化幅度等指标，分析了近55 a来焉耆盆地融雪径流的变化规律，并采用主成分分析法讨论了径流变化的驱动机理. 结果表明：焉耆盆地的年径流量呈“减少-增加-减少”的变化趋势；总体上，1956-1986年间呈缓慢减少趋势，1987-2002年间出现呈显著增加趋势，2003-2010年间呈显著减少趋势；径流主要集中在夏季，春季径流量最少. 随着时间的推移，开都河与黄水沟径流年内分配不均匀性与径流年内分配集中度减小，清水河径流年内分配不均匀性与径流年内分配集中度增加；开都河、黄水沟与清水河径流年内分配绝对变化幅度总体上随时间增加而呈先减小后增加的趋势，相对变化幅度随时间增加而减小. 焉耆盆地径流变化的影响因素可以归纳为农业活动、气象因素与人口增加等.
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  叶尔羌河上游不同流域夏季气候和径流变化研究

  陈昱凝, 胡林金, 颜伟, 张明煊, 刘景时, 德吉

  冰川冻土. 2014, 36(3): 678-684. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0081

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  叶尔羌河是以冰雪补给为主的河流，径流的变化主要受气温和降水的影响，其中, 气温起主导作用. 基于1972-2011年近40 a的气温降水和径流的实测资料，分析叶尔羌河上游不同流域地区夏季气温、降水、蒸发以及径流的变化特征及相关性. 结果表明：库鲁克栏杆站夏季降水显著增加，蒸发减少，其余要素没有变化趋势；后20 a（1992-2011年）较之前20 a（1972-1991年）气温、降水和径流的变化分别为-0.6℃、40%、4%，径流的增加是春季融雪增多、降水增大、蒸发减少和溃决洪水补充的结果. 塔什库尔干站夏季各要素均没有变化趋势，后20 a较之前20 a气温、降水和径流的变化分别为0.4℃、27%、20%，径流的增加主要是由气温增加引起的，降水的增加补充一部分径流.
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  天山南坡清水河流域径流过程对气候变化的响应

  周京武, 阿不力米提·阿不力克木, 毛炜峄, 焦梦婕, 安曼榕, 沈永平

  冰川冻土. 2014, 36(3): 685-690. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0082

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  干旱区的高山寒区水文过程对气候变化特别敏感，冰川、积雪和冻土变化产生的水文效应对下游水资源供给具有重要影响. 以天山南坡清水河流域为研究区域，通过分析水文站径流变化，结合流域上游山区巴伦台的气象资料，研究了高寒流域在气候变化背景下径流过程的响应特征. 结果表明：降水变化决定着径流过程，但气温上升对径流产生额外影响；气温变化产生的径流变化对径流产生延迟效应，冬季径流明显增加. 南疆天山地区冬季积雪较少，产生的春季融水径流不明显；夏季降水和径流同期出现，使得高寒山区水文过程对固体降水变化不敏感；冻土退化产生的水文效应使冬季径流增加明显. 为应对气候变化对水文过程产生的影响，应加强山区水库建设，通过工程措施调节，保障持续的水资源供给和利用.
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  基于SWAT和遥感方法的黄土台塬区土壤水库均衡——以甘肃省陇东黄土董志塬为例

  杨林山, 李常斌, 王帅兵, 杨文瑾

  冰川冻土. 2014, 36(3): 691-698. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0083

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  以甘肃省陇东黄土董志塬为研究区，采用SWAT模型和遥感方法，就黄土台塬区地下水库均衡进行综合研究. 结果表明：黄土台塬区土壤水分负均衡常出现在5、6月份，该期水分亏缺不利于植被的健康稳定生长，是灌溉调节的主要时段. 1981-2010年间，气温升高使陆表蒸散需求增加，降水减少使土壤水库补给减少，二者共同导致台塬区土壤水库负衡态势的加重. 气候变化背景下，积极寻求外调水源是解决黄土台塬区水资源短缺问题的重要手段.
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  气候变化对阿尔泰山乌伦古河流域径流过程的影响

  努尔兰·哈再孜, 沈永平, 马哈提·穆拉提别克

  冰川冻土. 2014, 36(3): 699-705. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0084

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  由于气候变化导致的我国西北地区气温、降水量的变化引起了社会的广泛关注. 乌伦古河流域位于阿勒泰地区的东南部，发源于阿尔泰山的东南坡，季节性积雪和夏季降水是乌伦古河的主要补给源. 根据乌伦古河50多年的实测水文、气象资料分析，结果表明：50多年来，乌伦古河流域的气温、降水呈波动性上升趋势，上升幅度高于北疆的上升率. 4-5月水量有增加趋势，而6-8月水量有减少趋势，说明积雪消融水量提前；径流受气温影响明显，径流对气温的变化较为敏感. 气温升高和冬季降水量增多，导致融雪洪水增多，洪峰流量增大，破坏性加大.
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  额尔齐斯河流域上游地区近50 a来气温和降水变化的DFA分析

  高沈瞳, 徐长春

  冰川冻土. 2014, 36(3): 706-716. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0085

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  为查明新疆境内额尔齐斯河流域年及季节性气温和降水变化规律，并对未来的可能变化趋势做出预测，基于去趋势波动分析法（DFA）对流域近50 a来的气温、降水序列的平均值和极端值进行分析. 研究表明，年降水及春、夏的降水序列有较好的长程相关性，在较长时间尺度内均有继续保持原有趋势的可能，即年降水继续增加，春、夏降水维持稳定；秋、冬季降水则呈现弱持续性和强随机性，在短时间尺度上保持现状，长时间尺度上则存在改变的可能. 年均温及夏、秋、冬温也将继续保持升温的趋势，春季长时间尺度上存在改变的可能. 流域内温度和降水都将保持增长的趋势，而且温度的持续上升相对降水具有更高的可能性. 由DFA方法确定的极端阈值及相应极值序列显示：20世纪80年代以来，极端高温和极端降水事件开始增多，且量值增大，准周期变短，但极端高值并没有显著提高；极端低温事件的发生次数减少显著，平均值增大，同时低温极值增高明显，冬季气温对全球变化的响应更为敏感.
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  新疆吐鲁番盆地地表径流特征

  阿不力米提·阿不力克木, 周京武

  冰川冻土. 2014, 36(3): 717-723. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0086

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  吐鲁番盆地是新疆水资源严重匮乏的地区之一，水资源“先天不足”, 水资源紧缺已成为经济发展的瓶颈. 吐鲁番盆地地表径流主要形成在盆地北部、西部中高山区，最终流入到吐鲁番盆地西南部的艾丁湖. 吐鲁番盆地中、高山区是径流的主要形成区，山前倾斜平原区为径流的转换区，下游绿洲为径流的主要散失区. 地表径流的具有垂直地带性分布规律，表现在径流深随着高程的增加而增加，径流系数随流域高程的增加而递增. 吐鲁番地区的河流径流量年内分配变化较大、极不均匀，主要河流补给源是降雨、冰川融水、融雪水及地下水，降雨和融雪水所占比例大，导致夏季河流径流量集中. 吐鲁番盆地天然地表总径流量为10.619×10⁸ m³，其中，不可能被利用水资源量为0.8984×10⁸ m³，不可以被利用地表水资源量为1.392×10⁸ m³，可利用量为8.328×10⁸ m³.
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  基于生态需水的石羊河北部平原生态保障技术研究

  程玉菲, 王军德, 李元红, 金彦兆, 胡想全

  冰川冻土. 2014, 36(3): 724-731. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0087

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  针对石羊河流域日益严峻的生态环境问题，选择干旱区生态需水计算为切入点，以变异理论为基础，利用Mann-Kendall非参数检验的方法确定石羊河北部平原区地下水位恢复的目标年，用生态功能区划方法划分生态功能区，利用达西定律、阿维里扬诺夫公式计算了地下水恢复及生态目标条件下的生态需水量，并提出了相应的生态保障措施. 结果表明：石羊河北部平原区划分为5个生态功能亚区及16个三级区，地下水位恢复的目标年份为1977年，地下水恢复到1977年的生态需水量为 55.95×10⁸~74.10×10⁸ m³，2015年和2020年生态目标条件下的生态需水分别为1.66×10⁸ m³和1.80×10⁸ m³. 考虑到地下水恢复的缓慢性和现实性，建议优先考虑设定目标条件下的植被正常生长生态需水，其次通过继续压缩人均耕地面积和灌溉定额的方式保证地下水恢复.
生态经济与可持续发展
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  基于多遥感数据的喀什市1972-2010年城市扩展研究

  茹克亚·萨吾提, 阿里木江·卡斯木, 玉苏普江·艾麦提

  冰川冻土. 2014, 36(3): 732-739. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0088

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  以Landsat MSS/TM/ETM+卫星遥感影像为数据源，采用决策树分类法提取建设用地、耕地、水体、林地和未利用地信息. 通过引入城市扩展强度、扩展速率、重心坐标等指标和运用叠加、转移矩阵分析等方法，研究了新疆喀什市扩展的时空规律和形态特征，并选取社会经济、人口、基本建设投资等驱动因子对城市扩展进行驱动因子分析. 结果表明：1972-2010年间喀什市城市用地增长呈明显的加快趋势，城市用地总体扩展速率与强度从1990年开始不断提高. 转移矩阵计算表明，1972-2010年间建设用地扩展面积主要是占用耕地来的. 研究期间城市重心主要以NW、S、NW、NE方向转移. 城市扩展驱动分析可知，经济因子和人口因子是驱动喀什市扩展的主要因子.
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  基于协调发展度模型的经济增长与资源环境时空关联分析：兼论典型寒旱区主体功能规划的协调决策

  郑德凤, 臧正, 赵良仕, 孙才志

  冰川冻土. 2014, 36(3): 740-750. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0089

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  为探索经济相对落后地区如何在主体功能区规划框架下推进区域可持续发展的思路，基于地理学第一定律及时空邻近度概念等，引入生态系统服务价值理论构建资源环境成本核算模型，从人口、资源、环境与经济社会协调发展的视角提出经济增长与资源环境的协调发展度、相对协调发展度模型. 应用探索性空间数据分析方法测度1978年以来我国大陆省区经济增长与资源、环境的协同效应，在此基础上从新疆、西藏、青海、内蒙古、黑龙江、甘肃、宁夏等7个典型寒旱区主体功能规划的视角，初步探讨了经济欠发达地区经济发展与资源、环境的协调决策问题. 结果表明：1978-2012年，中国大陆省区经济发展的资源环境成本由1.52×10¹²元攀升至9.65×10¹²元，经济增长与资源环境的协调发展度由0.232提高到1.029，新疆等7个典型寒旱区的相对协调发展度由0.379下降到0.177. 北方各省区经济增长与资源环境的协调发展度具有空间异质性，空间负相关省区增至12个且有进一步扩张趋势；东南和西部地区分别形成高-高、低-低集聚区，但受北方经济效益与生态效益溢出的影响、空间正相关的显著性持续降低. 未来，我国典型寒旱区及有关经济欠发达地区应积极完善中小尺度的主体功能规划，抓住机遇持续推进经济结构调整，通过提高资源利用效率、降低环境损失成本等提升经济发展质量，促进区域人口、资源、环境与经济社会协调发展.
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  湖南娄底市旅游生态足迹趋势分析

  刘辛田, 高玉泉, 刘加林

  冰川冻土. 2014, 36(3): 751-758. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0090

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  生态足迹分析方法是近年发展起来的一种用生产性土地面积来定量衡量人类对自然资源利用程度和可持续发展能力的新方法. 旅游业对生态环境的影响程度和可持续发展能力可以用旅游生态足迹定量反映出来. 以生态足迹理论为基础，以湖南娄底市为实证对象，对2005-2012年旅游生态足迹、旅游生态承载力变化趋势进行分析. 结果表明：2005-2012年娄底市旅游生态足迹和旅游生态承载力都逐年增加，但二者增幅差异大，2010年是旅游生态盈余转为生态赤字的拐点，当前娄底市旅游发展以生态环境的退化为代价，是一种不可持续的旅游发展状态. 从旅游消费结构看，娄底市旅游生态足迹的7项分足迹中，以交通和餐饮生态足迹相对较大，而住宿、游览、娱乐、购物和废弃物排放产生的生态足迹相对较小. 实现娄底市旅游可持续发展对策：发展低碳旅游，提高资源利用率，合理控制旅游生态足迹的需求；保护旅游生态环境，提高旅游生态承载力；加强旅游生态安全控制，建立生态补偿机制.
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  湿地生态系统服务估值研究进展

  尹小娟, 宋晓谕, 蔡国英

  冰川冻土. 2014, 36(3): 759-766. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0091

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  湿地生态系统服务价值评估是湿地研究的核心内容之一，科学合理的估值有利于湿地资源的开发利用和保护. 在简要介绍湿地及其生态系统服务定义和特征的基础上，提出现有湿地生态系统服务价值评估的框架，并对单项服务价值评估的主要方法进行了回顾和总结. 通过分析发现，现有研究中存在研究对象不明确、忽视研究背景、研究方法割裂联系、数据获取困难等问题，针对上述4个方面讨论了湿地生态系统服务价值评估的研究趋势. 评述结果旨在梳理湿地生态系统服务及其价值评估的知识体系，为相关研究提供理论借鉴与指导.