2016年, 第38卷, 第2期　刊出日期：2016-04-25

  

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冰冻圈与全球变化
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  气候变暖背景下2015年夏季新疆极端高温过程及其影响

  毛炜峄, 陈鹏翔, 沈永平

  冰川冻土. 2016, 38(2): 291-304. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0032

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  用新疆105个气象站监测资料，分析了2015年夏季高温过程的极端特征.2015年夏季新疆区域出现高温过程，从7月上旬后期开始，南疆东南部以及东疆最早出现日最高气温≥35℃的高温天气，进入中旬后高温范围迅速向西、向北蔓延发展，下旬初期范围达最大，南北疆均出现高温天气.新疆区域该次高温过程在7月中下旬最为强盛，全疆84.8%的测站（89站）出现高温；52.4%的测站（55站）的高温持续日数位居历史第1位；全疆21.9%的测站（23站）极端最高气温位居历史第1位，极端最高气温出现在吐鲁番东坎，达到47.7℃.这次高温过程造成8站夏季温度位居同期第1位，南疆及天山山区的7月平均气温位居历史同期第1位，有54.3%的测站（57站）7月平均气温突破同期历史极值.海拔3544 m的天山山区大西沟站7月份日最高气温连续突破历史极值，22日达到20.7℃.高温过程中，新疆区域7月0℃层高度位居1991年以来同期第1位，其中，7月19-23日连续6 d位居1991年以来的第1位.天山开都河流域日0℃层高度持续33 d高于1991-2015年平均值. 7月上旬到下旬，在500 hPa高空，伊朗高压东移并控制新疆，是造成此次高温过程的直接原因.在100 hPa高空，南亚高压的形态、中心位置、强度变化与新疆此次高温过程演变关系密切.高温过程造成新疆高山区冰雪迅速消融，引发塔里木河流域出现融雪（冰）型洪水.
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  青藏高原可可西里卓乃湖溃堤成因及其影响分析

  刘宝康, 李林, 杜玉娥, 梁天刚, 段水强, 侯扶江, 任继周

  冰川冻土. 2016, 38(2): 305-311. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0033

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  受青藏高原暖湿化趋势的影响，近年来高原湖泊水位普遍上涨，湖泊溃堤时有发生.利用青藏高原可可西里卓乃湖、库赛湖、海丁诺尔湖和盐湖所在区域的TM（ETM+）等历史文献数据和环境减灾卫星（HJ1A/B） CCD数据，结合五道梁气象站气温、降水资料，分析了卓乃湖周边湖泊面积变化情况.结果表明：1961-2014年近54 a来，可可西里地区持续增加的降水是卓乃湖溃堤的基础，2011年8月22日之前的两次强降水过程和之后的持续降水是导致卓乃湖湖水大量外泄，并最终溃堤的主要原因；溃堤前的两次地震可能对卓乃湖的湖盆结构产生了一定的影响，从而加速了溃堤过程.溃堤导致湖岸线退缩，并产生大片的沙化土地，恶化了藏羚羊的产仔环境，对周边草地生态环境和重大工程设施产生了不利影响.
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  气象要素影响下雪冰离子淋溶过程研究——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

  尤晓妮, 李忠勤, 王莉霞

  冰川冻土. 2016, 38(2): 312-322. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0034

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  为了更好地理解化学离子在雪坑中的迁移和保存，进一步解释冰芯记录，基于乌鲁木齐河源1号冰川海拔4130 m处的雪冰化学资料，研究了气温和降水与离子淋溶过程的关系.结果表明：气温与离子浓度呈负相关关系，夏季的雪坑离子浓度波动剧烈，冬季的雪坑离子浓度相对稳定.离子浓度随正积温的升高呈指数衰减趋势，当正积温至0℃以上时，离子浓度急剧降低；当正积温升至60℃左右时，离子浓度呈缓慢降低.不同离子的淋溶过程对正积温的响应有所不同，随着正积温的增加，SO₄^2-，NO₃^-，Na⁺，Cl^-，NH₄⁺和Ca²⁺的衰减趋势非常显著，而Mg²⁺和K⁺则呈现无规律性的变化.淋溶因子指出，融水渗浸作用导致雪坑中大部分离子被淋溶；不同离子的淋溶因子也有明显差异，Mg²⁺淋溶因子最小（0.43），SO₄^2-淋溶因子最大（0.84），说明Mg²⁺最为稳定，而SO₄^2-最易淋溶.降水对雪坑离子浓度的影响较为微弱，主要通过增加表层雪离子浓度而提升整个雪坑的离子浓度.
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  基于能量平衡对额尔齐斯河流域融雪过程的研究

  高黎明, 张耀南, 沈永平, 张乐乐

  冰川冻土. 2016, 38(2): 323-334. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0035

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  为定量描述额尔齐斯河流域积雪的消融过程，建立了利用基于能量平衡的积雪模型，对流域内库威积雪站2014年1月4日-3月28日积雪的积累和消融过程进行了模拟.结果表明：模型能够很好的模拟出融雪期净辐射能量的变化过程，对雪水当量的模拟结果也非常好，雪水当量的观测值和模拟值之间的Nash系数达到了0.989.在积雪的积累期，雪表的净辐射、感热、潜热通量的绝对值以及地表热通量明显低于积雪的消融期.在积累期，感热和潜热通量以及土壤热通量受到雪层厚度的影响.当雪水当量小于10 mm时，感热和潜热通量的绝对值偏高，土壤热通量的波动性也偏大.在积累期积雪的物质损失全部为升华损失，升华量为2.74 mm；在消融期，积雪的融化量为66.26 mm，升华量为2.04 mm.净辐射对积雪物质损失的贡献达到了83.1%，湍流通量对积雪物质损失的贡献达到16.9%.由于在融化期土壤热通量为正值，因此土壤热通量对融雪没有贡献.
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  WRF模式制备的气象驱动数据在新疆喀依尔特斯河流域的验证

  吴雪娇, 潘小多, 沈永平, 张伟, 贺建桥, 贺斌

  冰川冻土. 2016, 38(2): 335-340. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0036

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  随着寒区水文模拟研究的深入，空间分布式模型的快速发展，迫切需求高分辨率的气象驱动数据.研究基于WRF模式动力降尺度和Micromet统计降尺度方法，制备了阿尔泰山额尔齐斯河源区喀依尔特斯河流域春季1 km分辨率气象驱动数据，并利用地面观测资料从小时尺度上对其进行了验证，为该流域春季分布式融雪径流模型做充分准备.结果表明：小时尺度上2 m气温、2 m相对湿度、10 m风速、地表接收的短波辐射和长波辐射的平均绝对误差MBE分别为0.43℃、-2.9%、3.7 m·s^-1、28.2 W·m^-2和-36.2 W·m^-2，其平均均方根误差RMSE分别为3.81℃、18.2%、4.8 m·s^-1、163.5 W·m^-2和52 W·m^-2，与实测对比拟合的R²分别为0.84、0.32、0.03、0.7和0.3.在小时尺度上，2 m温度和地表接收短波辐射的模拟结果比较理想，可以用于高时间分辨率水文模拟.
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  青藏高原典型多年冻土区的一维水热过程模拟研究

  马启民, 黄滢冰, 南卓铜, 吴小波

  冰川冻土. 2016, 38(2): 341-350. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0037

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  了解多年冻土内部的水热过程对寒区工程规划和建设的辅助决策具有重要意义.冻土的水分迁移与温度变化密切相关，然而传统的经验模型局限性大，对水热物理过程考虑不足；陆面过程模型所需的驱动数据多且很难准确模拟深层土温，尽管数值模型在工程上应用的比较多，但很少应用到冻土的演化过程中.基于非饱和土壤渗流和热传导理论，实现了冻土水分场与温度场的水热耦合数值模拟.以唐古拉综合观测场为例，将数值模拟结果与观测数据进行对比，验证水热耦合数值模拟的有效性.结果表明：模型对土壤温度模拟效果较好，15 m以上R²在0.88以上，RMSE在1℃以内；水分模拟尚可，但仍存在一定误差，R²在0.7以上，RMSE在7.65%以内.模拟的活动层厚度约3.6 m，年平均地温所在的深度约为15 m，与实测值基本一致.该水热耦合模型可用于研究多年冻土区土壤水热变化规律.
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  青藏高原唐古拉地区暖季土壤水分对地表反照率及其土壤热参数的影响

  张乐乐, 赵林, 李韧, 高黎明, 肖瑶, 乔永平, 史健宗

  冰川冻土. 2016, 38(2): 351-358. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0038

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  为了研究青藏高原暖季土壤水分对冻土区地表热状况的影响，选取2010-2012年5-9月在青藏高原唐古拉气象场获取的气象及其活动层数据，分析了表层土壤水分对地表反照率以及土壤热参数的影响.结果表明：唐古拉站暖季表层土壤含水量集中在0.15～0.27之间，地表反照率值集中在0.14～0.24之间，日平均土壤热导率的波动范围在0.9～2.0 W·m^-1·K^-1之间，土壤热容的波动范围主要集中在0.8×10⁶～1.8×10⁶ J·m^-3·K^-1之间，而土壤热扩散率则主要集中在0.6×10^-6～2.2×10^-6 m2·s^-1之间.土壤水分对地表反照率影响较大，随着土壤水分的增长，地表反照率呈现出明显的减小趋势.土壤水分对地表反照率的影响还受到植被生长周期的影响，土壤水分和地表反照率之间的关系在植被枯萎期和生长期有明显的差异性.唐古拉地区土壤热参数也明显受到土壤水分变化的影响，随着土壤水分的增加，土壤热导率、热容和热扩散率都为增大趋势，但是土壤水分对土壤热导率的影响较为显著，而对土壤热扩散率的影响则不显著.
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  山脉走向对降水中δ¹⁸O垂直递减率的影响——以黑河流域上游祁连山区为例

  贺建桥, 张伟, 周剑, 吴玉伟

  冰川冻土. 2016, 38(2): 359-367. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0039

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  准确定量计算降水中稳定同位素的垂直递减率对水文、古气候及古海拔高度重建等研究有重要意义.使用方差分析方法，分析了黑河流域上游祁连山区3个站点2007年10月至2008年9月降水中δ¹⁸O与海拔的关系.结果表明：由于青藏高原北缘气候特征受西风环流控制，水汽的主要运移路径与祁连山脉走向基本平行，导致降水过程中缺乏水汽沿海拔爬升的过程，以及存在广泛的水汽混合等因素的影响，使得在显著性水平α=0.05下，祁连山区海拔1600～3300 m之间降水中δ¹⁸O在年尺度和季节尺度上均没有表现出明显的高程效应，其年均值为-7.1‰.结果说明除水汽来源外，山脉走向与主要水汽运移轨迹之间的空间关系也是影响降水中稳定同位素特征的重要因素.最后，讨论了青藏高原降水δ¹⁸O垂直递减率的区域变化特征.
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  青藏高原全新世1月和7月气温序列重建

  王青波, 侯光良, 李凡, 杨阳

  冰川冻土. 2016, 38(2): 368-378. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0040

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  青藏高原自然环境受人类干扰相对较小，为利用古孢粉记录重建气候因子提供了可能，高原过去气候因子的重建对于预测未来气候变化趋势有重要意义.通过选取的29条高原化石孢粉记录，利用现代类比法和化石孢粉点与高原气温的函数关系，把化石孢粉点古气温转化为青藏高原古气温，重建了高原全新世1月和7月古气温序列.结果表明：对于1月和7月气温而言，全新世早期（11.5～8.5 ka BP）为气温波动上升期；全新世中期（8.5～4.6 ka BP）为全新世大暖期，气温整体高于现代；全新世晚期（4.6 ka BP～至今）又可分为两个阶段，一个是4.6～2.4 ka BP，在此阶段1月和7月气温都有减小的趋势，另一个阶段则是2.4 ka BP至今，气温出现反常的趋势.
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  辽宁区域性冷空气多时间尺度变化特征及影响因子

  阎琦, 田莉, 李爽, 崔锦

  冰川冻土. 2016, 38(2): 379-387. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0041

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  使用辽宁省58个气象观测站1961年9月-2015年4月气温资料、国家气候中心气候监测指数和NCEP分析资料，分析了辽宁区域性冷空气的多时间尺度变化特征及影响因子.结果表明：辽宁区域性强冷空气、寒潮年总频次都呈下降趋势，而中等强度冷空气年总频次呈上升趋势，冷空气强度有减弱的趋势.区域性冷空气过程年总频次存在11a、6a和3a的变化周期，并且1964年发生突变.秋季冷空气活动最频繁，冬季冷空气强度最强.区域性冷空气初日多年平均值是9月23日，终日多年平均是4月5日，初、终日都出现提前趋势.北半球极涡面积指数与辽宁寒潮频次呈明显正相关关系，寒潮偏多月份极涡较气候平均位置偏南、50°N附近70°～180°E之间纬向风明显偏大，是辽宁寒潮增多的影响因子.
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  西藏喜马拉雅山地区冰湖溃决的预测模型及其应用研究

  汪宙峰, 张廷山, 王成武

  冰川冻土. 2016, 38(2): 388-394. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0042

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  以西藏喜马拉雅山地区的冰湖为研究对象，基于现有的冰湖溃决预测方法，提出了建立冰湖溃决预测方法的关键点，即选取的指标必须能够体现冰湖的动态变化特征.在定量分析的建模过程中应该采用不确定性的数学理论，对于冰湖溃决可能性的等级划分需要进行合理性及实用性验证.选取坝顶宽度、湖水面距坝顶高度与坝高之比、冰湖面积和补给冰川面积为预测指标，通过对西藏喜马拉雅山地区29个冰湖样本进行逻辑回归分析，建立了冰湖溃决的预测模型，并用所有样本进行了交叉验证.结果表明：该模型能够在分类应用中取得较好效果，根据溃决冰湖累积百分数随冰湖溃决可能性大小的变化曲线，将冰湖溃决的可能性划分为四个等级.以黄湖为例，把湖水面距坝顶高度与坝高之比作为冰湖溃决的诱变指标，分析了冰湖溃决可能性大小的变化规律.结合现有的冰湖溃决预测的定性方法，讨论了所建立的冰湖溃决预测模型的优点和缺点.
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  吉林省重大暴雨过程灾害损失风险预评估

  袭祝香, 张晨琛, 吕忠, 兰飞飞, 饶维平

  冰川冻土. 2016, 38(2): 395-401. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0043

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  利用吉林省50县市1951-2013年逐日降水资料、暴雨灾情损失数据，1：5万DEM数据、水系、TM遥感卫星影像资料以及GDP、人口等数据，探讨了吉林省重大暴雨过程灾害损失风险的主要影响因素，确立了各因素的权重系数，构建了吉林省重大暴雨过程灾害损失风险评估模型.利用过程预报降雨量对2013年8月14-17日的重大暴雨过程灾害损失风险进行了预评估.结果表明：重大暴雨过程灾害损失综合风险的高值区分布在四平、辽源大部以及长春、吉林、通化城区附近，风险偏高区位于中南部，西部地区和东北部地区为中低风险区.灾害损失风险评估模型预评估效果良好，可在实际的暴雨过程灾害损失风险预评估业务中使用，由于通过该模型的评估结果可迅速圈定各级洪涝风险区，对提高重大暴雨过程应对能力、减少灾害损失以及防灾减灾意义重大.
寒区科学与技术
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  青藏冻结粉土与玻璃钢接触面本构模型研究

  陈良致, 温智, 董盛时, 俞祁浩, 薛珂, 张明礼

  冰川冻土. 2016, 38(2): 402-408. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0044

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  冻土与构筑物基础接触面的本构模型是分析冻土区构筑物与冻土相互作用、评价工程安全稳定性的基础和关键.为了降低切向冻胀力对基础的上拔作用，防止发生冻拔失稳破坏，青海-西藏±400 kV直流联网工程基础广泛采用玻璃钢覆盖基础表面，以消减冻胀力.为了合理描述玻璃钢与冻土接触面力学特性，采用应变直剪仪开展了青藏冻结粉土与玻璃钢基础接触面直剪试验，获取了不同冻结温度条件下接触面剪应力-位移曲线，分析总结了接触面的强度变化规律和受力变形特性，基于试验得到的接触面本构规律建立了耦合温度效应的冻结粉土与玻璃钢基础接触面剪切应力-位移关系.模型预测结果与试验结果的比较表明，预测结果与试验结果吻合良好，该模型能够较好的描述接触面的力学特性.
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  青藏粉土单向冻结冻胀率变化特性研究

  王永涛, 王大雁, 郭妍, 雷乐乐, 顾同欣

  冰川冻土. 2016, 38(2): 409-415. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0045

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  开展了饱和青藏粉土在开放系统不同温度梯度条件下的单向冻结试验，对冻结过程中冻结深度和冻胀速率的发展变化过程进行了研究.结果表明：不同顶板温度下，土样均在25 h左右达到冻结稳定状态，之后冻结深度基本不再发生变化.土样冻结过程中，冻胀速率表现为快速减小、较小值保持稳定、快速增大、较大值保持稳定四个阶段.基于以上试验结果，对土样冻结过程中冻胀率的变化过程进行了研究，发现冻胀率随冻结深度的增加先减小后增加，冻胀率从减小变为增大的时刻就是冻结深度趋于稳定的时刻，而冻胀率快速增大的时刻为冻胀速率进入较大值保持阶段的时刻.冻胀率变化的内在机理为土样冻结过程中由冰透镜体分凝所导致的未冻区固结和已冻区冻胀共同作用的结果.
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  干湿循环作用下压实黄土湿陷特性试验研究

  王飞, 李国玉, 穆彦虎, 吴亚虎, 范善智

  冰川冻土. 2016, 38(2): 416-423. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0046

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  压实黄土作为重要的填筑材料，广泛应用于我国西北、华北公路、铁路、机场等基础设施建设中.由于降雨及蒸发的周期性变化，黄土路基及基础经历着强烈的干湿交替作用.基于此，开展压实黄土风干干燥-滴水增湿条件下的干湿循环试验，利用双线法测试最佳含水量条件下不同初始压实度的黄土土样干湿循环前后的湿陷系数.结果表明：没有经历干湿交替作用的土样，湿陷系数随着压实度的增大而快速减小，当压实度达到90%，提高压实度对于黄土湿陷变形特征的影响较小；5次干湿循环作用后，不同压实度下的试样的湿陷系数均明显增大，且压实度越大，干湿作用对其湿陷变形的影响越显著；压实度K=95%试样在经历5次干湿循环作用后土样上部出现肉眼可见的细微孔隙，体积膨胀，有可溶盐析出，湿陷系数达到0.017，土样出现二次湿陷.
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  冻结粉质黏土三轴抗压强度和变形特性试验研究

  牛亚强, 赖远明, 王旭, 廖孟柯, 高娟

  冰川冻土. 2016, 38(2): 424-430. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0047

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  通过对-6℃冻结粉质黏土在1～9 MPa的围压范围内进行一系列的三轴压缩试验，分析了冻土的变形和强度特性.结果表明：不同围压下，冻结粉质黏土的应力-应变曲线形态基本相似，而软化程度及初始阶段的硬化速率则有所不同.根据摩尔-库仑准则，得到广义黏聚力和广义内摩擦角随围压的变化规律，同时基于包络线理论建立非线性强度准则，以描述冻结粉质黏土强度随围压先增大后减小的变化规律.
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  降温速率对硫酸钠溶液晶体析出影响的试验研究

  万旭升, 赖远明

  冰川冻土. 2016, 38(2): 431-437. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0048

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  为探讨硫酸钠盐渍土盐胀机理，研究了十水硫酸钠晶体在硫酸钠溶液中的析出规律.针对不同浓度的硫酸钠溶液，在1℃·min^-1、0.1℃·min^-1和0.02℃·min^-13种降温速率下，通过降温试验对晶体初始析出温度进行观测.试验表明：十水硫酸钠晶体的析出受降温速率的影响，随着降温速率的减小，晶体初始析出温度升高；降温速率的大小对晶体析出后溶液浓度变化几乎没有影响，但其会影响晶体形态，降温速率越小，晶体形态更为稳定；晶体析出受到相变驱动力作用，相变驱动力与降温速率大小呈正比，降温速率越大，晶体初始析出结晶力越大.
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  高强防寒保温泡沫混凝土研制与工程应用

  袁克阔

  冰川冻土. 2016, 38(2): 438-444. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0049

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  复杂地层寒区隧道填充材料需兼具防寒保温、抗震和优化支护等性能，为解决常规泡沫混凝土在复杂地层寒区隧道应用中存在的不足，通过正交试验得到了自制泡沫混凝土的最佳配合比，研制了一种高强防寒保温泡沫混凝土.通过室内试验，研究了所制泡沫混凝土的保温性能和冻融劣化特征，并采用数值分析方法探讨了西藏嘎隆拉隧道初衬和二衬之间加设泡沫混凝土垫层后的温度场变化规律.结果表明：该泡沫混凝土具有较好的保温性能和抗冻融损伤性能，同时强度、延性较普通泡沫混凝土都有明显改善.数值计算结果显示，当在初衬和二衬之间增设泡沫混凝土垫层时，其相应位置的温度变幅由不设置时的4.5℃变为2℃，最低温度由1℃提高到了3℃，表明加设所研制泡沫混凝土垫层对于阻止围岩受到隧道内冷空气的侵害具有非常显著的效果.
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  基于CryoSat-2的东南极PANDA断面考察沿线DEM制作及精度分析

  墙强, 周春霞, 赵秋阳, 王泽民

  冰川冻土. 2016, 38(2): 445-452. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0050

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  基于卫星测高数据，国际上先后发布了ICESat DEM、Bamber DEM等全南极DEM.相对于传统高度计，大轨道倾角、长重访周期的设计使CryoSat-2具有更大的数据覆盖范围以及更加密集的轨道覆盖；同时，SARIn模式的启用也提高了CryoSat-2对于南极边缘区域的监测能力.针对利用CryoSat-2数据提取DEM问题，对CroySat-2的轨迹覆盖特征、数据滤波方法、最优内插参数选取以及DEM精度验证等方面进行了探讨，并利用克里金插值法生成了东南极PANDA断面考察沿线1 km分辨率的DEM.结果表明：通过与ICESat数据对比，发现PANDA断面考察沿线DEM整体高程精度约为（1.57±3.30）m；但是，局部区域高程精度分析表明，DEM精度具有不均一性，随着坡度的增加DEM高程精度逐渐下降，高程稳定性也同时下降.
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  云南大理点苍山末次冰期冰碛物石英砂扫描电镜形态特征分析

  陈安东, 顾佳妮, 赵志中, 钱方, 王海雷

  冰川冻土. 2016, 38(2): 453-462. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0051

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  云南大理点苍山是大理冰期的命名地，保存有确切的末次冰期冰川作用遗迹.对点苍山冰碛物石英砂进行了扫描电镜形态特征分析，获得了其石英砂形态特征及其频率，并在冰川成因的典型特征的频率上取得了新的认识.扫描电镜分析表明，点苍山冰碛物石英砂形态特征主要为：石英砂形状主要为次棱角状、尖棱角状和多棱角状，边缘多可见次棱脊和棱脊磨损，表面起伏度高；机械特征主要有贝壳状断口、平行解理面、裂隙、粘附碎片、擦痕、机械V形坑；化学特征主要有蚀坑和蚀缝、蜂窝状溶蚀表面、无定形硅沉淀和硅质薄膜.在石英砂表面与冰川作用密切相关的擦痕的频率为8%～32%；粘附碎片的频率为16%～40%；裂隙的频率为12%～32%.通过对点苍山冰碛物的石英砂扫描电镜分析，得出该第四纪海洋性冰斗冰川和悬冰川的石英砂形态特征及其频率.该冰碛物石英砂原始形态特征明显，机械特征频率不高，是近源堆积的冰碛物石英砂的典型形态特征.
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  河北唐山地区盛汛期短时强降水概念模型及物理量特征分析

  花家嘉, 张婉莹, 陈桂万, 钟方潜, 周任君

  冰川冻土. 2016, 38(2): 463-472. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0052

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  利用2006-2013年区域自动站降水资料以及NCEP再分析资料，应用EOF分析和中尺度天气图分析等方法对唐山地区盛汛期短历时强降水的时空分布特征、天气学概念模型以及物理量特征进行研究.结果表明：唐山东北部是短时强降水的活跃区、西南部为不活跃区，但西南部极端短时强降水更强；存在5种降水空间分布类型，分别是“一致型”“西北多型”“东南多型”“东北异常偏多型”“东北异常偏少型”.700 hPa切变线是否断裂、副热带高压及高低空急流的位置以及高低空干湿区配置决定了降水分布；短时强降水发生时局地水汽丰富，暖云层厚度较大，垂直风切变较弱，存在一定的不稳定能量，强天气威胁指数较小、0℃层较高，大多数类型都有强的水汽辐合，但“东北异常偏多型”辐合较弱，其水汽主要来源于本地.
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  一款可获取大直径冰芯的钻机——蓝冰钻

  王士猛, 何广军, 谢爱红, 任贾文, 秦大河

  冰川冻土. 2016, 38(2): 473-479. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0053

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  蓝冰钻（BID，Blue Ice Drill）是一款大直径、便携式钻机系统，由美国麦迪逊-威斯康辛大学冰钻设计与操作团队研发，可以从近地面的钻点快速获取直径241 mm、无污染的冰芯样品.蓝冰钻的主要组成部分如下：1）下井电机/齿轮减速器：带动冰芯钻刀和外管内的芯管旋转，以便高效运送切割下来的固态冰；2）变频驱动器及配套的控制箱，管理钻机的输入电源；3）安装在反扭杆两侧的把手，在地面以上时起到反扭作用；4）冰芯回收工具：回收冰芯不是通过钻头上的卡刀，而是由独立的冰芯回收工具完成；5）其他附属设备：所有的下井设备通过在绞车上运行的绳索，悬挂在一个可折叠的三脚架上.蓝冰钻系统最少可由两个人操作，并已成功在南极Taylor冰川蓝冰区完成两个工作季.本款钻机系统的升级版本——深蓝冰钻（BID-Deep），目前已经完成设计，获取冰芯深度可至200 m.
寒旱区水文与水资源
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  2015年夏季南疆地区高温冰雪洪水特征

  商莉, 黄玉英, 毛炜峄

  冰川冻土. 2016, 38(2): 480-487. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0054

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  2015年7月中旬开始至8月初，新疆地区受东移的伊朗高压控制，新疆南疆塔里木河流域及其周边区域遭遇历史同期罕见高温天气.南疆地区和天山山区7月平均气温分别为27.9℃、17.8℃，较常年分别偏高2.3℃、2.6℃，偏高幅度均居历史同期第一位；南疆及天山山区共计42站7月平均气温突破同期历史极值，使该地区从高空到地面不同高度气温都同时升高.0℃层高度都高于雪线高度，导致南疆多条河流发生冰雪消融性洪水，造成不同程度的洪水灾害.此次由高温天气产生的多条河流冰雪消融性洪水，由于具有充足的水热因子，致使南疆多条河流超过警戒流量和保证流量.尼雅河出现有实测资料以来第2位的洪水，阿克苏库玛拉克河发生有实测资料以来第3位的洪水；发生洪水的河流范围之广、持续时间之长历史罕见，叶尔羌河、玉龙喀什河、喀拉喀什河超警戒流量持续时间在半个月以上，叶尔羌河达到25 d.通过对历年冰雪消融性洪水资料分析，洪峰流量和日流量（洪量）与高空温度有较好的相关性，由此建立冰雪消融性洪水预报模型，应用在2015年夏季洪水预报中取得明显的效果，对于今后预报此类洪水提供了有益的借鉴.
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  气候变化和人类活动对长江中游径流量变化影响分析

  代稳, 吕殿青, 李景保, 王金凤

  冰川冻土. 2016, 38(2): 488-497. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0055

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  利用累积距平、Mann-Kendall检验和有序聚类方法，对长江中游5个水文站1961-2014年径流量进行突变检验，并应用降雨-径流多元线性经验模型，定量评估长江中游气候变化和人类活动对径流量变化的贡献率。研究结果表明：径流量多年来呈线性减少的趋势，随降水量的变化而变化。径流突变点为1968年和2006年，1969-2005年枝城、沙市、监利、城陵矶和螺山站控制流域人类活动对径流变化影响的贡献率分别为85.68%、50.89%、84.78%、89.81%和68.39%；2006-2014年人类活动的贡献率分别为88.40%、59.47%、82.86%、80.03%、63.63%，人类活动的贡献率高于气候变化。
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  青藏高原若尔盖生态区水资源对气候变化的响应

  刘佳, 陈超, 秦宁生, 李小兰, 赖江, 郭斌

  冰川冻土. 2016, 38(2): 498-508. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0056

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  利用1980-2012年若尔盖水文站径流量资料、若尔盖及周边20个站同期气象观测数据，通过分析径流量演变规律及与气候因子的关系，研究了若尔盖生态区水资源对气候变化的响应.结果显示：近30 a该区域地表水资源整体呈波动下降趋势，气候倾向率为1.4×10⁸ m³·（10a）^-1；径流量的年际分布较均匀，年内分配呈双峰型，主要集中在6-9月，同期径流量集中度、集中期及丰枯率均呈现下降趋势，峰型度呈上升趋势，这与全球气候变暖及降水量减少相关.降水量是影响该流域径流量的最主要因子，夏季降水量很大程度决定着径流量的丰枯，而秋季径流量对降水量的响应最为敏感.气温的升高导致高山冰雪消融量的增大，进而使非汛期径流量增加；同时，流域蒸发量的加大，增加了地表水资源的消耗.
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  堰塞湖溃坝堆积物的粒度特征及其沉积环境——以雪隆囊古堰塞湖为例

  陈松, 陈剑, 刘宏, 马俊学

  冰川冻土. 2016, 38(2): 509-516. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0057

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  金沙江上游新构造运动活跃，崩塌、滑坡、堰塞湖等地质灾害广泛发育，是古、今堰塞湖多发的地区.以金沙江上游雪隆囊大型古滑坡堰塞湖溃坝堆积物为例，对溃坝堆积物的粒度特征及其与沉积环境的关系进行了研究.并对雪隆囊滑坡堰塞湖溃坝堆积物的粒度进行了测试.结果表明：1）从溃坝堆积体的上段→中段→下段，粒度频率曲线分别为单峰、多峰、双峰，粒径有明显的细化趋势（粗→细）；2）溃坝堆积物的分选系数从上段→中段→下段依次减小，表明分选性逐渐变好；3）溃坝堆积物的粒度累积曲线上游段为两段式，中、下游段为三段式，水动力条件从上段→中段→下段依次减弱.以上这些特点综合反映了该研究区内水动力条件由溃坝堆积体上游到下游在逐渐减弱.
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  渭河沉积物浸出的水文地球化学效应研究

  姚萌, 孙亚乔, 李万鹏, 窦琳

  冰川冻土. 2016, 38(2): 517-527. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0058

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  基于渭河咸阳段（中游）和渭南段（下游）沉积物在水更新条件下的浸出实验及水文地球化学模拟，分析了浸出液中3个特征值和8个水化学组分的变化规律及5种矿物质饱和指数的变化特征.结果表明：浸出液中电导率、Eh值和pH值均随着换水量的增加呈现出波动式上升的变化趋势，电导率增加趋势中咸阳段高于渭南段，Eh值增加趋势中渭南段高于咸阳段，说明渭河下游沉积物的颗粒更细，物质还原性更强，浸出液由弱酸性逐步向弱碱性转变；浸出液的HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-含量均表现出随着换水量的增加呈现出先迅速增加，而后逐步减少直至趋于稳定的变化过程，且咸阳段的变化幅度明显高于渭南段，而CO₃^2-含量则呈现不断减少的趋势；Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺含量均表现出随着换水量的增加呈现出先迅速增加，而后趋于稳定的变化过程，且咸阳段的起始含量和增加幅度均高于渭南段；浸出液中无水石膏、石膏的饱和指数随换水量的增加呈现相同的变化规律，且饱和指数都小于0，咸阳段饱和指数在换水量小于22.5%时溶解能力强，换水量大于22.5%后趋于饱和并开始沉淀的特征，渭南段换水量为12.5%时饱和指数最小，换水量大于或小于12.5%后饱和指数均呈缓慢增加的趋势；方解石、白云石的饱和指数随换水量的增加也呈现相同的变化规律，且饱和指数都大于0，咸阳段在换水量小于12.5%时溶解能力较强，换水量大于12.5%后处于饱和状态并开始沉淀，渭南段在换水量小于5%时溶解能力较强，换水量大于5%后处于饱和状态并开始沉淀；NaCl饱和指数在换水量小于10%时溶解能力较强，换水量大于15%后开始沉淀.咸阳段沉积物中五种矿物质的饱和指数均要大于渭南段，说明渭河中游咸阳段沉积物在水不断更新条件下矿物质溶解能力低于下游渭南段，且沉淀能力较强、沉淀量较大.
寒旱区生物学
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  青藏高原木孜塔格冰川、玉珠峰冰川及扎当冰川可培养细菌的生理特征

  邢婷婷, 刘勇勤, 王宁练, 沈亮, 顾政权, 郭泌汐

  冰川冻土. 2016, 38(2): 528-538. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0059

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  为了解冰川微生物生长特点，分析了青藏高原木孜塔格冰川、玉珠峰冰川和扎当冰川可培养细菌在不同温度，及木孜塔格冰川可培养细菌在不同盐度和pH下的生长特性.木孜塔格冰川52%的可培养细菌不耐盐，只能在0%盐度下生长，38%的细菌可以在0%～4%/6%盐度培养基中生长，其余细菌可以在0%～1%/2%的盐度培养基中生长，且62%的细菌具有较广的pH值生长范围（pH 5～9）；另外，38%的细菌只能在弱酸性（5%）或者只能在弱碱性（33%）培养基中生长. 3个冰川可培养细菌生长温度范围均为0～35℃，木孜塔格冰川最适生长温度≤20℃的细菌占其细菌总数的86%，而玉珠峰冰川和扎当冰川最适生长温度≤20℃的细菌则分别占其细菌总数的69%和53%.不同冰川具有不同最适生长温度的细菌的比例不同，同一冰川不同深度相同属类的细菌有相近的生长温度特征、耐盐度和耐酸碱特征.
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  藏嵩草高寒湿地中孢粉记录的古植被与古环境状况

  刘德梅, 杨倩, 陈志国, 曾方明, 魏海成

  冰川冻土. 2016, 38(2): 539-548. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0060

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  高寒沼泽湿地是青藏高原重要的水源涵养地，其沉积物是研究过去环境变化的重要载体.在三江源区果洛州（GLS）和青海湖北岸（QHHS）选取典型高寒沼泽湿地作为研究样地，调查其植被群落特征，并根据湿地沉积剖面的光释光年代和孢粉数据，分析湿地的古植被和古环境状况.结果表明：优势种（藏嵩草）在三江源区湿地群落和青海湖流域湿地群落中所占的优势度分别是24.43和14.74；从土壤孢粉信息表现出两个沼泽湿地自发育以来植被优势种以莎草科为主. GLS剖面显示，0～50 cm深和80～140 cm深的孢粉浓度显著高于50～80 cm深处的浓度；20 cm以下的沉积物中，花粉浓度与有机质含量呈正相关趋势，与δ13C呈负相关趋势.高寒沼泽湿地中，孢粉数据能较好地反映植物群落中莎草科的优势地位，与现生植物群落具有较好的一致性.
生态经济与可持续发展
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  劳动力转移特征变量对农户生计资本的影响分析——以甘肃省为例

  苏芳

  冰川冻土. 2016, 38(2): 549-557. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0061

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  新型城镇化建设鼓励农村剩余劳动力向城市转移，同时农村劳动力转移的持续发展又进一步加大了对新型城镇化建设的支持力度.由于劳动者的整体素质较低以及务工领域低端化等因素的存在，农村劳动力转移具有一定的脆弱性.甘肃省城镇化水平滞后、城乡差距较大等问题依然突出，农户作为农村地区最主要的经济活动主体与最基本的决策单位，劳动力转移的状况直接影响到其生计水平和区域生态安全.以甘肃省14个地州市为研究区，通过对可持续生计框架的应用，揭示劳动力转移的关键性因素，定量评估劳动力转移对农户生计资本的影响程度，总结出有利于提高甘肃省农户发展能力、改善农户生计水平的政策建议，从而为促进西部地区可持续发展、缓解贫困、实现精准扶贫提供参考依据.
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  2000-2013年甘肃敦煌市土地利用变化及其驱动因素分析

  杨绮丽, 何政伟

  冰川冻土. 2016, 38(2): 558-566. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0062

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  将2000、2005、2010和2013年的土地利用类型数据与GIS技术结合，获取了甘肃省敦煌市近年来土地利用类型动态变化特征，并结合该地区的2000年以来社会经济和自然环境的资料，分析土地利用类型变化的驱动因素.结果表明：在2000-2013年期间，敦煌市城市化发展迅速，耕地、建设用地和水域面积明显增加，2000-2013年的14建分别增长了10.0%、42.2%和2.5%；草地和未利用土地面积呈减少趋势，分别减少了2.1%和0.1%；林地、沙地变化程度较小. 7种土地利用类型之间相互转换，主要的转移方向为草地、未利用土地向耕地转移，未利用土地向建设用地和水域转变.对影响土地利用变化的而主要驱动因素进行主成分分析，结果显示经济发展、国家政策等人类活动为主要的影响因素，自然因素为辅.
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  水资源资产价格模糊数学综合评价指标体系构建——以黑河中游张掖市为例

  简富缋, 宋晓谕, 虞文宝

  冰川冻土. 2016, 38(2): 567-572. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2016.0063

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  针对水资源本身的模糊性和不确定性，基于模糊数学综合评价模型，从水量、水质、人口、社会经济和生态环境5个方面选取18个评价指标，结合AHP法与熵权法确定指标权重，对张掖市2010-2014年的水资源价格进行动态评价，水价计算模糊数学模型由水资源价值评价和水资源价格计算两部分组成.结果表明：采用水资源价值模糊综合指数对水资源价值进行测算，5 a间张掖市水资源模糊综合指数介于水资源价值指数的“中等”与“偏低”之间，说明张掖市水资源价值属于中等偏低；在2010-2014年5 a间水资源价格呈明显上升趋势，核算期初的2010年为2.12元·m^-3，证实了张掖市目前水资源价格偏低，水资源资产价格存在较大的上升空间，而核算期末的2014年最高达4.96元·m^-3.基于熵权与AHP相结合确定权重的水资源价格模糊数学综合评价模型，评价结果更客观合理，为下一步水资产负债表编制中水资产与负债价值核算提供数据支持.