2017年, 第39卷, 第1期 刊出日期:2017-02-25
  

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  • 冰川冻土. 2017, 39(1): 0-0.
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  • 冰川冻土. 2017, 39(1): 0-0.
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  • 冰冻圈与全球变化
  • 徐晓明, 吴青柏, 张中琼
    冰川冻土. 2017, 39(1): 1-8. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0001
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    活动层厚度变化将会对多年冻土区生态系统、地气间能水平衡和碳循环等产生重要影响。利用Stefan公式模拟了1981-2010年青藏高原多年冻土区活动层厚度的分布和空间变化特征。结果表明:多年冻土区活动层厚度平均为2.39 m,活动层厚度在羌塘盆地最小,在多年冻土区边缘、祁连山、西昆仑山、念青唐古拉山活动层厚度较大。在气候变化条件下,青藏高原多年冻土区活动层厚度呈整体增大趋势,在1981-2010年,活动层厚度的变化量为-1.54~2.24 m,变化率为-5.90~10.13 cm·a-1,平均每年变化1.29 cm。活动层增厚趋势与年平均气温增大的趋势基本一致,这说明气候变化对活动层厚度变化有很大的影响。
  • 王璞玉, 李忠勤, 李慧林, 李开明, 徐春海
    冰川冻土. 2017, 39(1): 9-15. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0002
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    冰川储量的变化对海平面和区域水资源、生态环境以及社会经济等有重要影响,但是对大量冰川的储量变化很难通过实地观测获得。基于天山9条监测冰川储量变化的估算结果,通过统计分析,探讨冰川储量变化和面积变化的相互关系,以期通过测定冰川面积变化来估算冰川储量变化。结果表明:冰川储量变化与面积变化具有线性关系,其决定系数为0.67~0.70。加入其他山区冰川样本以后,决定系数并没有提高。其原因在于,一方面对冰川变化监测和冰川储量估算存在误差;另一方面,不同的冰川区由于冰川的类型、规模及区域气候特征的差异,冰川变化对气候变化响应的敏感程度不同。因此,未来不仅需要更多更准确的冰川储量估算,还需要按冰川形态类型和区域分别研究。
  • 陈虹举, 杨建平, 谭春萍
    冰川冻土. 2017, 39(1): 16-23. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0003
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    理清冰川变化对气候变化的响应程度、揭示响应度的空间变化规律,是开展冰川变化预估及其对社会经济影响程度量化研究的基础。使用1958-2010年西部地区150个气象站点的夏季平均气温和年降水量资料、中国第一、二次冰川编目数据,通过夏季平均气温和年降水量变化趋势值定量反映气候变化,以冰川面积变化率表征冰川变化,借助GIS技术平台,采用参照对比方法,从宏观层面研究了中国西部冰川变化对气候变化的响应程度。依据等分分类法(Equal Interval),将响应程度分为极低度响应、低度响应、中度响应、高度响应、极高度响应5级。结果表明:中国冰川变化对气候变化的响应方式与程度不同,对夏季平均气温变化表现为正响应,而对年降水量变化主要表现为负响应,冰川分布区年降水量增加带来的冰川积累量增多不足以抵消因温度升高而增加的消融量,升温是中国西部冰川快速退缩的主导性因素。就整体而言,冰川变化对夏季平均气温变化的响应程度相对较低,但局部地区冰川变化对温度变化高度敏感,响应程度高与极高。不同类型冰川的变化对夏季平均气温变化的响应程度亦不同,海洋型冰川的变化以中高度响应为主,极大陆型冰川的变化主要呈现极低、低响应程度,而大陆型冰川变化的响应程度呈两级化。
  • 吴坤鹏, 刘时银, 鲍伟佳, 王荣军
    冰川冻土. 2017, 39(1): 24-34. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0004
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    基于地形图、航空摄影相片和Landsat OLI遥感影像,对青藏高原东南部岗日嘎布山1980-2015年间的冰川变化进行了研究。结果表明: 1980-2015年,岗日嘎布山冰川面积减少679.50 km2(-24.91%),年平均面积退缩率为0.71%·a-1,末端海拔平均抬升了111 m。研究区范围内有10条冰川处于前进状态,冰川长度平均增加566.17 m;其余冰川均处于退缩状态,冰川长度平均减少823.49 m。与中国其他山系冰川相比,岗日嘎布山冰川面积年平均退缩速率较大,冰川长度变化速率最大,是冰川退缩最强烈的地区之一。岗日嘎布山冰川变化与气候变化关系密切,对研究区附近三个气象站5-9月平均气温和降水变化分析表明,自1980年以来,岗日嘎布山5-9月平均气温显著上升,降水变化不明显,是导致该区域冰川呈现快速退缩的主要原因。
  • 安红敏, 窦挺峰, 车涛, 效存德, 杜志恒
    冰川冻土. 2017, 39(1): 35-42. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0005
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    北极海冰消融初期,上覆积雪急剧消融,融池开始形成,海冰表面物理特征异常复杂。由于观测资料缺乏,对这一时期海冰变化的研究仍存在较大不确定性。利用2015年5月份在巴罗Elson Lagoon海域观测的海冰表面物理特征和光谱反射率数据,分析了巴罗地区海冰消融初期表面积雪、裸冰和融池反射率特性及其影响因素。结果表明:消融初期,海冰表面异质性强,积雪、裸冰和融池相间分布。在积雪覆盖的区域,积雪对海冰光谱反射率起决定性作用,观测到不同雪深(3~23 cm)的反射率变化在0.53~0.85之间,平均反射率为0.76且反射率与雪深呈正相关。在表面积雪厚度相同的情况下,积雪底层含水量越大,表层反射率越小。观测还显示,在融池形成的区域,海冰的反射率急剧降低,融池初形成时反射率为0.206,略低于裸冰(0.216)。随着融池的发展,当其深度达到10 cm时,反射率仅为0.04,与开阔海域海水接近。
  • 陈峰, 袁玉江, 魏文寿, 喻树龙, 尚华明, 张同文, 张瑞波, 王慧琴
    冰川冻土. 2017, 39(1): 43-53. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0006
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    利用新疆北部5个采样点的树轮密度年表主序列和新疆北部33个气象站观测气温平均值进行相关分析,结果显示其与新疆北部5-8月平均温度存在很强一致相关性,相关系数为0.667(p<0.001, n=49)。温度重建方程能够解释校准期(1960-2008年)内44.5%的温度变化方差。空间相关分析揭示该温度重建序列能够表征新疆北部过去353 a (1656-2008年)5-8月温度总体变化特征。重建序列揭示新疆北部5-8月平均温度大致经历了6个偏暖阶段,即1656-1664年、1667-1692年、1711-1734年、1804-1832年、1855-1956年、2000-2008年,中间为偏冷阶段,这些阶段中间多个小幅度变化。温度重建结果发现新疆北部温度变化与太阳活动、火山喷发有着紧密联系。温度重建序列与全球海温场的相关分析显示当西风带海区及热带大西洋地区的海温偏高时,研究区气温偏高。与海温、火山喷发和云量变化的相关分析都指示在西风环流的作用下,上述因子对于该地区温度变化有着重要影响。该温度重建序列在低频变化上与北半球气温具有显著正相关,说明中亚地区温度变化与北半球整体温度变化具有较好的一致性。
  • 张海宏, 李林, 周秉荣, 肖宏斌
    冰川冻土. 2017, 39(1): 54-60. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0007
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    利用玉树隆宝湿地2015年的涡动相关系统观测资料,分析了高寒湿地CO2通量的变化特征及影响因子。结果表明:玉树隆宝湿地生长季CO2通量日变化呈倒单峰型,夏季日变化幅度大,冬季日变化幅度小。4-9月CO2净交换量为负值,其余各月CO2净交换量为正值。全年CO2净吸收量为465 g·m-2。白天CO2通量随着光合有效辐射的增大而减小。CO2排放量与土壤温度和气温日较差均呈正相关。高寒湿地土壤体积含水量对CO2通量的影响很微弱。降雨事件发生后, CO2排放量在短期内有所升高。各影响因子中,光合有效辐射对高寒湿地CO2通量影响的相关度最高,其次为气温日较差,土壤温度,而土壤体积含水量对CO2通量影响的相关度最低。
  • 王莉雁, 肖燚, 江凌, 欧阳志云
    冰川冻土. 2017, 39(1): 61-69. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0008
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    冻融侵蚀是我国仅次于水蚀和风蚀的土壤侵蚀类型。青藏高原由于其海拔高、辐射强、气温低的特点,是我国冻融侵蚀较严重的区域。选择影响冻融侵蚀的5个主要因子:气温年较差、降水量、坡度、坡向、植被覆盖度进行定量研究,分析青藏高原冻融侵蚀敏感性强度及空间分布特征。结果表明:(1)青藏高原冻融侵蚀区面积为149.02×104 km2,占青藏高原总面积的62.20%;冻融侵蚀敏感区的面积为56.80×104 km2,中度及以上敏感区面积为27.39×104 km2,占冻融侵蚀敏感区面积的48.22%;(2)冻融侵蚀敏感性空间分布差异明显,中度以上敏感区主要分布在青藏高原南部和东南部、喀喇昆仑山、祁连山、横断山区等地区。
  • 石亚亚, 杨成松, 车涛
    冰川冻土. 2017, 39(1): 70-78. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0009
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    利用遥感数据可以大大提高青藏高原多年冻土分类和制图效率,并降低在环境恶劣、地形复杂的高寒区域所需的观测要求,从而避免人力和物力的巨大消耗。为了验证基于MODIS LST产品制作的青藏高原冻土图的精度,通过选取青藏高原东部的温泉区域和西北部的西昆仑山地区对1:400万青藏高原冻土图、1:300万青藏高原冻土图、基于MODIS LST产品青藏高原冻土图进行综合验证,以此评估基于MODIS LST产品的青藏高原冻土图精度。结果表明,利用遥感数据制作的青藏高原冻土图较已有冻土图能够更好反映多年冻土的空间分布特征,同时存在差异的地方大多是多年冻土与季节冻土过渡的边缘区域,形成原因主要是制图时间差异,此外还有坡度、坡向、植被、积雪等多重因素的综合影响。
  • 寒区科学与技术
  • 王进昌, 吴青柏
    冰川冻土. 2017, 39(1): 79-85. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0010
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    青藏铁路开通近10 a以来,各类冻土工程稳定,保证了列车平稳安全的运行。然而,青藏铁路工程也不可避免出现了一些病害问题。现场调查资料表明,冻土区路桥过渡段下沉现象较为严重。通过冻土区路桥过渡段的沉降特点和工程地质条件综合分析,结果表明:地表水或冻结层上水水热侵蚀,引起人为多年冻土上限下降、高含冰量冻土层融化,致使路基发生强烈的融化下沉。建议这类工程病害应采取主动降温措施增强地基土的冻结能力,并加强防排水设施和改善地表水条件,消除水热侵蚀所产生的融化下沉。研究结果为青藏铁路路桥过渡段的稳定性和养护提供了科学依据。
  • 吉延峻, 贾昆, 俞祁浩, 金会军, 郭磊, 罗晓晓
    冰川冻土. 2017, 39(1): 86-91. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0011
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    关于混凝土-冻土接触面的力学强度研究多集中于预制成型混凝土样(块)与冻土接触面的力学试验研究,而与工程实际更为接近的冻土中现浇混凝土、冻结稳定后混凝土-冻土接触面的力学强度研究则少有涉及。基于冻土中现浇混凝土的试验方式,开展了不同水灰比、含冰量及冻土温度条件下,混凝土-冻土复杂接触面冻结强度的直剪试验研究。结果表明:试验条件下,由于混凝土中粗、细骨料导热系数及水化热侵蚀强度不同,冻土中现浇混凝土会导致混凝土-冻土接触面发生起伏变化。受该因素影响,粗糙接触面较光滑接触面的冻结强度增大71.9%。粗糙接触面引起的应力集中,使得剪应力在剪切破坏过程中出现间歇性增大、跳跃。在冻结强度构成中,随接触面粗糙程度的增大, φ值对冻结强度增长的贡献要大于c值。水灰比由0.4增至0.6,混凝土导热系数降低,生成接触面趋于光滑,冻结强度减小;土体含水量由15%增大至30%时,冻结强度增大,含水量继续增大至40%时,冻结强度减小;在不同温度条件下,整体呈现冻土温度降低冻结强度相应增大的趋势。基于上述结果,多年冻土区灌注桩设计时,建议混凝土采用0.4~0.5水灰比。
  • 栗晓林, 王红坚, 邹少军, 马浩诚, 牛永红
    冰川冻土. 2017, 39(1): 92-101. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0012
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    讨论了循环荷载作用下冻土的变形特性,总结了前人对冻土变形特性的研究成果。重点阐述了影响冻土变形特性的主要因素,包括土质、含水量、含冰量、温度、围压、动应力振幅和频率对冻土变形特性的影响及其研究现状和主要结论。简要论述了冻土开挖方面的研究情况,并强调了冻土机械开挖方法的重要性。最后针对高效开挖冻土的实际需求,提出了进行冻土变形特性进一步研究的几点建议。
  • 路建国, 张明义, 张熙胤, 裴万胜
    冰川冻土. 2017, 39(1): 102-111. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0013
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    开展冻土水热力三场耦合研究对解决寒区工程问题具有重要的理论指导意义。归纳了冻土水热力耦合的理论基础,认为目前的水分迁移驱动力假说仍然不能很好地解释水分迁移现象,分凝冰的形成机制及判据仍需进行深入的研究。分类和评价了常见的正冻土水热力耦合模型,发现流体动力学模型虽然能够很好地描述水热迁移现象,但未考虑非连续冰透镜体;而较复杂的刚冰模型虽然考虑了冻结缘内水热迁移耦合现象,但是参数众多;热力学模型从微观角度描述了冻土水热力并考虑孔隙吸力,但仍存在参数众多的问题。同时,对预融膜理论在冻土水热力耦合问题中的应用进行了分析和展望,认为可以借助预融膜理论对冻土水热力耦合中的能量、水分迁移驱动力以及迁移速率等进行描述。最后,基于冻土水热力三场耦合研究现状及存在的问题,提出了冻土水热力耦合研究的总体构想:研究与实际情况相符同时适用于稳态及非稳态的通用数学表达式,开展冻土物理学各个参数的动态变化研究,纳入非饱和土体在冻融过程中的水热力相互作用研究,实现水热力在真正意义上的耦合,同时,加强预融膜理论在大尺度、陆面过程以及水热边界等方面的应用研究。
  • 黄龙, 盛煜, 胡晓莹, 王生廷
    冰川冻土. 2017, 39(1): 112-122. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0014
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    管道是长距离输送天然气或石油的最经济有效的工具之一,当管道穿越冻土区时,将面临土体冻胀融沉作用引起的管道弯曲变形和破坏,管土之间的相互作用为冻土区管道设计和运营的重要考虑因素。简述目前世界上主要的穿越冻土区管道工程(罗曼井管道、俄罗斯远东地区管道、美国阿拉斯加管道及中国寒区管道网)的设计理论发展,归纳总结了管土相互作用室内外相关试验、数值模拟分析理论和方法等方面的研究成果和发展现状,并针对冻土区管土相互作用的研究提出进一步的研究展望。
  • 寒旱区水文与水资源
  • 程建忠, 陆志翔, 邹松兵, 程雯嘉
    冰川冻土. 2017, 39(1): 123-129. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0015
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    根据黑河干流出山径流控制站莺落峡、中游的高崖和正义峡等水文站的径流和区域内的气象资料,以及中游的地下水位资料,对黑河上中游来水的年际变化和年内分配,径流沿程变化规律及其影响因素进行分析研究。结果表明: ①黑河干流出山径流自1945年以来整体上呈小幅增加趋势,其年内最大径流月份在进入21世纪后,由7月份推后至8月份,主要受降水的影响; ②高崖和正义峡断面的水量自1977年以来呈微弱增加趋势,前者增幅略大于后者;由于中游社会经济发展引起用水增加,莺落峡至高崖区间的耗水量以每年近850×104 m3的增量变化,而高崖至正义峡区间灌溉回归水和地下水补给河道的水量与区间灌溉引水和其他耗水量基本持平; ③地下水的超量开采一定程度上减缓了黑河干流统一调度的压力,但不利于流域水资源的可持续利用。该研究成果对于今后黑河水资源科学配置、合理调度具有一定的参考和指导作用。
  • 贺慧丹, 杨永胜, 祝景彬, 李红琴, 未亚西, 李英年
    冰川冻土. 2017, 39(1): 130-139. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0016
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    研究季节性放牧对植被耗水量、水分利用效率的影响,是探索如何提高高寒草甸水源涵养能力的重要内容之一。以青藏高原三江源高寒草甸季节性放牧样地与自然放牧样地为研究对象,分析了季节性放牧和自然放牧条件下高寒草甸植被耗水量、水分盈亏量、水分利用效率(WUE)的动态变化及其与环境因素的关系。结果表明:在植被生长季(5-9月),季节性放牧样地和自然放牧样地植被耗水量在5月开始增加, 7月达最高,分别为160.94 mm和145.96 mm,季节性放牧样地植被总耗水量(395.52 mm)比自然放牧样地(348.14 mm)高13.61%。生长季平均来看,季节性放牧样地和自然放牧样地5-9月水分正盈余,分别为13.58 mm和70.96 mm,但在植物生长旺季(8月)略有亏缺。季节性放牧样地和自然放牧样地植被耗水量均与降水量呈弱的正相关关系。季节性放牧样地植被地上净初级生产量(ANPP)、地下净初级生产量(BNPP)和总的净初级生产量(NPP)比自然放牧样地分别高32.54 g·m-2、5.96 g·m-2、38.50 g·m-2,季节性放牧样地ANPP的水分利用效率(WUE)比自然放牧样地高53.85%,而BNPP、NPP的WUE比自然放牧样地分别低13.06%和9.97%。这表明,季节性放牧可提高植被生产量和耗水量,但对高寒草甸WUE的影响因放牧方式不同导致地上、地下生物量分配格局不同而有所差异。
  • 张雪艳, 秦翔, 吴锦奎, 张晓鹏
    冰川冻土. 2017, 39(1): 140-147. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0017
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    为了研究老虎沟流域冰川产汇流特征,根据老虎沟流域2009年消融期4-10月的气象与水文观测资料,采用排除和不排除降水对冰雪消融产流影响的方法,对老虎沟流域融水径流的产流特征、白天和夜晚径流特征、径流的滞后效应进行了分析。结果表明: 5-9月各月流量占到整个消融期流量的比例分别为7%、26%、33%、19%、14%。降水对河流的产流贡献率约为22%,冰雪融水和地下水对河流的产流贡献率为78%。观测期内,除5月外,白天流量全部大于晚上流量,而且6-8月白天和夜晚径流之间的差值较大。老虎沟冰川区以裸冰消融为主,冰面湖较少而且小,汇流较快,储水性能并不明显。5-9月流量峰值和谷值平均分别滞后气温7.0 h、3.5 h、2.5 h、2.5 h和4.5 h,冰川排水系统也随着流量变化经历慢速-快速-慢速的变化过程。
  • 张晓鹏, 秦翔, 吴锦奎, 陈记祖, 王强, 杜文涛, 刘宇硕
    冰川冻土. 2017, 39(1): 148-155. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0018
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    为定量研究老虎沟流域径流对气候变化的响应,利用老虎沟流域1959年和2014年强消融期(7月)的气象、径流数据,分析了强消融期气温、降水、蒸发、冰川消融量、径流(流域的径流深)等的变化,进而探讨了老虎沟流域强消融期气温分布和降水形态、流域蒸发和冰川消融对径流的影响。结果表明:老虎沟流域2014年强消融期径流比1959年多159 mm,增加了49.67%。2014年7月平均气温较1959年升高0.38℃,最低气温升高1.34℃。1959年和2014年7月降水量相差较小;老虎沟流域强消融期日降水和日径流之间呈负相关,蒸发量的变化较小,流域内祁连山站的混合态降水比例减少23.01%,导致降水转化为径流的比例增大;起决定性作用的是正积温, 2014年7月较1959年的正积温高11.71℃·d,主要由于2~4℃的气温日数增多导致正积温增加,从而加剧冰川消融对径流的补给。
  • 周旻霈, 余钟波, 李向应, 高奕燕
    冰川冻土. 2017, 39(1): 156-164. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0019
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    全球气候变暖引起雪冰(积雪/冰川)消融、冻土退化,融水径流量显著增加。不同融水径流分割方法可以量化河流径流的融水比例,反映高寒区雪冰变化及其对气候变暖的响应。评述了不同径流分割方法的原理及其优缺点,并着重介绍了同位素/化学径流分割的计算方法及示踪剂选择。对比分析各研究流域融水径流分割结果,详细讨论影响融水径流变化的主要因素。针对同位素径流分割方法的理想化假设,提出了量化不确定性的的拓展研究。最后,阐述了随着高频采样技术的完善,同位素径流分割研究的发展前景。
  • 寒旱区生物学
  • 张轩文, 杨丽, 刘晓宏, 张秋良, 王文志, 曾小敏, 吴国菊
    冰川冻土. 2017, 39(1): 165-174. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0020
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    以大兴安岭北部根河、呼中和汗马冻土区落叶松和樟子松为样本,建立了五个树轮宽度年表,并计算获取了五个样点的树轮截面积指数(BAI)序列。树轮BAI-气候响应关系分析表明,气温为这一地区落叶松和樟子松生长的主要限制因子;但落叶松和樟子松对气候变化的响应存在差异。落叶松BAI与3月平均气温,樟子松BAI与前一年12月至当年4月平均气温均呈显著负相关。考虑到水热综合影响,落叶松BAI控制因子由1957-1990年与其呈显著正相关的1月份SPEI转变为1991-2013年与其呈显著正相关的1-4月SPEI和与其呈显著负相关的3月份平均气温;樟子松BAI控制因子则由1957-1990年与其呈显著负相关的2月和8月份平均气温转变为1991-2013年与其呈显著正相关的7月份降水量和6-7月SPEI。结果表明,在全球变暖背景下,水热环境改变使得冻土区树木生长限制因子发生变化。
  • 郭冬楠, 臧淑英, 赵光影
    冰川冻土. 2017, 39(1): 175-184. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0021
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    以小兴安岭湿地土壤为研究对象,基于室内分析和冻融实验,分析了冻融作用下不同年代排水造林湿地土壤微生物量、酶活性以及有机碳密度的变化趋势,探讨了不同年代排水造林湿地土壤微生物活性与有机碳密度之间的相关关系,以期为深入认识冻融期间高寒高纬度地区土壤碳循环过程提供参考依据。结果表明:(1)冻融次数对土壤微生物量碳、氮含量影响显著(P<0.05),经历9次冻融循环后,土壤微生物量碳、氮含量比冻融前明显减少;在三种不同年代排水造林的湿地中,排水时间越短,土壤微生物量碳、氮含量下降幅度越大,表明长时间的反复冻融交替可能导致土壤微生物量的进一步减少。(2)冻融前后,土壤蔗糖酶和淀粉酶活性均表现为下降趋势,且多次冻融交替后,-25~5℃冻融处理比-5~5℃冻融处理酶活性更低,表明较大的冻融温差更能降低土壤酶的活性度。(3)随着冻融次数和冻融温度的变化,四种湿地的土壤有机碳密度基本保持稳定,但其与土壤微生物量、酶活性却存在着高度的正相关性,通过探究微生物活性所调控的土壤过程,可以直接或间接了解土壤有机碳密度的变化趋势,便于从本质上验证其响应机制。
  • 元志辉, 池勇峰, 雷军, 包刚, 包玉海, 萨楚拉, 咏梅
    冰川冻土. 2017, 39(1): 185-199. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0022
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    利用卫星遥感资料和地面气象观测资料,基于CASA模型及其他数理方法估算了浑善达克沙地2000-2013年生长季(4-10月)植被净初级生产力(NPP),并对其时空变化特征进行了分析,讨论了气候因子和人类活动对植被净初级生产力的影响。结果表明: 14年间,研究区生长季的植被净初级生产力呈波动中增加趋势,多年平均NPP为239.8 gC·m-2·a-1。整个研究区表现为高NPP值(大于150 gC·m-2·a-1)的植被面积在增加,低NPP值(小于150 gC·m-2·a-1)的植被面积在减少。在空间分布上,研究区的北部、中部和南部边缘区域的植被NPP增加趋势较明显,而东部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。总体而言,研究区植被净初级生产力变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.86,是驱动植被NPP年际波动的最直接因素。而与温度呈负相关,相关系数为-0.42。综合考虑气候因素和人类活动对沙地NPP的影响发现,温度降低、种饲料面积、年末牲畜存栏头数和羊的数量的减少是NPP值提高的关键因素。
  • 生态经济与可持续发展
  • 虞文宝, 宋晓谕, 简富缋
    冰川冻土. 2017, 39(1): 200-206. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0023
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    “一带一路”上升为国家战略,推进丝绸之路经济带建设使中国西北地区由过去发展的腹地转变为开放的前沿。通过引入STIRPAT模型,研究分析了丝绸之路经济带节点城市人文驱动因素对环境的影响,设定了三种情景分析节点城市未来低碳发展情况。结果表明:人文驱动因素对碳排放的影响程度较大,模型拟合优度达到95.2%,能源消耗强度(T)、富裕程度(A)和人口数量(P)的弹性系数分别为0.511、0.285和0.222,基准情景下二氧化碳排放总量呈现稳步上升态势,政策情景和低碳情景下碳排放存在“拐点”,预计碳排放峰值将在2025-2033年间出现,低碳情景峰值比政策情景提前8 a到达,峰值总量减少40.79×104 t。最后针对分析结果就丝绸之路经济带节点城市人文驱动因素对环境的影响提出了相关建议,即控制人口数量、优化产业结构、强化污染治理。
  • 吴兆丹, 吴兆磊, 张长征
    冰川冻土. 2017, 39(1): 207-219. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0024
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    基于经济区域分析层次,采用多区域投入产出分析法、锡尔指数空间差异分解与伪基尼系数差异成因分解方法,探寻我国水足迹总量、部门结构及相关指标的经济区域间和区域内省区间异同点及差异成因,并列出我国特色水安全保障体系构建中有必要调整用水的地区。结果表明:(1)经济区域间和区域内省区间差异对中国水足迹总体空间差异的贡献率相差甚微。(2)西北、中部、西南区域水足迹高于中国其他区域,农林牧渔业人均水足迹、人口数量区域间差异是水足迹经济区域间差异的主要成因;北部沿海区域和西北区域的第一产业水足迹、其他区域的食品制造及烟草加工业水足迹,是当地水足迹重要组成部分。(3)中国各经济区域内水足迹省区间差异的最主要贡献因子存在一定异同,这些因子本身均主要源于其对应部门人均水足迹省区间差别;各省区水足迹部门结构有所异同。(4)东北区域(尤其黑龙江)、京津区域(尤其天津)、山东、上海、海南、宁夏、重庆、山西“很有必要”调整用水,而北部沿海区域(不含山东)、东部沿海区域(不含上海)、西北区域(不含宁夏)、云南、江西调整用水的必要性次之。
  • 奥布力·塔力普, 阿里木江·卡斯木
    冰川冻土. 2017, 39(1): 220-228. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0025
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    荒漠化程度的变化对南疆地区来说是生态系统退化的表现。应用NDVI数据,利用图像处理软件ENVI对南疆地区荒漠化程度进行分析,结果表明: 1952-1983年之间南疆地区荒漠化面积约增长11%,其中重度荒漠化面积约增14.21%左右,而中轻度荒漠化面积增7%~8%。1983-1993年荒漠化保持着基本稳定的状态。在21世纪初,即从2000年、2005年、2010年、2014年4期遥感数据解译分析结果来看, 2000年荒漠化总面积达到96.11×104 km2,约占总面积的90.41%,其中严重荒漠化面积为72.93×104 km2,重度荒漠化面积为15.76×104 km2,中轻度荒漠化面积为7.42×104 km2,到了2014年,荒漠化总面积达到95.31×104 km2,比2000年下降1.24%,但严重中轻度荒漠化土地面积不断发生变化。通过分析发现,荒漠化程度变化主要是人类活动和自然因素共同作用所导致的。