2013年, 第35卷, 第5期　刊出日期：2013-10-25

  

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冰冻圈与全球变化
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  全球冰冻圈现状和未来变化的最新评估：IPCC WGI AR5 SPM发布

  任贾文

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1065-1067. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0119

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  IPCC第一工作组第五次评估报告对全球气候变化认知的最新科学要点

  沈永平, 王国亚

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1068-1076. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0120

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  2013年9月27日, 在瑞典首都斯德哥尔摩, 联合国政府间气候变化专门委员会第一工作组第五次评估报告《Climate Change 2013: The Physical Science Basis》决策者摘要(Summary for Policymakers, SPM)发布, 随后于9月30日公布了报告全文. 报告指出, 全球气候系统变暖的事实是毋庸置疑的, 自1950年以来, 气候系统观测到的许多变化是过去几十年甚至近千年以来史无前例的. 全球几乎所有地区都经历了升温过程, 变暖体现在地球表面气温和海洋温度的上升、 海平面的上升、 格陵兰和南极冰盖消融和冰川退缩、 极端气候事件频率的增加等方面. 全球地表持续升温, 1880-2012年全球平均温度已升高0.85 ℃[0.65～1.06 ℃]; 过去30 a, 每10 a地表温度的增暖幅度高于1850年以来的任何时期. 在北半球, 1983—2012年可能是最近1 400 a来气温最高的30 a. 特别是1971-2010年间海洋变暖所吸收热量占地球气候系统热能储量的90%以上, 海洋上层(0～700 m)已经变暖. 与此同时, 1979-2012年北极海冰面积每10 a以3.5%～4.1%的速度减少; 自20世纪80年代初以来, 大多数地区多年冻土层的温度已升高. 全球气候变化是由自然影响因素和人为影响因素共同作用形成的, 但对于1950年以来观测到的变化, 人为因素极有可能是显著和主要的影响因素. 目前, 大气中温室气体浓度持续显著上升, CO₂、 CH₄和N₂O等温室气体的浓度已上升到过去800 ka来的最高水平, 人类使用化石燃料和土地利用变化是温室气体浓度上升的主要原因. 在人为影响因素中, 向大气排放CO₂的长期积累是主要因素, 但非CO₂温室气体的贡献也十分显著. 控制全球升温的目标与控制温室气体排放的目标有关, 但由此推断的长期排放目标和排放空间数值在科学上存在着很大的不确定性.
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  中国冰川脆弱性现状评价与未来预估

  杨建平, 李曼, 杨岁桥, 谭春萍

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1077-1087. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0121

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  冰川的脆弱性是指冰川对气候变化的脆弱性.基于科学性与实际相结合的原则、全面性与主导性原则、可比性原则、可操作性原则, 以气候变化脆弱性的暴露度、敏感性与适应能力三要素为标准, 遴选构建了我国冰川脆弱性评价指标体系.使用中国1961-2007年594个站点的年平均气温和590个站点的年降水量资料、中国第一、二次冰川编目数据, 借助RS与GIS技术平台, 使用空间主成分方法, 构建了冰川脆弱性指数模型, 在区域尺度上综合评价了中国冰川脆弱性的现状.基于IPCC A1B气候情景下气温和降水量变化预估数值、21世纪冰川变化预估数据, 对2030年代和2050年代的冰川脆弱性进行了初步预估.依据自然分类法, 将冰川脆弱性分为潜在脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、强度脆弱与极强度脆弱5个等级.结果表明: 从现状看, 中国冰川对气候变化很脆弱, 约92%的冰川作用区存在不同程度的脆弱性, 而且强度脆弱区和极强度脆弱区面积占研究区总面积的41%;情景和动态上, 2030年代和2050年代仍有约80%的冰川作用区存在不同程度的脆弱性, 但整体上冰川脆弱性呈减弱趋势, 局部地区冰川仍处于强度和极强度脆弱状态.冰川脆弱性是多因素综合影响的结果, 在现状情况下, 冰川脆弱程度主要取决于冰川的地形暴露和冰川对气候变化的敏感性;2030年代和2050年代除地形因素之外, 降水量变化上升成为冰川脆弱程度的关键影响因素.在未来气候持续变暖情况下, 冰川脆弱性不增反降, 冰川对气候变化的敏感性降低可能是主要原因.
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  青藏高原昆仑山求勉雷克塔格冰川春季表面温度空间变化特征及其影响因素

  王宁练, 贺建桥, 吴红波, 李 真

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1088-1094. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0122

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  通过对2013年春季在青藏高原昆仑山求勉雷克塔格冰川上取得的冰川表面温度资料的分析, 研究了该冰川表面温度空间变化特征及其影响因素. 结果表明: 该冰川表面(粒雪)温度在晴天时较多云或阴雪天时偏低, 这可能与晴天时冰川表面吸收的部分热量用于粒雪消融而不是粒雪层升温有关;晴天时该冰川表面温度随海拔的升高而降低, 其递减率值为0.58 ℃·(100m)^-1, 较自由大气的气温递减率值略偏低;晴天时, 冰川表层粒雪层厚度对其表面温度具有重要的影响, 二者之间呈显著的正相关关系, 并且粒雪层厚度每增加10 cm, 其冰川表面温度会升高约0.46 ℃. 结合青藏高原其他冰川表面温度的观测结果, 揭示出当冰川表面存在消融时其表面温度日变化幅度较小, 一般只有几度.
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  2002-2011年新疆积雪时空分布特征研究

  娄梦筠, 刘志红, 娄少明, 戴睿

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1095-1102. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0123

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  基于2002-2011年的MODIS积雪产品数据, 对新疆积雪的年际变化特征、年内变化特征及空间分布特征进行了分析.结果表明: 年内积雪从10月中旬开始建立, 于1月面积达到最大, 7月面积达到最小.其中, 冬季积雪面积所占比例最大, 夏季最小. 2002-2011年新疆积雪面积总体上呈减少趋势. 其中, 春季和冬季为减少趋势;夏季的积雪由于其基本上都是高海拔的永久性积雪, 故比较稳定, 变化趋势不明显;秋季为上升趋势.新疆积雪空间分布极不均匀, 北疆积雪分布明显多于南疆.山区为积雪覆盖频次的高值区, 盆地为积雪覆盖频次的低值区.永久性积雪在阿尔泰山脉分布较少, 主要分布在天山山脉和昆仑山脉.就永久性积雪面积而言, 分布在海拔5 000~6 000 m的面积最大, 其次是海拔4 000~5 000 m, 再次是海拔6 000~7 000 m.
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  2001-2010年喜马拉雅山珠穆朗玛峰自然保护区积雪面积的时空分布特征

  普布次仁, 除多, 卓嘎, 拉珍, 拉巴

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1103-1111. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0124

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  利用美国冰雪数据中心提供的8 d合成MODIS积雪数据以及定日县气象站观测的年平均气温、年降水量和年蒸发量资料, 分析了2001-2010年喜马拉雅山珠穆朗玛峰自然保护区域积雪覆盖的时空分布变化特征以及气候影响因子, 积雪特征包括年变化、季节变化和永久性积雪的变化. 结果表明: 珠穆朗玛峰地区积雪覆盖面积呈减少趋势, 10 a来减少约323 km²的覆盖面积, 特别是2005年以后积雪覆盖面积减少尤为明显;永久性积雪面积减少了85 km²;2006年开始积雪基本上每年都在递减且减少幅度很大;积雪具有明显的季节性变化, 积雪覆盖面积最大值出现在2月份左右, 最小值出现在8月份;积雪覆盖面积的空间分布范围在逐渐变小, 积雪主要分布在珠穆朗玛峰自然保护区的中部和东部;积雪覆盖面积与年平均气温呈负相关关系.
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  南极中山站极昼期间气象要素变化特征

  王多民, 杨宗英, 李春筱, 常佩静, 张斯莲

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1112-1117. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0125

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  利用中山站1989-2011年极昼期间的气温、气压、风、降水等高质量的地面气象观测资料, 对中山站极昼期间气象要素基本气候特征和变化趋势进行了统计与分析, 研究了极昼期间天气特征. 结果表明: 极昼期间年平均气温为-0.6 ℃, 呈缓慢下降趋势, 其变化速率为-0.2 ℃·(10a)^-1;年平均风速为5.4 m·s^-1, 变化速率为-0.5 m·s^-1·(10a)^-1;共出现降水日数459 d, 占极昼期间总日数的33.3%;年平均日照时数为763.8 h, 日照时数呈上升趋势, 变化速率为26.8 h·(10a) ^-1. 研究结果有助于了解和研究南极中山站气候概况, 对中山站度夏科学考察工作有重要的参考价值.
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  冰尘结构特征及形成分析——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

  许慧, 李忠勤, Nozomu Takeuchi, 张晓宇, 张国飞

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1118-1125. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0126

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  利用2007-2010年夏季在乌鲁木齐河源1号冰川采集的5个冰样, 对冰样中冰尘的特征、冰尘中蓝藻的种类及冰尘中无机矿物颗粒的粒度特征进行了分析研究. 研究表明: 冰尘为棕色球状聚合体, 粒径为0.27~3.5 mm, 分布在冰川消融区表面, 其组成成分为有机质、无机矿物颗粒和微生物. 冰尘有4种主要的内部结构: 类型Ⅰ, 具有同心层结构的冰尘;类型Ⅱ, 带有亚颗粒的冰尘;类型Ⅲ, 内部无明显结构的冰尘;类型Ⅳ, 中心位置处具有较大无机颗粒的冰尘. 冰尘中无机矿物颗粒的数量主要分布在d<3.5 μm的范围内, 且体积分布的粒径众数介于3~25 μm之间. 同时, 对冰尘中的蓝藻进行了16S rRNA基因序列的系统发育分析, 共从蓝藻16S rRNA基因文库中筛选了247个阳性克隆, RFLP分型得到10个不同的OTUs. BLAST比对, 系统发育分析将这10个OTUs归为颤藻目(Oscillatoriales)、色球藻目(Chroococcales)、未定种(Unclassified). 颤藻目为绝对优势类群, 占整个基因克隆文库的91%. 经估算, 冰尘中存在大量的有机物质和微生物, 无机矿物颗粒只占了很小的比例, 表明影响冰川消融区表面反照率的主要因素为冰尘中的有机部分, 包括有机物质和微生物.
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  青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤CH₄氧化速率研究

  赵拥华, 赵林, 岳广阳, 刘广岳, 杜二计

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1126-1132. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0127

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  CH₄氧化是影响CH₄排放通量的主要过程之一, 对CH₄源汇效应起着重要作用.用实验室培养法对青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤在-10、-5、0、5、10和18 ℃等6个温度条件下1~72 h内CH₄氧化速率进行研究. 结果表明: 正温条件下, 各层土壤CH₄氧化速率呈现"U"型分布特征, 0~20 cm高、20~80 cm低、80~100 cm高;负温条件下, 各土层CH₄氧化速率相对较低且无明显差异. -5、0、5、10和18 ℃时的CH₄氧化速率分别是-10 ℃时的1.3、26.5、390.5、1 644.7和4 926.4倍, CH₄氧化速率与温度之间呈现显著的指数关系. 正温条件下, 各深度平均的CH₄氧化速率与时间呈现极显著的线性正相关关系;但CH₄氧化速率变化范围存在着差异, 在0、5、10和18 ℃条件下, 各土层平均CH₄氧化速率变异率为510%、173%、244%和179%, 0 ℃条件下的CH₄氧化速率变异性最大. 在正温条件下, CH₄氧化速率与土壤pH值存在负相关关系;冻土冻结时, CH₄氧化速率与土壤pH值没有明显的相关性.
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  昆仑山木孜塔格冰川反照率变化特征及其与粉尘的关系

  毛瑞娟, 吴红波, 贺建桥, 郭忠明, 吴玉伟, 吴雪娇

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1133-1142. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0128

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  以Landsat TM影像反照率反演结果和MOD10A1逐日反照率产品为主要数据源, 对其反照率遥感资料进行精度验证, 然后根据这两种遥感数据资料对木孜塔格冰川表面反照率的时空变化特征进行分析, 并探讨了反照率与粉尘的关系.结果表明: 从空间上看, 冰川表面反照率具有明显的空间变化特征, 其数值介于0.508~0.637;总体上反照率随着海拔升高而增大, 在海拔5 950 m以上, 由于有裸岩的存在, 反照率开始下降.从年际变化上看, 在2000-2009年间木孜塔格冰川反照率年际变化波动较大, 并呈微弱的上升趋势, 速率约为0.0025 a^-1.反照率与微粒个数呈现负相关关系.
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  青藏高原东南部贡嘎山海螺沟冰川冰下沉积物形成与变形

  张梅, 崔之久, 刘耕年, 陈艺鑫, 聂振宇, 傅海荣

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1143-1155. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0129

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  冰岩界面的冰川动力学是冰川系统的重要组成部分, 海螺沟冰川地处温暖湿润的海洋环境, 冰川运动速度较快, 冰川底部接近压融点, 是研究冰下过程的较理想地点. 在海螺沟冰川大型磨光面上浅显侵蚀坑内发现了碎屑物质. 对碎屑物质理化特征研究表明: 粒度特征、地球化学与石英砂SEM 分析表明沉积在冰岩界面上的物质来自于冰川底部的底碛层, 而不是冰上环境的产物. 偏光显微镜下观察到的冰下沉积物呈现出一系列塑性变形(微旋转、褶皱)和脆性变形(线性结构、支撑结构、断层)微观结构和构造. 两种变形结构的存在是碎屑物质在形成过程中其含水量波动情况的反映. 冰下碎屑物质是冰下融出、滞碛作用的共同产物. 在整个冰下碎屑物质形成与变形过程中, 由于冰下水系季节性变化带来的冰岩界面上冰川融水含量的波动起了决定性作用.
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  1961-2010年新疆雷暴时空分布及其变化特征

  霍广勇, 江远安, 史红政, 余行杰, 王红, 邵伟玲

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1156-1164. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0130

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  利用新疆1961-2010年资料完整的89个气象观测站的雷暴观测资料, 应用数理统计、线性趋势分析等方法, 对新疆雷暴的时空分布和变化特征进行了分析.结果表明: 新疆雷暴分布地域性强, 年雷暴日数山区多于平原, 北部多于南部, 西部多于东部, 天山西段及其两侧是呈带状分布的年雷暴日数分别在46~84 d、25~35 d之间的多雷区和中雷区, 其中, 伊犁河谷的昭苏是新疆年雷暴日数最多的地方, 达83.7 d;雷暴季节性显著, 主要集中在夏季, 占全年的77%, 寒冷的冬季很少出现;月雷暴日数呈现单峰型分布, 7月达到最大值, 全疆平均雷暴日数为6.1 d;雷暴初日普遍出现在2-4月, 雷暴终日出现在9-12月.1961-2010年新疆及其北疆、天山山区、南疆各分区年平均雷暴日数均显著减少, 减少速率分别为1.28、1.53、1.90、0.82 d·(10a)^-1;空间分布表现为1961-2010年全疆大部分地区呈减少趋势, 北疆减少趋势大于南疆, 仅天山山区及其两侧以及南疆西部的个别地方呈弱的增加趋势;年代际变化趋势总体表现为逐年代减少;春、夏、秋季雷暴日数均呈现减少趋势, 夏季减少趋势最明显, 其空间分布与年雷暴日数相似;新疆及其各分区月雷暴日数以减少趋势为主.
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  近50多年来我国西部地区降水的时空变化特征

  郭慧, 李栋梁, 林纾, 董彦雄, 孙兰东, 黄蕾诺, 林婧婧

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1165-1175. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0131

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  利用1954-2006年我国西部225个气象站的年平均降水量资料, 应用经验正交函数和旋转经验正交函数方法将我国西部分为9个降水类型, 研究了我国西部地区降水的时空变化特征. 结果表明: 南疆盆地、甘肃河西西部和内蒙古西部是我国西部降水年际间变动最大、降水最不稳定的地区, 而四川省西部地区的降水年际变动最小、降水比较稳定. 1954-2006年我国西部地区降水总体呈增加的趋势, 降水空间分布大致以100°E为界, 以西降水增加明显, 以东降水减少. 降水量显著增加的区域是南疆型, 而西北地区东部的关中型的降水减少最为显著. 1980年代中期是我国西部大部分地区降水量变化的转折期. 我国西部的降水变化主要分为5种类型, 年降水量变化存在较为显著的准8~9 a和4~5 a的周期振荡.
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  西安夏季降水的日变化特征研究

  孙娴, 魏娜, 王式功, 姜创业, 王琦

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1176-1182. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0132

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  利用西安市1961-2010年夏季逐时自记降水资料, 分析了西安市夏季降水日变化特征及其年代际变化趋势.结果表明: 近50 a来西安市夏季降水日变化在降水量和降水频次上呈现出不一致的变化特征, 夏季降水日峰值出现在下午至傍晚, 逐时降水量以15:00-20:00时为高值区, 以17:00时的累积降水量最大;逐时累积降水频次呈现出双峰型分布, 以04:00-10:00时为降水频次峰值区, 以17:00-20:00时为频次的次峰值区;降水强度以15:00-20:00时时段小时降水强度大, 04:00-13:00时小时降水强度较小. 降水持续时间超过6 h 的长持续性降水的最大降水量通常出现在清晨和午后, 而持续时间在1~6 h 之间的短持续性降水易于在傍晚达到降水量峰值.
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  黄河源区气候变化的环境效应研究

  李开明, 李绚, 王翠云, 乔艳君

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1183-1192. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0133

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  以黄河源区气象台站的降水和气温资料以及玛多、达日、玛曲、唐乃亥和兰州水文站的径流资料为基础, 分析研究了该区降水、气温、水文变化趋势, 并对研究区的土地利用现状变化及原因进行了探讨. 结果表明: 在年代际变化趋势上, 黄河源区气温总体上呈升温态势, 降水呈减少趋势, 径流量也表现为减少趋势.土地利用现状的变化表明人类活动对研究区生态湿地的干预增强.自然因素和人类活动的综合作用, 使得黄河源区生态环境进一步恶化, 亟需进行人工干预, 保护和改善黄河源区生态湿地环境.
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  1954-2011年西宁旅游气候舒适期时间变化分析

  罗生洲, 巨克英, 罗延年, 汪青春, 李江英

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1193-1201. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0134

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  利用西宁市1954-2011年逐年逐日气温、相对湿度、平均风速和日照时数等气象资料, 运用温湿指数THI、风寒指数WCI、着衣指数ICL和人体舒适度指数K计算模型, 计算西宁逐年逐日旅游舒适指数和舒适日概率, 分析西宁年内气候舒适期起止时间、期间天数;年际、年代际变化特点以及各模型指数年际间是否存在突变等. 综合舒适度指数结果显示: 较适宜旅游季节从4月中旬开始, 10月中旬结束, 为时184 d;没有适宜旅游期和最适宜旅游期, 这一结果反映了西宁夏季凉爽的气候特点. 用温湿指数、人体舒适度指数等模型计算出的较舒适期天数在年际和年代际间均呈上升趋势;较舒适期天数在年际间存在突变(增多)现象. 西宁旅游舒适日在年际间呈增多的趋势, 对该地区旅游业发展是一个有利因素.
寒区科学与技术
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  氯盐对沥青混凝土冻融劈裂抗拉强度影响的试验与分析

  马芹永, 吴金荣, 秦凯

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1202-1208. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0135

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  由于昼夜温度交替变化, 盐渍土地区的沥青混凝土路面易发生冻融破坏, 影响沥青路面的使用性能.采用冻融劈裂试验, 以冻融劈裂抗拉强度和冻融腐蚀因子评价沥青混凝土在氯盐侵蚀下强度的变化规律. 结果表明: 经过氯盐侵蚀冻融循环后, 沥青混凝土的冻融劈裂抗拉强度明显下降;而且随着冻融次数的增加, 其冻融劈裂抗拉强度下降的幅度增大.冻融腐蚀因子也呈现同样的变化规律, 氯盐浓度越高, 对沥青混凝土冻融劈裂抗拉强度和冻融腐蚀因子影响也越大. 试验研究结果为盐分地区沥青路面结构设计提供科学依据.
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  青藏直流联网工程多年冻土区砼灌注桩基础长期热稳定性预测研究

  陈赵育, 李国玉, 俞祁浩, 穆彦虎, 郭磊

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1209-1218. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0136

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  对于冻土工程而言, 基础热稳定性是决定工程稳定性及服役性能的关键. 为预测±400 kV青藏直流联网工程多年冻土区砼灌注桩基础的长期热稳定性, 建立了考虑相变问题的二维数值传热分析模型, 应用有限元方法研究了气候变暖背景下, 不同年平均地温、不同含冰量条件下灌注桩基础传热特性和长期热稳定性. 结果表明: 单桩对周围土体的热影响范围是桩径的4~5倍, 桩基周围融化深度随时间推移而增大, 在低含冰量的高温和低温冻土区桩基50 a后最大融化深度分别为6.65 m和3.05 m, 所对应的冻土上限平均融化速率分别为9.5 cm·a^-1和3.6 cm·a^-1;在高含冰量的高温和低温冻土区50 a后最大融化深度分别为5.25 m和2.77 m, 其冻土上限平均融化速率分别为6.7 cm·a^-1和2.0 cm·a^-1. 在气候变暖背景下, 桩基上部周围冻土逐渐升温、融化, 50 a后, 在低含冰量的高温冻土区桩基由于融化深度增大导致有效冻结长度减少28%, 在高含冰量的高温冻土区桩基的有效冻结长度减少15%, 桩侧冻结力随之相应减小. 该研究对于冻土区桩基长度设计、桩基工程的维护和冻土稳定性评价提供了重要的科学依据.
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  深部人工冻土黏弹塑损伤耦合本构模型研究及其验证

  汪承维, 李栋伟

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1219-1223. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0137

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  采用改进的Mohr-Coulomb屈服准则(Zienkiewicz-Pande准则), 建立了能描述人工冻土3个阶段蠕变特性的黏弹塑损伤耦合本构模型. 基于该本构模型建立了模型的柔度矩阵, 将本构模型嵌入到ADINA有限元程序中. 计算表明: 数值模拟得到的人工冻土蠕变特性曲线与实测值吻合良好, 最大误差为4.8%, 说明基于改进的Mohr-Coulomb准则建立的黏弹塑损伤耦合本构模型能够准确的描述人工冻土剪切特性和3个阶段的蠕变特性.获得的本构模型具有参数少、容易确定等优点. 深部人工冻土黏弹塑损伤耦合本构模型的建立, 对于人工冻土结构物长期稳定分析和预测具有重大的理论指导意义.
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  中俄原油管道沿线多年冻土环境及管道施工技术探讨

  郝加前, 何瑞霞

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1224-1231. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0138

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  选取中俄原油管道沿线位于多年冻土区的漠河-乌尔其段为研究区域, 分析了管道工程对多年冻土环境的影响以及冻土退化所带来的一系列生态环境问题, 并研究了冻土环境变化对管道工程的影响. 针对冻土区管道工程施工的相关问题, 提出了不同施工迹地的施工方式及相对应的冻土环境保护措施: 施工作业带的清理;取弃土的处理;施工便道、伴行道的修建及不同地段施工便道与伴行路路基最小高度的确定;施工营地、料场的设计及布设;管沟开挖时基坑暴露时间的计算, 多年冻土区管道工程的施工等.中俄输油管道是我国首条通过多年冻土区的大口径原油管道, 研究结果可为中俄输油管道及今后寒区工程建设过程中的环境保护提供科学依据.
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  白垩系地层深井冻结壁温度场分布规律

  周盛全, 陈海明

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1232-1236. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0139

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  西部地区主要为白垩系软岩地层, 煤炭资源储量大, 成为我国重要产煤区. 白垩系软岩地层冻结壁温度场分布规律尚不清楚, 给白垩系地层冻结法凿井设计与施工带了一定的困难. 通过现场实测、室内试验和数值模拟等手段, 获得了白垩系地层冻结软岩热物理参数分布规律、力学特性及深井冻结壁冻融规律. 测点冻结温度场反演白垩系冻结软岩导热系数值一般介于3.328~3.465 W·m^-1·K^-1之间, 现场实测表明: 白垩系地层融冻时间比一般为1.0~1.2之间. 研究白垩系地层冻融规律, 对指导我国西部地区白垩系地层冻结法凿井设计与施工具有重要的理论参考价值.
寒旱区水文水资源
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  青海羌塘盆地近期湖泊扩张特征及成因

  段水强, 曹广超, 刘弢, 吴庆, 李燕

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1237-1247. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0140

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  选取青海羌塘盆地1976-2010年5期遥感影像, 解译了该区域面积大于1 km²以上的67个湖泊面积.结果表明: 1976-1994年, 研究区大部分湖泊呈萎缩状态, 湖泊面积萎缩了446.8 km², 萎缩幅度为12.5%;1994-2001年, 湖泊面积由3 132.6 km²增加到3 395.2 km², 至2007年和2010年, 湖泊持续扩张, 面积分别达到3 641.7 km²和3 836.2 km², 其中2010年的湖泊面积较1994年增加了22.5%, 甚至超过了1976年, 2007-2010年期间湖泊扩张强度最大.同时, 分析了研究区1959-2010年的气候水文变化, 结果显示年平均气温呈显著上升趋势, 年蒸发量在1959-1980年呈下降趋势, 以后趋于稳定, 年降水量、年径流量在1998-1999年间出现了突变上升.湖泊面积对气候、水文的响应关系表明, 近期的湖泊扩张主要由降水、径流偏丰引起, 与气温上升以及蒸发变化的关系并不显著, 气温上升导致冰川退缩所增加的水量对近期湖泊扩张影响较小. 与青海湖、黄河源等地相比, 青海羌塘盆地近期气候、水文、湖泊面积发生转折的时间要提前7 a左右.
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  天山乌鲁木齐河上游径流极值变化分析研究

  刘友存, 霍雪丽, 郝永红, 焦克勤, 韩添丁, 刘彦, 刘志方, 刘灿

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1248-1258. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0141

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  以天山乌鲁木齐河上游作为研究对象, 结合乌鲁木齐河上游近50 a的实测月均径流变化资料, 对未来的月均径流进行了预测. 基于对重现水平的95%置信区间进行估计的结果表明, 乌鲁木齐河上游重现期为10 a、25 a、50 a和100 a的月均径流量极大值分别约为35.4 m³·s^-1、39.9 m³·s^-1、43.2 m³·s^-1和46.3 m³·s^-1;重现期为10 a、25 a、50 a和100 a的月均径流量极小值分别约为0.60 m³·s^-1、0.43 m³·s^-1、0.30 m³·s^-1和0.18 m³·s^-1. 在当前气候变化背景下, 乌鲁木齐河上游在2058年前后枯水期时可能发生断流现象. 该研究对乌鲁木齐河径流变化预测具有重要意义.
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  1951-2010年洮河流域水文气象要素变化的时空特征

  李常斌, 王帅兵, 杨林山, 杨文瑾, 李文艳

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1259-1266. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0142

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  采用M-K检验、小波分析和Sen斜率等方法, 对1951-2010年60 a来洮河流域不同地理-生态区间水文气象要素变化的时空特征进行了综合研究.结果表明: 洮河流域水文气象要素呈现多种周期不同尺度的振荡特性, 气温、降水和径流的年代际变化周期以9~13 a和2~5 a最为常见.气温从1990年代中期开始明显上升, 突变的时间北部略早于南部, 西部明显迟于东部;除上游草原牧区外, 降水总体于1990年代初期开始减少;受降水变化影响, 流域河川径流量1990年代发生明显减少.过去60 a, 洮河流域气温以0.18 ℃·(10a)^-1的速率增温;降水以0.03 mm·(10a)^-1的速率减少;河川径流量以11.36 mm·(10a)^-1的速率减小;近30 a来洮河流域以0.63 ℃·(10a)^-1的速率增温, 降水以8.86 mm·(10a)^-1的速率减少, 径流以21.00 mm·(10a)^-1的速率减少.降水和径流变化在不同时期和不同生态-地理区间差异明显, 与区域气候和下垫面因素变化所致的流域能水通量过程的变异有关.
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  河西内陆河径流对气候变化的响应及其流域适应性水资源管理研究

  邓振镛, 张强, 王润元, 高伟东, 徐金芳, 曹玲, 刘明春

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1267-1275. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0143

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  为探讨河西地区内陆河径流对气候变化的响应, 选取1955-2008年石羊河、黑河和疏勒河的河流流量资料进行计算和分析. 结果表明: 50多年来, 石羊河年径流总体呈明显下降趋势, 黑河呈略有增加趋势, 疏勒河呈明显增加趋势, 地域上呈现愈往西部的河流年径流量增加愈明显. 三大河流进入1990年代后有下降趋势, 进入21世纪均有明显增多趋势. 三大河流径流对气候变化有不同响应, 石羊河流域主要受季风气候影响, 气候变暖, 蒸发加剧, 水分散失量大, 是造成径流减少的主要原因;黑河和疏勒河流域主要受西风带环流影响, 径流增多的重要原因是气候变暖降水明显增多. 为减缓气候变化对流域水资源利用的不利影响, 在分析三大内陆河流量对气候变化响应特征的基础上, 提出了适应性水资源管理的建议. 建议应提高水资源利用效率;改变生产方式, 调整农业种植业结构与布局;加大祁连山自然保护区建设, 搞好水资源可持续利用;积极开发祁连山丰富的空中云水资源、哺育祁连山冰川等流域适应性水资源管理对策, 对流域进行综合治理与开发利用, 这些措施和对策将为流域水资源开发提供科学依据.
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  基于模糊综合评判的高原盆地城市水源地脆弱性评价

  史正涛, 曾建军, 刘新有, 黄英, 王杰

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1276-1282. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0144

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  根据高原盆地城市水源地脆弱性内涵, 评价指标可量化性及不同水源地之间可比性, 选取了水源地水文气象、生态环境、水源污染和地表扰动状况4个方面14个指标, 构建了高原盆地城市水源地脆弱性指标体系.基于高原盆地城市水源地复杂性和指标评价标准界线的模糊性, 采用层次分析法确定指标权重, 应用模糊综合评判法建立评价模型, 运用所建立的评价模型对昆明市松华坝水源地脆弱性进行了评价.结果表明, 昆明市松华坝水源地为中度脆弱. 其中, 水文气象因子、水源污染因子处于中度脆弱状态, 生态环境因子处于轻度脆弱状态, 地表扰动因子介于轻度脆弱与中度脆弱状态之间.
生态经济与可持续发展
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  生态建设政策交易成本及其结构的比较

  樊胜岳, 兰健, 徐均, 陈玉玲

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1283-1291. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0145

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  将交易成本分析引入沙漠化地区生态建设政策分析过程, 确定交易成本由搜寻信息成本、签订合约成本、建设及营运成本、监督对方是否违约成本、违约后寻求赔偿成本共5部分构成. 每个部分根据研究区域生态政策实施的关键节点进行指标分解, 设计政策交易成本分析的21个指标. 为了将不同生态政策之间的绩效进行对比, 构造了交易成本结构指数, 它由内生交易成本占总交易成本的比重、农户投入占生态建设项目生产成本的比重、交易成本占生态建设项目交易成本与生产成本之和的比重共3个指标构成. 根据在宁夏盐池县的调研数据, 测算退耕还林政策和天然林保护政策的交易成本分别为640.87元·hm^-2·a^-1和41.49元·hm^-2·a^-1, 交易成本结构指数值分别为0.1242和0.2292, 实施效果分别是很好和较好;"三北"防护林政策的交易成本为806.08元·hm^-2·a^-1, 交易成本结构指数值为0.4149, 实施效果一般;草地禁牧政策的交易成本为530.45元·hm^-2·a^-1, 交易成本结构指数值为0.8575, 实施效果很差. 生态政策的交易成本及其结构分析, 将为不同生态建设政策的比较和绩效评价提供一个新的角度, 具有重要意义.
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  青藏铁路开通后对西藏生态足迹和生态承载力的影响

  安宝晟, 程国栋

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1292-1300. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0146

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  青藏铁路的开通, 在加快西藏经济社会发展速度的同时, 对西藏的生态环境变化也会产生重要影响. 运用生态足迹法, 从铁路客运和货运两个方面, 计算2006-2011年青藏铁路开通带给西藏的生态足迹的变化及趋势, 探讨了青藏铁路开通对西藏生态足迹变化的影响. 铁路客运产生的生态足迹主要体现在旅游生态足迹方面, 主要包括铁路入藏游客的住宿、餐饮和购物产生的生态足迹;货运方面主要包括货物运入和运出两个方面. 结果表明: 铁路客运产生的旅游生态足迹中, 住宿比重最高, 购物次之, 餐饮最少. 总体铁路输入的旅游生态足迹仅占不考虑铁路开通时西藏总生态足迹的1%左右;而铁路货物运入的生态承载力逐年上升, 且占不考虑铁路开通时西藏总生态足迹的比重较大, 最大达到51%, 对西藏生态足迹产生重要影响;铁路开通输入的生态足迹远远小于铁路为西藏增加的生态承载力.
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  新疆阿克苏地区城市自然灾害脆弱性评价研究

  安瓦尔·买买提明, 戴锐

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1301-1307. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0147

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  塔里木盆地是我国最大的半封闭型内陆盆地, 干旱、大风、沙尘暴、洪水以及地震、雪灾等自然灾害频繁.为了提高塔里木盆地城市应对自然灾害的能力, 以阿克苏地区为例, 在广泛借鉴国内外灾害脆弱性评价的指标体系与评价模型的基础上, 以多灾种复合情况为背景, 构建塔里木盆地自然灾害脆弱性评价指标体系, 运用模糊综合评价法进行脆弱性评价, 并对各指标进行对比分析.结果表明: 阿克苏市、新和县、阿瓦提县的高脆弱度值最高, 分别为0.48、0.36及0.40, 属于高脆弱度; 温宿县、沙雅县的中脆弱度值较高, 分别0.24和0.26, 属于中脆弱度; 库车县、拜城县、乌什县、柯坪县的低脆弱度值较高, 分别为0.48、0.45、0.36及0.35, 属于低脆弱度.根据各县市自然灾害脆弱性评价结果, 结合区域特点, 提出了防灾抗灾的对策建议, 对塔里木盆地城市降低脆弱性、减轻自然灾害影响有一定借鉴意义.

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  湘西多民族山区耕地利用效率空间差异分析

  刘春腊, 王鹏, 徐美, 刘沛林

  冰川冻土. 2013, 35(5): 1308-1318. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0148

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  以县域为单元, 基于各行政区域2001-2010年的统计数据, 从耕地资源量、耕地集约利用水平、粮耕弹性系数3方面选取10项指标, 构建了耕地利用效率评价指标体系, 并引入"年变化率"的概念与方法, 对湘西多民族山区2001-2010年耕地利用效率的空间差异进行了分析. 结果表明: 总体而言, 湘西多民族山区耕地利用效率比较低, 近年虽有好转迹象, 但县域间的协调度仍处于基本协调或不协调状态. 耕地利用效率的年变化率为21%, 各单项指标的年变化率亦存在较大波动. 在影响耕地利用效率各因子中, 粮食单产、土地产出均为高度相关因素, 而耕地总面积的关联度排在最后. 从空间上看, 湘西北部以及东部地区耕地利用的空间分异较小, 而西部、中部和南部地区的空间分异较大, 可划分为高效高度协调型、高效基本协调型、高效不协调型、中效基本协调型、中效不协调型和低效不协调型等六类地区.