在检验CMIP3模式比较计划中模式在中国地区的温度模拟效果的基础上，选取模拟效果相对较好的HadCM3、EACHE5模拟结果，采用Kudryavtsev方法，应用数字化土壤和植被资料，借助Arc-GIS，对未来50 a中国地区在A2情景下的冻土空间变化趋势进行了模拟计算. 结果表明，在A2情景下，未来50 a中国地区的冻土呈现出退缩趋势，在2050年，多年冻土在青藏高原地区的巴颜喀拉山-唐古拉山之间、冈底斯山地区出现退化，中国的冻土面积较2006年减少约10.7%.
青藏高原及周边山地拥有地球上最高大且最广阔的高山高原，是除两极外最大的现代冰川作用中心，这也使得中国成为中低纬度地区现代冰川最发育的国家之一. 现代冰川平衡线分布具有纬度地带性特征，在青藏高原上还呈不对称的环状. 根据相关研究资料估算，中国末次冰期最盛期时的冰川面积约为50×104 km2，是现代的8.4倍. 基于平衡线处年降水量和夏季平均气温（6-8月）之间的相关关系重建的中国西部（105° E以西）末次冰期最盛期时的平衡线分布图与现代的相似. 在青藏高原内部与西北部，平衡线下降值在500 m以内，小的仅为200~300 m；在青藏高原东南边缘下降值约800 m，最大可达1 000~1 200 m. 天山与阿尔泰山平衡线下降值均在500 m左右. 中国东部（105° E以东）没有发育现代冰川，仅有数处中高山地，如贺兰山、太白山、长白山与台湾山地保存有确切的末次冰期冰川地形，末次冰期最盛期时的平衡线下降800~900 m，大于青藏高原、天山与阿尔泰山地区的下降值. 根据中国东部末次冰期的平衡线分布图以及相关的古气候与古环境研究资料，海拔2 000 m以下的中低山地在第四纪期间任何一次冰川作用中都不具备冰川发育所需的地势条件.
基于对托木尔峰南麓托木尔型山谷冰川的野外考察和典型冰川的定位观测，对冰面被表碛广泛覆盖的所谓“托木尔型”冰川冰舌区表碛与冰面消融的关系进行了研究. 结果表明：表碛对冰面消融、冰川水文过程、冰川变化等均具有重要影响，当表碛厚度超过3 cm时，表碛对冰面消融就产生明显抑制作用，且随着厚度增加，冰面消融显明减弱. 科其喀尔冰川表面的观测表明，由末端向上，表碛厚度逐渐减薄. 受表碛影响，科其喀尔冰川区最大的消融量出现在海拔3 800~3 900 m之间、表碛物厚度小于10 cm的区域内；冰川消融强度由此向上随着海拔的升高而下降，向下随表碛厚度的增大而减弱. 冰面湖的发育是表碛覆盖冰川的又一主要特征，湖水对冰面的融蚀和快速排泄成为冰面产汇流的主要过程. 科其喀尔冰川研究表明，两三个冰面湖排泄形成的融蚀冰量就相当于冰川末端退缩造成的冰量损失. 因此，冰面湖等热喀斯特地形的形成、扩张融蚀、融穿排泄、形成湖区低地，这一周而复始的过程不仅是其主要消融方式之一，而且也强烈的影响着冰川水文及冰川变化. 托木尔峰南麓地区大型冰川变化主要以厚度减薄为主，而不是像大多数冰川显著的变化主要表现在末端和面积减少方面.
对滇西北海拔4 000~4 500 m 山地的第四纪冰川发育和平衡线高度进行了研究. 结果表明: 古冰川发育主要依托海拔4 000~4 300 m的夷平面，早中期发育小型的冰帽以及流入四周谷地的山谷冰川，晚期主要发育规模较小的冰斗冰川. 冰川主要发育期为末次冰期，古冰川平衡线、山体最高峰以及夷平面的高度显示，冰川发育所依托的夷平面在末次冰期时超过古平衡线，二者差值为50~400 m，为冰川发生提供了良好的地形与地势条件. 冰川规模演化表明，滇西北地区多处山地MIS 3中期的冰川规模大于末次冰盛期（LGM），可能与MIS 3中期较强南亚季风带来较丰富的降水有关. 古气候研究资料以及研究区的冰期系列表明，滇西北海拔4 000~4 500 m山地末次冰期的冰川作用是构造和气候相耦合的结果.
采用HOCK的分布式能量物质平衡模型对老虎沟12号冰川消融期的物质平衡进行了模拟，时间步长为1 h，空间分辨率为30 m. 模型结果利用物质平衡观测数据和气象站观测数据验证，模型模拟时期为2012年6月1日-9月30日. 模型模拟结果表明，地形因子对太阳辐射影响相当显著；散射辐射在总辐射中的比例较大为39%，模拟期冰川表面物质平衡为-506 mm w.e.. 在模拟期整个冰川平均上净辐射占能量收入的84%，感热通量占有16%；消融耗热则是能量的主要支出占有62%，潜热通量占有能量支出的38%.
利用新疆64个气象台站1960-2010年的气象资料，分析了新疆50 a来冻土深度的变化趋势，并讨论了温度（平均地温、平均气温）、降水（冬春季年降水、平均积雪深度）与冻土深度（平均冻土深度、最大冻土深度）的相关关系. 结果表明：以10 a时段的年代际变化分析，新疆50 a来平均冻土深度和最大冻土深度均呈明显减小趋势. 50 a来平均冻土深度全疆、北疆、南疆分别减小了约7 cm、10 cm、4 cm，最大冻土深度则分别减小了约11 cm、16 cm、9 cm. 新疆50 a来平均气温和平均地温均呈波动上升趋势，且与冻土深度均有着良好的相关性，其与平均冻土深度的相关系数分别达到了-0.67、-0.77，与最大冻土深度的相关系数也分别达到了-0.51、-0.65，地温与气温的上升对应着冻土深度的减小. 新疆冬春季年降水与冻土深度有着较好的相关性，其与平均冻土深度、最大冻土深度的相关系数分别达到了-0.40、-0.37. 新疆的平均积雪深度与冻土深度也有着一定的弱相关，其原因与积雪对地面的保温作用有关.
利用1981-2012年黑龙江省74个气象观测站的气温、0 cm、10 cm、20 cm地温春季（3-5月）逐日资料，分析了黑龙江省春季浅层地温、气温变化特征. 结果表明: 0 cm地温年际间波动大，全省平均1987年最低，2008年最高；全省变化存在明显的空间一致性；尽管气候变暖使1990年代以后春季0 cm地温偏低年出现相对减少，但是出现春季浅层地温偏低的年份比例仍超过三分之一，并具有南部、北部反向变化的特征，2005年以后南北差异有减小的趋势. 各地3月份开始解冻，主要农区10 cm地温稳定通过6 ℃的日期主要集中在4月中下旬. 以10 cm地温为预报量，利用黑龙江省逐日气温、20 cm地温资料建立春季浅层地温预报模型，回代和2013年预报检验平均绝对误差平均为1.05 ℃，绝对误差最大值为1.9 ℃，4月份的预报结果要好于3、5月，可以应用于业务指导.
黑沟源于东天山最大现代冰川作用中心博格达峰的南坡. 在第四纪冰期与间冰期旋回中，该流域的冰川均发生过多次规模较大的进退，在谷中留下了较为完整的冰川沉积序列. 这些冰川地形包含有重要的古气候变化信息，对其研究可重建黑沟流域的冰川演化史. 应用OSL对该流域的冰川沉积物进行定年，测定结果表明冰水沉积物（沙质透镜体）比冰碛物更适宜应用单片再生剂量（SAR）测年技术进行测定. 基于测得的年龄并结合地貌地层学原理可初步得出：晚第四纪期间，黑沟流域共发生了5次规模较大的冰川作用，分别为全新世期间的小冰期（16世纪以来冷期的冰进）与新冰期（距今3~4 ka的冰进），末次冰期晚冰阶（MIS 2）与早冰阶（MIS 4）以及倒数第二次冰期（MIS 6）.
以在玉龙雪山地区采集的大气降水样品为主要研究载体，分析了大气降水中粉尘颗粒物随时间的变化特征和影响大气降水中粉尘含量的潜在因素. 结果表明：大气降水中颗粒物浓度和典型粉尘特征化学离子含量的变化具有很好的一致性，且季风期末大气降水中的微粒含量显著升高，显示了明显的季节性变化特征. 丽江市和甘海子盆地大气降水中粉尘化学离子含量(SO42-，Mg2+，Ca2+，K+，NH4+，NO3-，粉尘浓度)之间具有较好的相关性，反映了这些离子共同的来源. 降水中pH值和电导率的变化很大程度上受到粉尘活动的影响，海盐气溶胶粒子对玉龙雪山地区大气降水中典型粉尘微粒(除Cl-和部分Na+之外)的沉降没有贡献. 此外，降水化学和微粒分析表明，丽江市区的大气环境不排除人为活动的影响.
干旱区绿洲农田需要通过渠道引水进行灌溉，在此过程中蒸发损失不可避免，尤其是在渠系广泛分布的情况下，蒸发损失量大，如何估算这部分量对于干旱区水资源管理至关重要. 以甘肃张掖绿洲灌溉渠道为研究对象，采用Mihara所提供的基于能量平衡理论的经验方程，对渠道蒸发量进行了估算.结果表明：蒸发率在晴天时白天大于夜间，阴天时白天和夜间相差不大，气温和相对湿度是影响蒸发率的主要因子.累计蒸发量在晴天时白天是夜间的2倍左右，阴天时白天和夜间相差不大，蒸发率是直接原因.
利用传统统计学方法和地统计学方法，对祁连山地区受到过度放牧影响而退化为以狼毒为优势种的高寒草甸的土壤水分垂直变异特征、水平空间异质性以及分布特征进行了系统分析. 结果表明：在垂直方向上，0~100 cm土壤水分含量随深度的增加而逐渐减少，土壤水分含量的变化速度随深度的增加也趋于减少；土壤水分分布的变异系数在浅层和深层土壤较大，在中层土壤较小. 在水平方向上，0~40 cm土壤水分具有中等空间变异性，其中10~20 cm土壤水分变异性主要受根系的影响，随机部分引起的变异性最大；而在其他土壤层，随着深度的增加土壤水分含量由随机部分引起的空间异质性程度减弱，由空间自相关部分引起的异质性程度增强. 整体上，土壤水分含量与微地形关系密切，与距离溪流的远近程度正相关，与高程分布负相关.
2010年以来喀什地区冰雹频繁，严重危害当地农业生产. 通过整理分析2009-2012年喀什新一代天气雷达监测资料，结合我国中东部地区基于雷达监测的冰雹预警指标，经过对喀什西部的18次冰雹天气过程中新一代天气雷达监测预警指标的分析，归纳出了喀什西部新一代雷达产品的冰雹预警指标：（1）组合反射率≥50 dBz；（2）回波顶高≥9 km；（3）云体垂直液态水含量≥20 kg·m-2. 根据该预警指标对喀什西部2011-2012年冰雹过程进行回报预警，准确率达到84.6%. 以有详细降雹时间记录的14次冰雹过程为例，分析喀什西部基于雷达监测产品的冰雹预警时效，14次个例中冰雹预警时效平均为27 min. 选取2012年5月13日、5月23日和2013年6月18日3次强冰雹过程个例，分析冰雹出现前后喀什新一代天气雷达的连续监测资料表明：3次过程中降雹开始时间对应雷达监测值达到最大（高）值时刻；组合反射率与回波顶高首先达到预警指标，垂直液态含水量达到预警指标的时间滞后11~19 min；3项雷达产品均达到冰雹预警指标的时间比实际发布冰雹预警时间早7~17 min，喀什西部冰雹预警时效潜力可以增加到30 min以上. 在喀什西部，应用新一代天气雷达监测产品开展冰雹实时预警业务是可行的，对提高当地冰雹灾害防御能力提供了有力的技术支持.
针对青藏直流联网工程塔基热稳定性问题，建立空气-热管-土体耦合传热数学模型，并利用该模型开展锥柱式基础传热过程及热管冷却降温效果的模拟预测研究. 结果表明：冷季热管工作期间，其周围地温梯度明显较大且呈“纺锤形”分布. 同时，由于锥柱式基础及其底座为热的良导体，热管产生的冷量通过锥柱式基础及其底座快速向基础底部传递，使得基础下部形成大范围低温冻土，这对主要考虑融沉病害的锥柱式基础而言十分有利. 暖季热管停止工作期间，浅层地温主要受环境温度影响，锥柱式基础附近融化深度大于天然地表下，二者差值约35 cm. 通过热管剖面及无热管作用中间剖面地温对比，发现单一塔腿在4根热管措施作用下，锥柱式基础周围多年冻土地温分布较为均匀，可避免冻土地基的显著不均匀沉降变形. 热管周围土体快速降温过程主要集中在前5 a，之后受气候变暖影响桩基础及天然地表以下上限深度不断增加，多年冻土地温缓慢升高. 50 a气温升高2.6 ℃背景下，锥柱式基础下部多年冻土仍保持冻结状态，能够满足青藏直流联网工程对于冻土地基热稳定性要求.
冻土路基热稳定性评价是一个复杂的工程评价问题.应用可拓理论，选取年平均地温、体积含冰量、天然上限、路基高度及路基走向5个影响路基热稳定性的主要因素作为冻土路基热稳定性的评价指标，将熵权法引入可拓学理论中，避免确定指标权重的主观随意性，从而建立熵权物元可拓模型，并将该模型应用于青藏铁路普通路基的热稳定性评价.将评价结果与青藏铁路现场监测系统中4个普通路基断面热稳定性监测结果进行对比，结果表明应用物元可拓模型可以得到比较可靠的路基热稳定性评价结果.因此，该评价方法可应用于冻土路基热稳定性评价.
随着我国冻土区输电线路的不断建设，冻土问题日益引起人们的关注，如何正确处理多年冻土与输电线路工程的关系，已成为输电线路建设的关键问题之一. 文中主要就多年冻土区输电线路建设所遇到的冻融灾害以及相应对策进行了分析和讨论. 相对于公路和铁路，输电线路基础均为埋入式基础，对冻土扰动强烈、传热作用突出. 输电线路属于点线工程，在线路选线和设计阶段，通过输电线路选线、塔基类型的合理确定，可在很大程度上避免或减少冻融灾害的产生. 在选择塔基类型时应重视冻拔作用对塔基稳定性的影响. 输电线路基础为明挖基础时，施工周期和时间的选择、施工过程的控制等对减少热扰动作用明显. 随着工程同步进行的冻土基础监测，对输电线路塔基稳定性分析、工程合理转序、运营维护都具有重要意义. 输电线路建设中的冻土问题在不同建设阶段，防控重点均有所不同，只有全面把握，才能科学应对.
将全国CO2地质储存潜力与适宜性评价工作划分为5个阶段，依次为区域级预测潜力（E级）评价、盆地级推定潜力（D级）评价、目标区级控制潜力（C级）评价、场地级基础储存量（B级）评价和灌注级工程储存量（A级）评价阶段.第一阶段编制的成果图件主要为全国1：500万CO2地质储存成果图系；第二、三阶段主要编制沉积盆地CO2地质储存成果图集；第四、五阶段主要编制CO2地质储存示范工程成果图册.提出中国CO2地质储存潜力与适宜性评价和编图是一项有步骤、分阶段逐步完成的工程，评价及编图方法有待通过潜力与适宜性评价和编图的实践不断完善.
采用1961-2010年雅鲁藏布江流域6个气象站近50 a降水量的实测数据，统计降水量的年、干季、湿季平均序列；结合流域6个水文站近50 a年径流序列资料，分析雅鲁藏布江流域降水变化特征及其对径流量的影响. 研究表明： 雅鲁藏布江流域1961-2010年近50 a年平均降水量表现为不显著增加，增加速率为3.3 mm·（10a）-1，其中干季、湿季分别为1.9 mm·（10a）-1 和1.4 mm·（10a）-1，均为增加趋势；降水量的年代际变化在20世纪60年代相对偏多，70年代较平稳，而80年代为最少，到90年代有所回升，21世纪前10 a降水量处于不显著的增多态势. 雅鲁藏布江径流的变差系数CV值在0.15~0.40之间，年际变化较小. 径流的年代际变化总体上存在一定的周期性波动，20世纪60年代是一个相对的丰水期，70年代减少，80年代达到最小值，之后径流有所回升，进入21世纪前10 a呈不显著增加趋势. 年、湿季尺度上径流量和降水量的相关显著，湿季作为径流主要形成期，其降水量的多寡直接影响流域径流量的丰枯，湿季降水量的增减影响着流域径流量的增减. 由此可见，降水变化是雅鲁藏布江天然径流最主要影响因子，最终也决定了雅鲁藏布江流域年径流量的丰枯.
干旱与洪涝是极端水文事件中最具有代表性的水文事件，在气候变化的影响下旱涝灾害事件越来越引起人们的关注. 采用传统的气象干旱指标-标准化降水指数SPI和小波分析法、反距离加权法以及线性回归分析，研究了近300 a来塔里木河流域旱涝灾害分布特征及关键影响因素. 结果表明：近300 a来塔里木河流域旱涝灾害呈增加的趋势，且洪涝事件较干旱事件明显. 其中，喀什、阿克苏等地的发生频率最高，并表现为群发性；近60 a塔里木河流域自西向东旱涝灾害事件呈交替现象. 小波分析结果表明，塔里木河流域旱涝灾害呈现15 a的周期性，由此推断未来5~10 a研究区湿润化面积仍有扩大的可能. 大气环流指数与多尺度下的SPI指相关性检验表明，PNA对秋季和冬季的SPI值的影响较为显著；旱涝灾害对农牧业的影响较为严重，其中，洪涝灾害的影响大于干旱.
以河岔水文站以上的汾河流域为研究区，采用土地利用转移矩阵和SWAT模型模拟方法，就汾河上游土地利用变化对水文过程的影响进行研究. 流域从1995-2000年，以耕地向林地和草地转变为主；从2000-2010年，城市建设用地不断增加，主要是对耕地的占用. 结果显示，在相同气候背景、不同土地利用情景（1995、2000年2010年）下，流域1992-2000年多年平均产水量微弱增加（分别为85.69 mm、85.75 mm和85.82 mm），主要因为耕地持续减少，草地和城市建设用地不断增加. 但是各年产水量的大小关系不完全一致，枯水年和平水年与丰水年存在差异，而土壤水分呈现一致的减少状况. 子流域水平上，降水条件同样影响水文过程对土地利用变化的响应程度. 以上结果表明，汾河流域在退耕还林还草政策等影响下，土地利用发生变化并且直接影响流域的水文过程，但是流域水文过程对土地利用变化的响应还受到降水的影响.
以垂直青藏公路不同距离样带土壤为研究样本，研究了距青藏公路10~500 m范围内土壤细菌丰度的变化及其影响因素. 结果表明：青藏公路沿线土壤细菌丰度为2.71×107~7.20×108copies·g-1dw；距公路10~500 m土壤细菌丰度呈现出递增趋势，且以50 m为界限，50~500 m细菌丰度没有显著差异. 土壤细菌丰度与环境因子的相关性表明：青藏公路沿线土壤细菌丰度主要受土壤总氮、总有机碳以和植被盖度的影响，表现为细菌丰度与土壤总氮极显著正相关，与总有机碳显著正相关，与植被盖度极显著正相关. 上述结果说明，青藏公路对土壤细菌丰度的影响范围在50 m左右.
祁连山植被的水源涵养作用对于维持黑河的流量至关重要，地下微生物参与生态系统的物质和能量循环，维持了地上植被的稳定，因而具有重要的生态作用. 研究分析了祁连山冰沟流域不同海拔梯度上硝化细菌、反硝化细菌、固氮细菌、解磷细菌和植酸矿化细菌的数量随土壤深度的变化规律. 结果表明：随土壤深度的增加，氮磷循环细菌的数量下降；随海拔升高，硝化细菌相对减少，而反硝化细菌和固氮细菌呈增多的趋势. 典范对应分析（CCA）显示，硝化细菌的数量变化主要受地下生物量和土壤pH值的影响，而反硝化细菌、固氮细菌、解磷细菌和植酸矿化细菌主要受植被盖度、地上生物量和土壤含水量的影响. 聚类分析表明，低海拔（E1-2 905 m和E2-3 128 m）浅层土壤（0~40 cm）聚类，而其深层土壤（60 cm）与高海拔（E3-4 130 m）土壤聚类，说明高海拔处土壤发育与低海拔处深层土壤的早期发育相类似. 研究表明，高山地区氮磷循环细菌数量的变化受到海拔主导下植被和土壤理化因子的共同作用.
以疏勒河上游不同海拔芨芨草根际土壤样品为研究对象，研究了不同海拔土样中细菌分布特征及其影响因素. 结果表明：研究区域芨芨草根际土壤可培养细菌种群密度变化范围为1.7×107~10.8×107 CFU·g-1，平均值为6.4×107 CFU·g-1，随海拔的升高呈先下降后上升的趋势；可培养细菌数量与土壤全氮、脲酶、蔗糖酶含量呈极显著正相关关系，与有机碳、磷酸酶含量呈显著正相关关系；同时，pH值也是影响细菌数量与多样性的一个重要因素. 通过16S rDNA基因测序及构建系统发育树，研究区域可培养细菌归类为15个属，其中芽孢杆菌属和假单胞菌属为优势菌属.
位于青藏高原东北部多年冻土与季节冻土交错带的黄河源区高寒生态环境及其变化一直备受关注. 气候变暖、冻土退化条件下，为了解黄河源区不同冻土区植被状况，在源区布设了4个场地：查拉坪（CLP，源区南部连续低温多年冻土区）；扎陵湖南岸（ZLH，源区中南部岛状多年冻土区）；麻多乡（MDX，源区西部的不连续多年冻土区）；鄂陵湖北岸（ELH，源区中北部季节冻土区）. 结合植被调查和场地监测，分析了源区各冻土区植被的差异. 结果显示：总体上低温多年冻土区植被盖度、多样性指数高，表现为连续多年冻土区（查拉坪）>不连续多年冻土区（麻多乡）>季节冻土区（鄂陵湖北岸），其中岛状多年冻土区（扎陵湖南岸）例外，该场地平均盖度最低，多样性指数介于查拉坪和麻多乡之间，局部植被退化较严重. 均匀度指数均表现为扎陵湖南岸最高，查拉坪次之. 地上生物量调查结果显示：查拉坪>麻多乡>扎陵湖南岸>鄂陵湖北岸，且鄂陵湖北岸出现指示植被退化的植物. 尽管黄河源区高寒植被研究为理解冻土退化条件下的生态环境变化提供了一些基础数据，评估气候变化和冻土退化的生态和水文效应需要更系统的调查和监测研究.
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