2015年, 第37卷, 第6期　刊出日期：2015-12-25

  

• 全选
  |

冰冻圈与全球变化
• Select
  1961-2012年中国5类主要冰冻天气的气候及变化特征

  张志富, 希爽, 余予, 范邵华, 冯明农

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1435-1442. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0159

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用1960/1961-2011/2012年中国有冰冻天气观测且序列完整的1 600多站逐日冰冻现象数据, 研究了中国地区冰冻天气的时空气候变化特征. 结果表明: 年平均霜日数超过180天的地区主要分布在青藏高原东北部、天山、大-小兴安岭一带. 霜日数在我国中北部和青藏高原地区以增加趋势为主, 长江流域及其以南地区为减少趋势. 全国平均的霜日数为显著增长趋势, 超过0.05的显著性水平, 线性增长率达到2.03 d·(10a)^-1, 霜日发生频率增强; 年平均积雪日数超过90 d的地区分布在青藏高原东北部、天山、大-小兴安岭一带. 积雪日数无明显时间变化趋势; 年平均结冰日数超过210 d的地区分布在青藏高原、大兴安岭及天山部分地区. 结冰日数全国范围以减少趋势为主. 全国平均结冰日数有明显的年代际变化趋势, 1980-1990年为结冰日数最多年份; 年平均雾凇日数超过30 d的地区主要在天山地区、大兴安岭地区以及四川峨眉山. 雾凇日数以减少趋势为主, 长江中下游部分地区有增加趋势. 全国平均雾凇日数有显著减少趋势, 超过0.01的显著性水平, 线性递减率达到0.60 d·(10a)^-1; 年平均雨凇日数主要分布在南方云贵高原地区以及长江中下游地区的一些高山区域. 雨凇日数在华北平原地区以减少趋势为主, 长江中下游地区部分站点有增加趋势. 全国平均雨凇日数随时间有弱的增加趋势.
• Select
  兰州马衔山多年冻土活动层厚度估算及影响因素分析

  刘文惠, 谢昌卫, 赵林, 吴通华, 李韧, 王武, 乔永平

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1443-1452. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0160

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  马衔山残存的多年冻土被誉为黄土高原地区多年冻土的"活化石". 自1986年发现多年冻土存在至今, 多年冻土发生了严重的退化, 活动层厚度增大, 面积由原来的0.16 km²减少到现在的 0.134 km². 本文基于马衔山多年冻土区的实际监测资料分析了气温、地表温度和N系数随时间变化特征以及活动层温度、土壤含水量的时空特征. 根据2010-2013年马衔山多年冻土区的日平均地表温度和土壤参数实测及实验室分析资料, 利用X-G算法模拟了马衔山多年冻土的冻融过程, 并模拟得到4年的活动层厚度均比实测值小, 这可能与活动层底部较高的未冻水含量有关. 然后进一步探讨了泥炭层和含水量对活动层厚度的影响, 泥炭层越厚, 其隔热作用越强, 活动层厚度越小; 反之, 活动层厚度越大; 含水量越高, 土壤的容积热容量越大, 活动层厚度越小; 反之, 活动层厚度越大.
• Select
  青藏高原改则地区多年冻土特征

  乔永平, 赵林, 庞强强, 陈继, 邹德富, 高泽深

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1453-1460. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0161

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  改则地区地处青藏高原腹地, 气候寒冷干燥, 位于青藏高原大片连续多年冻土南界附近. 2010年"青藏高原多年冻土本底调查"项目在改则地区采用坑探、物探和钻探等多种方法对区域内多年冻土开展了大规模野外考察工作. 根据现场钻探资料和后来的地温观测资料, 并结合坑探和物探资料对改则地区多年冻土特征进行分析, 结果显示: 改则地区多年冻土上限深度在2.6~8.5 m之间, 部分地区存在融化夹层; 多年冻土含冰量在12%~35%之间, 主要为多冰冻土, 而且一般仅在上限附近发育有高含冰量多年冻土; 多年冻土温度普遍较高, 在-1.5~0℃之间; 多年下限深度一般小于60 m, 部分地区甚至在10 m左右; 多年冻土分布的下界海拔高度约为4 700 m, 海拔5 100 m以上区域普遍发育有多年冻土; 区域内多年冻土特征受局地因素影响明显, 特别是与坡向、植被覆盖、岩性和含水量等关系密切; 现场记录资料和后来的测温资料都显示改则地区部分多年冻土正处于退化状态.
• Select
  1981-2010年青藏高原积雪日数时空变化特征分析

  除多, 杨勇, 罗布坚参, 边巴次仁

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1461-1472. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0162

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  全球气候变暖大背景下, 作为冰冻圈最为活跃和敏感因子, 青藏高原积雪变化备受国内外关注. 本文利用青藏高原(以下简称高原)1981-2010年地面观测积雪日数资料, 较系统地分析了近30年来高原积雪日数的时空变化特点. 主要结论如下: (1) 近30年内高原平均年积雪日数出现了非常显著的减少趋势, 减少幅度达4.81 d·(10a)^-1, 其中冬季减幅最为明显, 为2.36 d·(10a)^-1, 其次是春季(2.05 d·(10a)^-1), 而夏季最少(0.21 d·(10a)^-1); (2) 30年间, 积雪日数较少的年份多数出现在本世纪初10年内, 且2010年属于异常偏少年, 高原积雪日数在1997年左右发生了由多到少的气候突变; (3) 在空间上, 北部柴达木盆地及其附件区域部分气象台站观测的年积雪日数出现了不显著的增加趋势之外, 高原91.5%的气象站年积雪日数呈减少趋势, 且高寒内陆中东部和西南喜马拉雅山脉南麓等高原历年积雪日数高值区域减少最为明显; (4) 由于受到气象台站所在地理位置、地形地貌、地表类型、海拔高度、局地气候以及大气环流等综合影响, 高原平均年积雪日数的空间差异很大, 最多达146 d, 最少的则不足1 d, 平均仅为38 d, 其中高寒内陆中东部是积雪日数最长的区域, 而东南部海拔和纬度较低的干热河谷地区积雪日数最少.
• Select
  黑龙江省≥10℃积温时空变化特征

  朱红蕊, 尹嫦姣, 张洪玲, 裴宇航, 孙爽

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1473-1479. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0163

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  积温是作物种植界限的重要参考依据, 分析其变化特征可为农业气候区划、合理种植农作物等提供科学依据. 基于黑龙江省62个气象站点1961-2014年的逐日平均气温资料和地理信息数据, 采用多种气候统计方法, 建立多元线性回归模型, 分析了近54年来黑龙江省≥10℃积温的时空变化特征.结果表明: 1961年以来, 黑龙江省≥10℃积温初日明显提前, 终日显著推迟, 持续日数增加,≥10℃ 积温显著上升, 在1994年发生突变;≥10℃积温随着纬度的增加逐渐降低, 随海拔的升高而减少, 低于1 900℃积温区域所占面积有逐年减少的趋势, 2 700℃以上积温区域所占面积呈显著增加趋势; 随着黑龙江省积温的增加, 积温带明显向北、向东移动, 第一和第二积温带面积显著增加, 第六积温带面积显著缩小.
• Select
  1960-2012年江苏省气候变化特征

  夏露, 张强, 孙宁, 翟颖佳, 王世华

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1480-1489. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0164

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  运用统计学方法, 引入气候趋势系数, 分析江苏地区在全球变暖的气候背景下, 气温、降水变化与时间序列的相关性, 得到从1960-2012年江苏省年平均气温、年平均降水量的气候倾向趋势. 研究表明, 该时间段内, 江苏地区有明显增暖趋势; 年平均降水量也与年代呈正相关, 但是两者系数的地区分布却存在不同. 以长江为界区分, 江南较江北更加暖湿, 且江南经济发达地区此现象更为明显. 深层探究江苏地区升温的原因是最低温度的升高, 而江南比江北温度升高的原因则是江南最高气温的升高. 通过四季对比研究得出, 该地区春季升温最为明显, 其中以最低温度的升高最为显著. 春季及秋季降水都呈现减少趋势, 江南地区秋季降水减少最明显, 夏秋季降水增加, 其中江南地区夏季降水增加最显著. 对于气温、降水的EOF分析也进一步验证了该地区增温增湿的总体趋势. 进一步讨论得出, 江苏地区江南江北气候差异的主要原因在于城市化程度的不同, 随着江南江北经济差距的缩小, 此差距预计将减少.
• Select
  近百年大连市气温、降水变化特征

  张黎红, 常慧琳, 尹远渊, 李潇潇

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1490-1496. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0165

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用大连市1914-2013年近100 a气温、降水资料, 应用一元线性回归、小波分析、气候趋势系数等方法, 对大连市气温、降水的季节-年际变化特征进行了研究, 结果表明: 近百年来, 大连市气温的变化趋势与全国增暖的总趋势基本一致, 年平均气温以0.12℃·(10a)^-1的增温率在上升; 以20世纪50年代中期为界, 出现了两个冷暖交替期, 1930年和1982年为两个增暖突变点, 20世纪90年代之后为增暖趋势最显著期; 伴随百年明显的增温趋势, 大连市年降水量有相应微弱的减少趋势, 递减率为4.57 mm·(10a)^-1; 降水量变化具有明显的周期性, 同时又具有多时间尺度特征; 大连市降水的季节变化明显, 降水异常的幅度在雨季最大, 尤其是7-8月, 异常幅度的峰值所在月份也有较明显的年际变化.
• Select
  两种数值模式资料的平均海平面气压和地面风速在中国区域的评估

  龚伟伟, 师春香, 张涛, 孟现勇

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1497-1507. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0166

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用中国气象局国家级自动站(2 421个)的观测资料, 分别对2012年的ECMWF(欧洲中期数值预报中心)和JMA(日本气象厅)数值模式资料的平均海平面气压和地面风速在中国地区的适用性进行了对比研究.结果表明:两种数值模式资料均能在一定程度上反映观测资料所具有的时空分布特征, 东部地区的适用性均要高于西部地区. 对于平均海平面气压, 在西南地区JMA比ECMWF资料更接近实际观测; 而在其他地区, 两种数值模式资料都较接近实际观测, 冬季的结果比夏季好. 对于地面风速, 这两种数值模式资料各具优势.在中国东南部地区, JMA相对于ECMWF的地面风速资料更接近实际观测值, 而在中国西部地区, 则相反.就8个时次的年变化而言, ECMWF资料的年变化趋势与观测资料更为一致, 而JMA资料的地面风速大小与观测资料更为接近.
• Select
  沈阳降雪含水比变化特征及其大气影响因子

  崔锦, 周晓珊, 阎琦, 张爱忠

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1508-1514. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0167

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  降雪含水比是新增积雪深度与融化后等量液体深度的比值, 是冬季雪深预报中的一个重要参数, 一般使用经验值10进行积雪深度换算. 利用1981-2012年沈阳站降水量、积雪深度、气温和风速等观测资料及1999-2012年NCEP再分析资料(1°×1°), 分析了沈阳站32 a降雪含水比的变化特征和大气影响因子. 结果表明: 沈阳站降雪含水比的平均值为11.4, 主要集中在6~12区间变化, 小于4和大于20的极值发生概率相对较低, 极值都出现在12月份, 11月和3月均值接近10, 而其他月份在12左右. 小雪的降雪含水比均值最大为13.3, 其它为10点多. 500 hPa上温度和550 hPa上的风速是沈阳站降水含水比的高空大气影响因子.
• Select
  南方冬季湿雪的光谱特征分析

  钱昊, 柯长青

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1515-1523. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0168

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  使用FieldSpec4便携式地物光谱仪获取了南京地区冬季湿雪的光谱数据, 并从太阳高度角、坡度、坡向、下垫面及混合雪几个方面进行了分析. 结果表明: 积雪的反射率在可见光区变化平稳, 在近红外区下降迅速, 1 020 nm、1 250 nm附近是积雪反射率的吸收区; 湿雪状态下, 太阳高度角增大的同时积雪反射率逐渐降低, 而在水湿雪状态下太阳高度角对反射率影响减弱, 积雪含水率成为其变化的主要影响因素; 积雪反射率随着坡度的增大而增大; 积雪在朝阳坡的反射率远高于背阴坡, 背阴坡积雪反射率在可见光谱区受影响较大; 当积雪厚度达到一定值后下垫面的差异对反射率影响有限, 否则会对反射率产生较大影响; 在可见光波段纯雪反射率最高, 近红外波段植被/积雪混合反射率最高, 林下雪的光谱反射率较低. 南京地区湿雪光谱测量和分析对了解南方湿雪光谱特性和变化规律, 以及对于积雪定量遥感及其参数反演具有重要意义.
• Select
  2004-2013年“雨城”雅安的降水日变化特征分析

  周长艳, 肖安, 高文良

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1524-1533. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0169

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用2004-2013年逐小时降水自动观测数据分析了"雨城"雅安降水的日变化特征.结果表明:近10 a来雅安降水主要表现出单峰型分布特征, 峰值出现在北京时间24:00, 谷值出现在15:00, 夜间降水占年总降水量的74.5%; 降水出现频次也呈现单峰型分布, 峰值出现在01:00, 谷值出现在14:00, 夜间降水次数占全年总次数的66%; 23:00-02:00是雅安最易发生降水的时段, 14:00-16:00 则是最不易出现降水时段. 降水量和降水出现频次日变化形势均表明, 雅安一年四季都具有显著的夜雨特征. 近10 a来, 雅安6 h以上的长持续时间降水事件主要发生在17:00-04:00, 产生的过程降水量占总降水量的80.4%, 对雅安降水总量的贡献占有绝对优势; 持续时间≥24 h的降水事件10 a 累计次数达到74次, 累积降水量达到2 166.8 mm, 占总降水量的14%, 是长持续时间降水事件中对总降水量贡献最大的, 该类事件的影响值得关注.
• Select
  ERA-Interim地表温度数据集在青藏高原冻土分布制图应用的适用性评估

  秦艳慧, 吴通华, 李韧, 谢昌卫, 邹德富, 张乐乐, 王田野, 余文君, 王蔚华

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1534-1543. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0170

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  地表温度综合反映了大气、植被和土壤等因素的能量交换状况, 是冻土分布模型和一些寒区陆面过程模式的上边界条件, 对多年冻土分布制图和活动层厚度估算有重要意义. 为了评估ERA-Interim 地表温度产品在青藏高原地区的适用性, 综合比较了青藏高原69个海拔2 000 m以上气象站1981-2013年地面实际观测值与ERA-Interim之间的差异及其分布状况. 结果表明, 两种资料的变化趋势一致, 但是ERA-Interim地表温度在数值上与实际观测值差别显著, 平均偏低7.4℃. 原因之一可能是由ERA-Interim再分析资料格点的海拔高度与气象站实际海拔高度差异引起的. 根据两种温度产品之间海拔的差异, 对ERA-Interim地表温度重新进行模拟, 经过模拟后的ERA-Interim地表温度与实际观测值的差值在大部分气象站变小, 平均偏高0.4℃. 因此, 经过重新模拟的ERA-Interim地表温度基本能够反映青藏高原地表温度的真实情况. 以模拟后的ERA-Interim地表温度作为地面冻结数模型的输入参数模拟了青藏高原冻土分布, 结果表明青藏高原多年冻土区面积为1.14×10⁶ km², 季节冻土区面积为1.43×10⁶km².
• Select
  青藏高原土壤碳排放研究进展

  刘敏, 金会军, 罗栋梁, 王庆峰, 金晓颖, 李晓英, 吕兰芝

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1544-1554. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0171

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  青藏高原土壤碳排放研究是评估国家区域碳排放量和预测气候变化所可能导致影响的关键. 首先对青藏高原土壤碳排放的关键性影响因子进行探讨, 并分析了土壤碳排放的时空分布格局变化. 目前青藏高原土壤碳排放研究主要是针对高寒草甸及高寒草地生态系统, 较少涉及高寒荒漠, 研究区域较为分散; 土壤碳排放受到气候环境因素、生物因素及人为因素等多重因素的影响, 其中温度、土壤湿度、土壤区系生物、人为因素及多年冻土退化是最关键的影响因素; 土壤碳排放具有明显的时空变异性, 空间变异性在生物群丛、景观、区域和生物群系四个尺度体现, 时间变异性在日、季、年上体现. 总体而言, 青藏高原土壤碳排放的研究较少, 尤其关于大尺度、长时间序列的研究以及土壤碳排放的机理等方面的研究十分缺乏, 有待于后续加强研究.
寒区科学与技术
• Select
  青海柴木铁路多年冻土区片石路基工程措施效果的模糊评价

  曹伟, 陈继, 张波, 吴吉春, 李静, 盛煜

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1555-1562. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0172

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为综合评价多年冻土区片石路基工程措施效果, 以青海柴木铁路为例, 通过分析筛选多年冻土区片石路基工程措施效果评价因子, 给出各评价指标的层次结构, 建立综合评价模型, 确定工程效果评价分级标准与评价因子权重, 采用模糊数学方法对柴木铁路多年冻土区片石路基工程措施效果进行评价, 评价结果显示: 柴木铁路多年冻土地区片石路基工程效果评价结果为较好状态的占86.1%, 处于一般状态的比例为7.5%, 处于较差状态的为6.4%, 没有处于良好状态的路段. 结合试验断面测温资料, 采用模糊方法的评价结果与野外实际观测结果基本相符, 说明此方法可运用于多年冻土区片石路基工程措施效果评价中.
• Select
  基于GIS的冰川中流线自动提取方法设计与实现

  姚晓军, 刘时银, 朱钰, 宫鹏, 安丽娜, 李晓锋

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1563-1570. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0173

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  冰川长度是冰川编目的重要组成部分, 在冰川变化研究中具有十分重要的作用. 基于冰川轮廓矢量数据和数字高程模型数据, 从冰川形态角度提出了针对单一盆地与单一出口、复式盆地与单一出口、冰帽三种类型冰川的中流线自动提取方案, 并在GIS软件支持下实现了冰川海拔最高点与最低点、冰川中流线的自动提取. 以乌鲁木齐河源1号冰川、喀纳斯冰川、古里雅冰帽和野牛沟冰帽为例, 分别提取了各条冰川的中流线, 结果表明SRTM和ASTER GDEM两类数字高程模型数据对冰川海拔最高点与最低点的位置判别影响较小; 对单一盆地与单一出口类型冰川中流线实现了自动化提取, 而对于复式盆地与单一出口冰川类型和冰帽类型, 在冰川中流线提取中仍需专家知识支撑. 与我国第一次冰川编目中的长度数据相比, 本方法提取的冰川长度数据更加合理, 对于补充与完善我国第二次冰川编目数据集具有一定的参考价值.
• Select
  公路涎流冰的成冰机理与新型防治措施研究

  张浩, 折学森, 鲁中举

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1571-1578. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0174

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  建立了粗、细粒土冻结模型, 分析了扰动三层体内部的析冰原理, 提出密闭水体的冻结-压力循环, 该循环是涎流冰发育的机理. 对饱水粗颗粒土与饱水细颗粒土的冻结模型比较表明, 饱水粗粒土在密闭体系中的冻结; 就其产生的水压力而言, 实质上就是密闭水体的冻结, 也就是水冻结成冰体积膨胀受限而产生力的问题. 这种体积膨胀产生的力导致约束结构(如薄弱层)的整体性破坏. 在公路边坡数值模拟分析的基础上, 提出边坡薄弱层破坏导致渗水是形成坡积冰的主要原因之一, 薄弱层破坏处是病害最严重的位置. 根据病害形成原理和成因分析, 并提出渗井与仰斜式排水管相结合的复合防治措施, 工后效果良好.
• Select
  柴达木盆地盐湖区盐生植物根土复合体抗剪强度试验研究

  虎啸天, 余冬梅, 付江涛, 胡夏嵩, 赵丹, 栗岳洲, 李光莹, 朱海丽

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1579-1590. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0175

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  本研究选取柴达木盆地内大柴旦盐湖南岸5种优势草本盐生植物, 即赖草(Leymus secalinus (Georgi) Tzvel.)、海韭菜(Triglochin maritimum L.)、毛穗赖草(Leymus paboanus (Claus) Pilger)、芦苇(Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud)、无脉苔草(Carex enervis C. A. Mey.)等作为试验供试种, 采用由地表向下分层制取根-土复合体试样的方法, 分别对区内5种植物根-土复合体和不含根系素土试样进行了直剪试验. 试验结果表明, 根-土复合体的粘聚力c值由地表向下呈逐渐降低趋势, 且赖草、毛穗赖草、无脉苔草3种草本植物平均粘聚力c值由表层的14.83 kPa逐渐降至下层的6.23 kPa, 海韭菜、芦苇2种草本植物平均粘聚力c值则由表层的15.62 kPa逐渐降至下层的11.83 kPa; 根-土复合体的粘聚力c值由表层至下层呈逐渐降低, 其主要与根-土复合体中的根面积比和含根量由表层至下层呈逐渐降低具有密切关系; 5种草本植物根-土复合体内的摩擦角φ值未表现出一定的规律性. 根-土复合体在50 kPa、100 kPa、200 kPa、300 kPa垂直压力下的抗剪强度均大于相应素土的抗剪强度, 与不含根素土相比, 5种草本根系在地表以下的上层、中层、下层等3层对土体粘聚力增幅为40.7%~875.6%, 体现了5种草本植物对浅层土体具有显著加筋作用.
• Select
  基于CT图像直方图技术的冻结岩石未冻水含量及损伤特性分析

  刘慧, 杨更社, 叶万军, 申艳军

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1591-1598. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0176

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  未冻水含量是影响岩石低温冻结过程中热力学性质的重要因素, 是冻土科学研究中的重要问题. 采用CT无损识别技术进行不同温度梯度下岩石CT扫描实验, 获得了20℃、-2℃、-5℃、-10℃、-20℃、-30℃下岩石的CT扫描图像. 以数字图像处理理论为依据, 运用CT图像直方图技术进行不同温度梯度下冻结岩石CT图像解析, 完成了冻结岩石未冻水含量及损伤信息的定量分析. 研究结果表明: -2~-5℃是岩石内未冻水含量急剧减小的温度区间; 当温度降到-10℃时, 岩石内未冻水全部冻结成冰. 根据CT数直方图峰形形状可判别低温环境下冻结岩石的损伤大小及分布均匀性. 论文所提出的冻结岩石CT图像直方图技术为定量分析不同温度梯度下冻结岩石未冻水含量、损伤扩展随温度的变化规律提供了新的方法和思路.
• Select
  多年冻土地区机场跑道修筑技术现状

  刘伟博, 喻文兵, 陈琳, 易鑫, 韩风雷, 胡达

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1599-1610. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0177

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  我国分布有大面积的多年冻土, 根据我国机场建设的中长期规划, 未来将在多年冻土区修建大量机场, 这些机场的修建将不能避免多年冻土问题. 国内关于冻土区机场跑道修筑的经验非常有限, 国外则开始的较早, 并积累了一些经验. 总结分析国内外多年冻土区机场跑道修筑技术的现状, 其跑道类型主要有: 基岩跑道、开挖换填法修筑的跑道、铺设隔热层的跑道、安装热管的跑道, 共4类. 由于我国多年冻土区的特殊性, 国外的跑道修筑经验只能在一定程度上参考. 由于飞机跑道不同于铁(公)路的特殊性, 近年国内在冻土区铁(公)路的修建过程中采用的稳定冻土地基的工程措施如何应用到机场跑道的建设上, 仍需进一步研究、验证和实践. 将来在我国多年冻土区修建机场跑道, 应结合国外已有的技术和经验, 并以我国在多年冻土区线性工程中已取得的经验作为基础, 进一步研究我国多年冻土区机场跑道修筑的关键技术.
• Select
  冻土动力学参数研究的成果综述与展望

  肖东辉, 马巍, 赵淑萍, 张泽, 蔡聪

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1611-1626. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0178

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过对前人的试验成果进行整理, 得到冻土动力学参数随温度、频率、应变幅、含水量和围压等因素的整体变化规律. 整体上看, 冻土的动弹性模量和动剪切模量随温度的降低而增大、随荷载振动频率的增加而增大、随动应变幅的增加而减小、随含水量的增加先增大后减小、随围压的增加而增大; 冻土的泊松比随温度的降低而增大; 冻土的阻尼比随温度的降低而减小, 随频率、应变幅、含水量、围压的变化规律性不强. 通过对试验条件和数值模拟时的实际工况对比分析, 给出如下建议: 动弹性模量和动剪切模量的预估适合用两段式线性模型, -5℃可以作为两段式的分界点; 列车荷载作用下冻土的动力响应属于小应变幅的振动, 冻土动力学参数应选择波速法的试验结果.
• Select
  末次冰期最盛期以来长江扬中段古河谷的沉积环境

  曹光杰, 张学勤, 吴婷, 闫克超, 曹原

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1627-1633. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0179

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  选择长江扬中段古河谷作为研究对象, 探讨末次冰期最盛期以来的沉积环境.搜集整理了扬中—泰州长江大桥地质勘探钻孔28个, 根据钻孔资料, 绘制了长江古河谷的地质剖面示意图.在其中2个钻孔采集了粒度样品、磁化率样品, 分别用Mastersizer 2000激光粒度仪、BartingtonMS2磁化率仪进行了分析; 在4个钻孔采集了¹⁴C年代样品, 利用液体闪烁计数仪进行测定, 得出了27个年代数据.结果表明: 扬中地区长江古河谷约-61 m以上沉积为末次冰期最盛期以来的沉积; 末次冰期最盛期、晚冰期早期(约12 000 a B.P.), 河流滞留沉积与溯源堆积形成了厚约24 m的河床相砂砾层; -23~-37 m为12 000 a B.P.-8 000 a B.P.时的河漫滩相沉积, 沉积物主要为粉砂及粉砂质黏土, 局部细砂; 8 000 a B.P.-4 000 a B.P.为河口湾环境, 形成河口湾-浅海沉积, 厚度为-17~-23 m, 沉积物主要为粉砂夹粉砂质黏土; -17 m以上为4 000年以来的河口坝、汊道河床沉积及三角洲形成以来的河床、河漫滩沉积.
寒旱区生物学
• Select
  新疆东帕米尔高原慕士塔格峰洋布拉克冰川雪冰及融水中可培养细菌多样性分析

  李明源, 王继莲, 古丽巴哈尔·萨吾提

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1634-1641. https://doi.org/10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0180

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用LB和PYGV两种培养基分离培养慕士塔格峰洋布拉克冰川雪冰及融水中可培养细菌, 通过分离菌株16S rDNA的PCR-RFLP图谱和基于基因序列相似性的系统发育分析揭示细菌多样性. 结果从样品中共分离到178株菌, 分属于变形菌门(Proteobacteria)中的α-Proteobacteria、β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria纲, 厚壁菌门(Firmicutes), 放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)6个类群, 以假单胞菌Pseudomonas、黄杆菌Flavobacterium、紫色杆菌Janthinobacterium为优势菌群. LB和PYGV两种培养基在分离的细菌数量及种群多样性、优势菌属、特有菌属方面呈现一定差异. 结果表明, 慕士塔格峰洋布拉克冰川地区可培养细菌多样性丰富, 且存在一定的地方特异性菌属, 寡营养培养基更利于极端微生物的恢复生长.
• Select
  外源脱落酸对低温胁迫下圆柏属植物幼苗生理特性的影响

  杨志娟, 陈银萍, 李冬花, 张正庆, 郝海艳, 张风霞, 苏向楠

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1642-1649. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0181

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以3 a生圆柏和祁连圆柏幼苗为材料, 采用不同浓度脱落酸(ABA)预处理两种圆柏属幼苗, 测定-4℃低温胁迫处理第9 d叶片相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)和类胡萝卜素(Car)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性, 分析外源ABA对低温胁迫下圆柏属植物叶片膜脂过氧化和渗透调节物质的影响, 为培育较多品种的抗冷冻常绿植物提供理论依据. 结果表明: 低温胁迫下, 一定浓度的ABA预处理能有效保护幼苗叶片膜系统的稳定性、增加渗透调节物质含量和提高抗氧化酶活性, 其中30 mg·L^-1ABA预处理对提高圆柏抗寒性效果最好, 40 mg·L^-1ABA预处理对提高祁连圆柏抗寒性效果最好, 且在外源ABA预处理下, 祁连圆柏的抗寒性比圆柏的强. 因此, 施用适合浓度的ABA在提高圆柏属植物抗寒性方面具有较好的应用价值.
• Select
  新疆提孜那甫河流域山区冰草生态交错带的空间格局及其动态变化研究

  陈蜀江, 贾翔, 黄铁成, 陈孟禹

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1650-1659. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0182

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  冰-草生态交错带是陆地生态交错带的重要类型之一, 对其进行有效监测和研究对于生物多样性的保护具有重要意义. 利用2004-2013年近10 a的MODIS10A1数据提取积雪日数, 结合DEM和Landsat影像研究提孜那甫河流域山区的冰-草生态交错带的时空格局及其动态变化. 结果表明: ①近10 a 来交错带的平均面积为5 749 km², 占研究区总面积的37.83%. ②交错带分布由西南向东北偏移, 在东北坡、东坡分布较西坡和北坡多, 主要分布在海拔4 600~4 900 m的区域; 在坡度大于25°陡坡以上的区域分布较多. ③近10 a间冰-草生态交错带面积总体呈波动上升趋势, 总增长率为10.68%, 年均增长约66.78 km²; 其中2005年和2009年交错带面积较前一年有所明显下降, 而2007年交错带面积上升较为明显; 交错带面积与气温呈强正相关, 与降水呈弱负相关. ④近10 a交错带的平均海拔呈缓慢上升趋势, 2013年的交错带分布的平均海拔较2004年上升了45 m; 而近50 a来研究区高寒草甸带向上爬高了约100 m左右.
• Select
  牧压梯度下海北高寒草甸土壤速效氮变化特征及其影响因素分析

  祝景彬, 李红琴, 贺慧丹, 毛绍娟, 李英年

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1660-1669. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0183

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在青海海北高寒矮嵩草草甸设置封育禁牧(CK)、轻牧(LG)、中牧(MG)和重牧(HG)放牧梯度试验样地, 进行了土壤速效氮变化特征及影响因素的分析. 结果表明: 植物生长期的5-9月, 土壤NH₄⁺-N、NO₃^--N和速效氮(NH₄⁺-N和NO₃^--N之和)含量季节变化明显, 基本表现为植物生长初期高, 末期低. CK、LG、MG和HG条件下, 5-9月0~40 cm土壤NH₄⁺-N平均含量分别为17.62 mg·kg^-1、17.84 mg·kg^-1、18.63 mg·kg^-1和16.67 mg·kg^-1, NO₃^--N平均含量为8.91 mg·kg^-1、8.23 mg·kg^-1、7.99 mg·kg^-1和7.94 mg·kg^-1, 速效氮平均含量为26.53 mg·kg^-1、26.07 mg·kg^-1、26.62 mg·kg^-1和24.61 mg·kg^-1, 基本表现出随放牧强度增大而降低. 土壤速效氮月际变化与地上绿体生物量具有一定的负相关关系, 表明地上生物量越大, 消耗土壤速效氮越趋明显; 与枯落物有一定的正相关关系, 与地下生物量关系不甚明显, 与湿沉降呈现负的相关性. 土壤NH₄⁺-N含量与土壤有机碳有负相关关系, 而NO₃^--N含量与有机碳相关性差, 表明土壤有机碳越高, 土壤NH₄⁺-N消耗越明显.
• Select
  敦煌西湖荒漠-湿地生态系统植被与土壤水分空间异质性研究

  陈文业, 赵明, 张继强, 李广宇, 吴三雄, 袁海峰, 窦英杰, 吴婷, 陈旭, 罗文莉, 朱丽, 邴丹珲, 冯颖, 孙飞达, 谈嫣蓉

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1670-1679. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0184

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于敦煌西湖荒漠-湿地生态系统植被与土壤特性调查, 采用地统计学方法, 研究了敦煌西湖荒漠-湿地生态系统的土壤水分和植被的空间变异特征. 结果表明: 研究区植被盖度、高度和多度的平均值分别为36.14%、80.42 cm和0.66株·m², 变异系数依次为117.52%、124.63%和36.50%, 植被盖度和高度均为高度变异, 植被多度为中等变异; 0~200 cm土层各层土壤湿度平均值为14.873%, 介于6.681%~ 23.004%, 变异系数介于39.28%~88.65%. 200 cm土层水分贮量平均值为163.598 mm, 变异系数为36.51%, 0~200 cm土层各层土壤湿度和2 m土层水分贮量均为中等变异. 植被特征与土壤特性各要素的基台值(C₀+C)介于0.112~0.549, 结构比介于76.6%~97.6%, 各变量具有较强的空间自相关性. 研究区植被型组由盐池湾向南呈沼泽→盐沼→草甸→阔叶林→荒漠演变过程, 植被特征与土壤特性在样带空间分布上具有明显的规律性, 且存在较强的空间自相关性和格局.
• Select
  原状枯落物覆盖对土壤温度及冻融过程的影响

  李光南, 贾燕锋, 范昊明, 高双

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1680-1687. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0185

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为揭示枯落物在调节土壤温度及土壤冻融过程方面的作用, 对8 cm油松林原状枯落物覆盖(C8)、4 cm油松林原状枯落物覆盖(C4)、8 cm柞树林原状枯落物覆盖(B8)和裸地(CK)4种处理条件下10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm和60 cm深度的土壤温度进行监测, 结果表明: (1) 枯落物覆盖可以延长观测层土壤冻结期, C8观测层完成冻结比CK滞后18 d. (2) 枯落物覆盖对观测层土壤温度的影响具有双重性, 始冻期和完全冻结期具有保温效应, 解冻期主要为隔热降温效应. (3) 枯落物覆盖对30 cm以上土壤影响强于深层, C8处理下仅20 cm以上土层对气温变化敏感. (4) 枯落物对土壤温度的调解作用与覆盖枯落物的厚度和结构有关, 枯落物越厚, 结构越完整, 其调节土壤温度的作用越明显, 不同枯落物覆盖下的土壤温度差异系数为CK > C4 > B8 > C8.
生态经济与可持续发展
• Select
  民勤绿洲水资源利用的综合效益评价

  魏轩, 周立华, 陈勇, 路慧玲

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1688-1696. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0186

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  水资源利用是民勤绿洲发展兴衰的关键影响因素. 将民勤绿洲水资源利用的历程划分为三个典型时期——"以粮为纲"时期、改革开放时期、生态保护时期, 并以其作为研究的特征时期, 建立了民勤绿洲水资源利用综合效益评价的数学模型. 利用网络层次分析法确定各项指标权重, 基于网络层次分析法的运算结果, 对民勤绿洲水资源利用的综合效益进行了定量评价, 结果表明: "以粮为纲"时期, 生态效益开始下降, 水资源利用的效果欠佳; 改革开放时期, 经济效益和社会效益均明显增长, 但生态效益出现新一轮下降, 水资源利用的效果有利有弊; 生态保护时期, 尤其是石羊河流域重点治理规划实施之后, 生态、经济和社会效益都开始上升, 水资源利用的效果相对最佳. 评价结果旨在为类似地区水资源利用政策措施的改进提供决策依据.
• Select
  山区城市地质灾害与经济发展的关系研究——以兰州市为例

  董艳艳, 宿星, 王国亚

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1697-1707. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0187

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  兰州市是中国乃至世界上滑坡、泥石流等地质灾害最为严重的山区城市之一, 区内地质灾害问题十分突出, 防灾减灾任务繁重. 地质灾害是影响社会经济发展的因素之一, 地质灾害与城市经济的发展相伴共生, 相互制约、相互促进. 运用灾害统计学、经济学中的哈罗德-多马模型、脱钩模型等多种理论方法对2006-2012年兰州市地质灾害与经济发展的关系进行分析. 结果表明: 兰州市地质灾害总体上对经济发展的影响仍以负面影响为主, 正面影响对经济的促进作用相对较弱; 近年来地质灾害防灾减灾效果明显, 已取得了良好的社会效益、经济效益和环境效益. 在区内地质灾害高发和社会经济持续稳定增长共生的条件下, 必须以实现"地质灾害的负增长"为当前和今后一段时期防灾减灾的重要任务和目标, 最终达到地质灾害的有效防治与社会经济的可持续协调发展.
• Select
  2001-2010年我国环境管理制度执行情况研究及对策措施

  刘理臣, 程艳芳, 刘永畅

  冰川冻土. 2015, 37(6): 1708-1716. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0188

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  环境管理制度的改革是全面推动生态文明建设的迫切需要, 研究现今我国环境管理制度执行情况及存在的问题就显得尤为重要. 基于2001-2010年的相关数据, 应用统计分析和比较分析的方法, 主要探讨了我国这十年来环境管理制度的执行情况, 具体分析了环境法制、环境信访、机构建设、环境科技、环境影响评价、"三同时"六大制度执行情况的特点以及存在的问题. 在此基础上, 提出了完善环境管理制度的对策建议. 通过研究发现, 环境管理制度的执行情况较好, 但仍存在环境犯罪处罚概率低、环保执法力度偏软、环境信访各污染类型不平衡、环境科研投入产出失衡等突出问题. 期望通过解决环境管理制度执行中的问题, 充分发挥体制的活力和效能, 为解决生态环境保护领域的深层次矛盾和问题提供制度保障.