2019年, 第41卷, 第4期　刊出日期：2019-08-25

  

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  冰川冻土. 2019, 41(4): 0-0.

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  冰川冻土. 2019, 41(4): 0-0.

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冰冻圈与全球变化
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  藏东南嘎隆拉冰川表碛冻融过程与零点幕效应

  罗伦, 朱立平, 王永杰, 杨威, 旦增, 张宏波

  冰川冻土. 2019, 41(4): 751-760. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0025

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  冰川表碛区冻融过程的观测分析有助于厘清各层之间能量和水分传输的关系，从而为构建相应的能量平衡模型以及冰川径流模型提供理论支持。基于2015年10月至2016年11月嘎隆拉冰川表碛区自动气象站气象资料，对表碛区冻融过程进行分析，结果表明：表碛中出现冻土中常见的秋季和春季零点幕效应，秋季零点幕持续时间32天，春季零点幕持续58天；春季零点幕期间，气温和地表温度均呈现清晨低，午后高的日变化特征，而表碛层内温度没有明显的日变化特征，其体积含水率呈“脉冲式”变化；春季零点幕效应结束，底层冻结层破坏后，冰川冰消融才开始；嘎隆拉冰川表碛对冰川冰消融的影响不仅是因为表碛较厚，在消融量上抑制了冰川冰的消融，而且更重要的是表碛产生零点幕效应，延迟了表碛下冰川冰开始消融的日期，在时间上抑制了冰川冰消融。
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  天山乌鲁木齐河源末次冰期冰川沉积光释光测年

  曾兰华, 欧先交, 陈嵘, 赖忠平

  冰川冻土. 2019, 41(4): 761-769. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.1014

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  乌鲁木齐河源地区是中国冰川遗迹保存最丰富、地貌最典型的区域之一，是根据冰川遗迹重建第四纪冰川历史的理想地区。大量的研究工作以及技术测年结果也使其成为试验冰川沉积光释光（optically stimulated luminescence，OSL）测年可行性的理想地点。共采集了6个冰碛及上覆黄土样品用于光释光测年。提取38~63 μm的石英颗粒，运用SAR-SGC法测试等效剂量。各种检验表明测试程序是适用的。通过地貌地层关系、重复样品、已有年代的对比等方法，检验该地冰川沉积OSL测年的可行性。结果表明，OSL年代结果与地貌地层新老关系非常吻合，与已有的其他测年技术的年代结果也具可比性，表明这些样品的OSL信号在沉积之前晒退较好，OSL年代是可信的。冰川观测站侧碛垄的OSL年代为14.8±1.2 ka；9号冰川支谷口附近冰碛的OSL年代为13.5±1.1 ka和17.2±1.3 ka；上望峰冰碛的OSL年代为20.1±1.6 ka。综合OSL年代结果与此前其他测年结果，这几套冰碛垄形成于深海氧同位素MIS 2阶段应该是比较统一的认识。上望峰冰碛上覆黄土的OSL年代（10.5±0.8 ka）也印证了该结论。OSL年代指示上望峰冰碛对应于末次冰期最盛期，冰川观测站和9号冰川支谷谷口冰碛对应于晚冰期。下望峰冰碛的OSL年代为36.3±2.8 ka，对应于MIS 3阶段。下望峰冰碛的形成时代，仍有待更多沉积学以及测年工作进一步确定。
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  1993-2016年喀喇昆仑山什约克流域冰川变化遥感监测

  李志杰, 王宁练, 陈安安, 刘凯

  冰川冻土. 2019, 41(4): 770-782. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2018.1088

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  基于1993、2000、2016年的多景Landsat TM/ETM+/OLI影像，通过目视解译法提取冰川边界，从规模、朝向、高程带和前进冰川等多个方面分析了近20年来喀喇昆仑山什约克流域冰川面积变化特征。结果表明：近20年来研究区冰川呈微弱退缩态势，年均退缩率仅为0.05%±0.20%，其中1993-2000年退缩速率为（0.03%±0.64%）·a^-1，2000-2016年退缩速率为（0.06%±0.27%）·a^-1。1993-2016年什约克流域291条冰川的末端发生了前进现象，在一定程度上减小了冰川总面积退缩的幅度。此外，近20年来研究区冰川前进现象呈减弱态势。近35年来什约克流域气温显著上升，降水量亦呈增加趋势，气温的显著上升是冰川退缩的主要原因，而降水量的增加则是冰川退缩速率相对较低的主要原因。
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  青藏高原东部春季感热通量与我国东部气温的年际关系

  任倩, 周长艳, 夏阳, 岑思弦, 龙园

  冰川冻土. 2019, 41(4): 783-792. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0029

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  利用ERA-Interim提供的地表感热、环流场资料和1979-2013年753站中国春季气温观测资料探讨了青藏高原（以下简称高原）东部春季感热通量与我国东部气温的关系。春季高原东部感热与我国东部气温在年际变化上存在密切的相关关系。去除9年滑动平均以后的SVD第一模态结果表明，当高原东部感热出现南弱（强）北强（弱）时，对应我国东北和华南地区的气温异常偏低（高）。当春季高原感热呈现南负北正的分布时，高层200 hPa上，高纬东风异常减弱背景西风有利于冷空气的南下，加之副热带西风急流显著增强，有利于东北地区形成气旋性环流。中低层环流场上，我国北方地区上空为一深厚的东北冷涡所控制，从对流层低层到高层，均呈现较强的气旋式环流分布。一方面，它引导西伯利亚冷空气南下，造成我国东北地区气压异常减弱，气温异常偏低；另一方面，其西侧北风异常阻滞了华南地区上空的背景西南风，不利于暖气流的输送。进一步分析得出，与PC1相关的南北温度差值场上，东亚地区上空从低纬到高纬呈现“负-正-负”的分布形势，有利于副热带西风急流在我国上空的显著增强。气旋中心上暖下冷的结构，导致位涡显著发展并向低层伸展、侵入，增强了对流层中低层的气旋性环流。气旋中心整个对流层为深厚的异常干空气，湿度负值中心与冷中心相对应，表明干冷空气异常下传发展。干侵入使得冷涡加强发展，维持了异常气旋性环流，导致春季东北、华南地区的异常降温。虽然前冬Nino3.4区海温与春季感热相关较好，但其对我国东部春季气温影响并不显著。
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  青藏高原地面辐射对中国东部夏季降水影响的数值试验

  李登宣, 丁煌, 王清, 周海, 王知嘉, 朱想

  冰川冻土. 2019, 41(4): 793-800. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0039

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  利用CAM5模式设计敏感性试验，研究了中国东部夏季降水对青藏高原地面辐射异常变化的响应和可能的物理机制。试验结果表明：当高原北部、中部等区域夏季地面辐射减小，中国东部夏季降水整体上增多，但南部、东部沿海区域降水异常减少。青藏高原地面辐射的变化，对青藏高压、西太平洋副热带高压和季风等天气系统具有一定影响，进而影响中国东部地区的夏季降水。当青藏高原地面辐射减小，青藏高压中心位置偏西，强度减弱；东亚季风和南亚季风强度增大，中国东部大部分地区850 hPa风场强度增强；西太平洋副热带高压位置偏东，强度减弱，中国南部、东部沿海区域夏季降水受其影响而减少，但华中、华北、东北等地夏季降水整体上增多。故中国东部夏季降水异常变化与青藏高原地面辐射之间具有显著的相关关系。
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  青藏高原中部高寒草甸蒸散发特征及其影响因素

  王利辉, 何晓波, 丁永建

  冰川冻土. 2019, 41(4): 801-808. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0329

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  蒸散发作为水量平衡和能量平衡的重要组成部分，其变化对于农业、生态和水文具有重要的影响。全球变暖导致青藏高原上冻土活动层加厚，改变大气和土壤的水热交换过程，为明确唐古拉多年冻土区的蒸散发在全球变暖大背景下的变化趋势，依托中国科学院冰冻圈国家重点实验室唐古拉站，利用小型称重式蒸渗仪的观测数据分析了2007-2013年蒸散发的变化特征及其影响因素。结果表明：2007-2013年草地生长季实际蒸散发总量呈现递增的趋势；在草地生长季内，草地生长中期的总蒸散量最大，生长初期的总蒸散量最小，但是日蒸散量则是在生长初期最大，生长后期最小；无降水日，草地的蒸散发主要受到净辐射和气温的影响，降雨日的蒸散发则主要受到净辐射和风速的影响。
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  1961-2017年青海高原降雪时空变化分析研究

  刘义花, 鲁延荣, 周强, 李红梅, 刘彩红

  冰川冻土. 2019, 41(4): 809-817. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0043

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  基于1961-2018年青海高原47个台站观测资料，分析了青海高原降雪量、降雪日数的时空演变特征，结果表明：青海高原地区降雪量呈明显的减少趋势，每10年减少3.7 mm，其中1981-1989年、1990-1999年为降雪量偏多期，2000年以来为降雪量偏少期；近57年来青海高原降雪平均日数为11～43 d，青海高原降雪日数及各量级降雪日数总体均无明显趋势性变化，但存在阶段性变化；青海高原降雪量及降雪日数除常年干旱区柴达木盆地均为低值区外，其余地区高海拔地区多于低海拔地区，南部多于北部；青海高原月平均降雪量呈“U”型分布，而月平均降雪日数呈单峰型分布，降雪日数在冬季中末期偏多，春季偏少，其中小雪以上量级降雪日数易发生在秋末冬初，冬末向春季转换的时段内；近57年来青海高原降雪量在2002年前后存在明显的突变现象，其中青南牧区、青海湖地区及东部农业区年降雪量分别在2001年，1996年以及1996年前后存在明显突变现象，柴达木盆地降雪量无明显突变现象；而青海高原降雪日数在2000年前后存在明显突变现象，其中青南牧区1980年、2001年前后存在明显的突变现象，其余3个地区降雪日数无明显突变现象。
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  黄河源区气温变化特征及预估分析

  杨昭明, 白文蓉, 时兴合, 李红梅

  冰川冻土. 2019, 41(4): 818-827. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2018.1141

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  利用黄河源区青海段9个代表性站点1961-2017年逐日气温资料和未来RCP4.5排放情景下的预估数据，分析和预估了黄河源区年平均、年平均最高、年平均最低和极端气温变化特征。结果表明：近57年来年平均最高、年平均、年平均最低气温均呈显著上升趋势且倾向率依次增大。年平均气温和年平均最高气温在1997年存在显著突变。通过分析1961-1997年、1998-2007年以及2008-2017年阶段性变化可知，年平均气温持续上升，年平均最高气温先上升后趋于稳定，而年平均最低气温升温速率在1998-2007年最大，2008-2017年升温速率较1998-2007年有所降低。暖昼日数持续增多，霜冻日数和冰封日数持续减少，冷夜日数在1998-2007年减少速率最低，近10年来减少速率增大。未来33年黄河源区年平均、年平均最高、年平均最低气温和极端暖事件均呈明显的增加趋势，极端冷事件呈减少趋势。对黄河源区过去和未来气温变化规律进行了探讨，将为该区域气温变化对策的制定与实施提供理论依据。
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  2009-2017年辽宁省降雪含水比变化特征研究

  崔锦, 张爱忠, 阎琦, 周晓珊, 王恕, 杨阳

  冰川冻土. 2019, 41(4): 828-835. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0113

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  降雪含水比（Snow-to-liquid ratio，缩写为SLR）是降雪深度预报中将定量降水预报（Quantitative precipitation forecast，缩写为QPF）转化为雪深预报所必须的重要参数。利用2009-2017年冬半年辽宁省国家基本站逐小时降水量、积雪深度加密观测资料以及地面气温、地面温度、极大风速、天气现象等资料，通过制定适合本研究的质量控制标准，严格筛选降雪事件，分析辽宁省SLR的变化特征以及气温对降雪含水比的影响，研究结果表明：（1）辽宁省小时SLR的平均值为11，略高于经验值10，虽然SLR变化范围跨度很大，但主要集中在2~20内变化，而SLR大于30的极端值出现频率较低；（2）平均SLR在辽宁省不仅存在明显的空间分布差异，还存在显著的月变化特征；（3）地面气温与SLR有很好的相关性，平均SLR在不同气温区间变化明显，在-15℃附近SLR存在峰值，峰值前随气温降低平均SLR明显增大，而峰值后随着气温降低SLR突然减小。研究结果为今后辽宁冬季降雪深度预报中合理使用SLR这一重要参数提供参考。
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  基于灾情数据的新疆雪灾的评估与区划

  王秀琴, 卢新玉, 马禹, 王旭

  冰川冻土. 2019, 41(4): 836-844. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0023

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  选取1955-2017年新疆因雪灾造成的牲畜受灾数量、作物受灾面积、经济损失三大灾情数据，揭示新疆雪灾时间和空间分布特征，通过构建雪灾灾损指数，对新疆雪灾进行区划。分析表明：新疆雪灾的发生北疆多于南疆，山区多于盆地，西部多于东部，主要集中发生在阿尔泰山区、天山山区及昆仑山区，灾情最重的是阿勒泰地区、伊犁地区、塔城地区；进入2000年以后，雪灾呈现明显高位震荡特点；利用多指标综合评估法，运用连续型随机变量分布密度近似求法，求得的新疆雪灾灾损指数，能客观反映新疆雪灾灾情；雪灾灾损指数遵从Γ分布，根据Γ分布函数属性及各类雪灾事件发生概率，进行了新疆雪灾等级区划。研究成果可为决策服务及气候可行性论证提供理论依据，对科学准确地制定防灾备灾措施、及时组织开展雪灾应急救助工作以及灾后的恢复重建决策给予一定参考。
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  环北极多年冻土区碳循环研究进展与展望

  倪杰, 吴通华, 赵林, 李韧, 谢昌卫, 吴晓东, 朱小凡, 杜宜臻, 杨成, 郝君明

  冰川冻土. 2019, 41(4): 845-857. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0402

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  环北极多年冻土区作为全球碳库的重要组成部分，它以一种独特的方式响应着气候变化。在气候变暖的背景下，冻土中的有机碳将在全球碳循环中扮演着更活跃的角色。为增进对环北极多年冻土区碳循环的认识，分析了近年来北极多年冻土区碳储量和碳迁移状况，以及相关模型在模拟碳循环应用方面的最新进展。目前，对北极多年冻土区碳源/汇的时空分布格局、碳循环过程的关键驱动因子以及碳循环对全球变化的响应等一系列问题尚不能作出完整的、系统性的科学解释。同时，还进一步分析了北极多年冻土区碳循环模拟的三大不确定性因素。基于以上分析，提出未来对北极多年冻土区碳循环的研究还应在典型研究区开展长期的野外系统监测、创新研究方法，深化碳循环机制研究，重视学科交叉以及多模型集成，宏观与微观相结合、多途径与多尺度综合研究。
寒区科学与技术
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  冻融循环对原状过湿土固结变形特性的影响

  程培峰, 王佳康

  冰川冻土. 2019, 41(4): 858-864. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0031

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  为了研究季冻区过湿土的固结变形特性，对黑大公路青冈段路基原状过湿土进行固结试验和渗透试验，研究了冻融循环作用下原状过湿土的固结变形特性。试验结果表明：原状过湿土的含水率越高，土体的压缩性越高；初始孔隙比越大，渗透性越高。冻融循环后，过湿土产生不规则裂缝，土的结构也发生改变，土的压缩系数有所增大，随着冻融循环次数的增加，压缩性先增大后趋于平缓。冻融后过湿土的竖向渗透系数明显增大，且随着冻融循环次数的增加渗透性呈现先增大后趋于平缓的规律，而横向渗透系数冻融前后无明显差异。
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  多年冻土地基正温输气管道地温场实测及分析

  施瑞, 徐震, 刘德仁, 蒋代军, 王旭, 胡渊, 温智

  冰川冻土. 2019, 41(4): 865-874. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0030

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  我国有多条油气管道位于多年冻土地区，工程问题层出不穷。因输送介质处于正温状态，其所释放热量对管道周围冻土冻融过程有极大影响。为阐明正温管道对多年冻土温度场及冻融特征的影响，基于西部某多年冻土区正温输气管道现场实验，对管道地基温度场进行了为期1年的现场实测。数据分析表明，多年冻土天然上限为1.5~2.0 m；土体融化期及冻结期分别为6-10月、11-次年5月；监测段多年冻土热量收支基本平衡，属于不稳定冻土，在外界热扰动下极易退化；正温输气管道的存在引起了多年冻土的退化且对其温度场有很大影响，水平方向影响范围约1.5 m，管下最大融深可达7.0 m。同时指出了针对处于临界状态的多年冻土，在基于对其全面、深入了解的基础上，越早考虑相关工程建设带来的热扰动对多年冻土的不利影响，则处置难度越低且损失越小。
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  盐分对黏性土的沉积特性与表面电位影响研究

  张彤炜, 邓永锋, 邓婷婷, 王冲

  冰川冻土. 2019, 41(4): 875-883. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0037

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  为了明晰黏土矿物和盐分浓度在沉积过程中所起的作用及物理机制，选取高岭土、膨润土及两者组成的混合土进行粒径分析试验、沉积试验和Zeta电位测试。结果显示，盐分环境下高岭土和膨润土的平均粒径增大，部分黏粒组向粉粒组转化。高岭土在蒸馏水环境下和盐水环境下，最终都形成土-水的稳定分界面，但是絮凝稳定时间在盐分环境下更短。膨润土在蒸馏水环境下处于稳定的分散体系中，在盐水环境下迅速絮凝沉积。混合土在蒸馏水环境下，上部澄清层和下部沉淀层之间存在土颗粒的悬浮层，且该层的高度最终稳定；盐水环境下，混合土则迅速的发生土水分离。随着NaCl浓度增加，膨润土和高岭土的Zeta电位绝对值降低，因此胶粒组的絮凝行为对平均粒径产生影响，进而影响其沉积特性。
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  基于激发条件和堆积体稳定性的冰川降雨型泥石流预警模型研究

  谢涛, 尹前锋, 高贺, 陈芳, 慎乃齐, 林达明

  冰川冻土. 2019, 41(4): 884-891. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0403

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  在全球变暖的背景下，冰川泥石流将进入高发期。分析了冰川泥石流成因，选取日最高温度、日降雨量、泥水位、地表位移、含水率作为泥石流监测预警指标。通过层次分析法确定了5个指标的权重，提出了基于激发条件和堆积体稳定性的冰川降雨型泥石流预警模型。应用该模型成功对天山公路K636冰川泥石流沟2017年7月14日爆发的泥石流进行了预警，证明该预警模型有一定的可靠性和实用价值，为冰川泥石流预警研究提供了一种新的参考。
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  西宁市短历时暴雨雨型及适用性分析

  何永晴, 尹继鑫, 沈洁, 王海娥, 冶明珠, 廖妍妮

  冰川冻土. 2019, 41(4): 900-906. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0026

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  利用西宁市1954-2017年降水分钟数据建立暴雨统计样本，采用年最大值法推算暴雨强度公式并推求西宁市短历时暴雨雨型。结果表明：西宁市短历时暴雨雨型单峰特征比较明显，单峰峰值出现在前1/3。历时120 min芝加哥设计雨型综合雨峰位置系数0.27，雨峰位置在35 min左右，峰值前（后）雨强迅速增加（减小），最大1 h降水量为13.14 mm，降水主要集中在20～80 min。各历时的瞬时雨强变化趋势以及分布型基本一致，雨强随着重现期的增大而增大。累计降雨雨峰前（后）增长斜率升（降）最大。西宁市暴雨分布呈现局地性强，空间差异明显特征，芝加哥设计雨型结果对城西和城北区代表性较好，城中和城东区可参考使用。
寒旱区水文水资源
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  疏勒河上游径流组分及其变化特征定量模拟

  李洪源, 赵求东, 吴锦奎, 丁永建, 秦甲, 韦虹, 曾帝

  冰川冻土. 2019, 41(4): 907-917. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0115

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  气候变化背景下，西北干旱区内陆河流域的水文过程发生显著变化，制约着地区经济社会和生态建设的稳定发展。定量分析和评估高寒山区径流的变化，有助于加强西北地区水资源的规划管理，实现水资源的可持续利用，保障区域水安全。选取位于青藏高原东北边缘、祁连山西段的疏勒河上游作为研究区，利用包含冰雪消融模块的寒区水文模型分布式SPHY模型（Spatial Processes inHydrology model）对流域的径流过程进行定量模拟，根据模拟结果分析了疏勒河上游近45 a径流组成及径流与各组分的变化特征。结果表明：（1）率定期日径流和月径流模拟的Nash效率系数分别为0.62和0.86，验证期达到0.79和0.95，模拟的月径流与实测月径流过程基本一致；（2）径流由四部分组成，冰川径流占总径流的年平均比例为30.5%，融雪径流的占比为12.9%，降雨径流的占比为13.5%，基流的占比为43.1%；（3）由于气温升高、降水增多，冰川径流与降雨径流均呈增加的趋势，平均增加幅度分别为4.66×10⁶ m³·a^-1和2.46×10⁶ m³·a^-1，融雪径流呈减少的趋势，平均减少幅度为1.01×10⁶ m³·a^-1；（4）近45 a年径流增加了69.6%，冰川融水对流域径流增加的贡献率达到48%，非冰川区降水增加的贡献率达到52%。
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  祁连山古浪河流域径流组分特征

  桂娟, 李宗省, 冯起, 张德栋, 吕越敏, 袁瑞丰

  冰川冻土. 2019, 41(4): 918-925. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2018.1145

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  为了探究气候变暖、冰冻圈急剧萎缩背景下祁连山内陆河的水文状况，依据古浪河流域所采集的各类水体样品和相关观测数据，分析了各水体稳定同位素特征及其所指示的环境意义，并进行了径流分割。结果表明：（1）与降水相比，河水稳定同位素年际变化较小，从季节变化角度来看，河水δ¹⁸O值夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季，反映了不同季节蒸发强度的差异。（2）泉水稳定同位素特征与河水相似，年际变化较为稳定，表明山区河水与泉水之间可能存在转换过程。（3）由于土壤水分交换、地表土壤蒸发、植被蒸腾以及土壤水和地下水之间的同位素差异，引起土壤水同位素组成的梯度差异比较明显，土壤水δ¹⁸O由地表向下经历了富集―贫化―富集的过程，d-excess变化则与之相反。（4）径流分割结果显示大气降水对古浪河流域出山径流的补给率高达76%±2.4%，冻土层上水补给为24%±2.4%。
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  渭河流域西部季节冻融对浅层非饱和土壤水热变化的影响

  丑亚玲, 李永娥, 王莉杰, 曹伟, 盛煜

  冰川冻土. 2019, 41(4): 926-936. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2018.1107

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  以黄土高原渭河流域西部黄土丘陵沟壑区为研究区域，建立了野外观测场地，对该区域浅层非饱和土体冻融过程及水热运移规律对气候作用的响应过程进行了研究与分析。结果表明：气温对地温及地温变幅的影响随深度增加而迅速衰减，地温振幅随深度增加按指数规律衰减且温度波的相位随深度的增加而滞后，地表下200 cm深度以内地温振幅受气温影响较大。该区域裸露地表土壤的最大冻结深度在20～50 cm之间。在土壤冻结过程中，深层土壤未冻水逐渐向冻结层运移，导致深层含水量逐渐减少。不同深度土壤冻结系数随土壤深度的增加而减小，融化系数则相反。地表下50 cm深度以内的土体含水量受降水影响波动显著。土壤含水量与温度呈相似变化，地温峰值出现的时间总滞后于土壤水分，其变异程度均随土壤深度的增加而减小。
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  1960-2013年艾比湖绿洲湿地潜在蒸散量及地表湿润度变化特征分析

  张钧泳, 丁建丽, 谭娇, 陈文倩, 武鹏飞

  冰川冻土. 2019, 41(4): 937-944. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0116

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  基于阿拉山口、精河、博乐、温泉4个气象站点1960-2013年地面观测气象数据，采用Penman-Monteith公式、Mann-Kendall检验、小波分析、主成分相关分析等方法分析艾比湖绿洲湿地年及季节潜在蒸散量及地表湿润度的特征变化及定量化成因，以期为艾比湖绿洲湿地区域的水资源科学配置提供科学依据。结果表明：（1）1960-2013年，艾比湖绿洲湿地年平均潜在蒸散量为1 063.52mm，夏季值最大为552.3 mm，冬季最小为25.3 mm，年平均潜在蒸散量以12.68 mm·（10a）^-1的速率递减，各季节潜在蒸散变化趋势与年变化一致，夏季表现最明显；（2）Mann-Kendall检验表明，年均和春、夏、秋潜在蒸散量显著性突变时间分别是1991年、1994年、1994年和1993年，冬季不存在突变，显著性突变均发生在21世纪90年代，地表湿润度年突变时间为1985年；（3）艾比湖绿洲湿地潜在蒸散量及地表湿润度存在明显的周期变化，主震荡周期分别为29 a和21 a，以多、少交替发生，具有全域性；（4）风速是年及季节潜在蒸散量的主导因素，地表湿润度变化的主导因素是降水量和相对湿度。
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  环境变化下荆南三口河系水文干旱演变特征及归因分析

  郑嵛珍, 李欢, 李景保, 王丹阳, 杨波, 张瑞

  冰川冻土. 2019, 41(4): 945-957. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0117

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  环境变化下水文干旱研究是水科学研究领域的热点问题之一。根据荆南三口河系1956-2017年5个水文站和22个气象站实测数据，采用标准化径流指数（Standardized Runoff Index，SRI）、降水-径流多元非线性模型、累积量斜率变化率比较法辅以Mann-Kendall检验法等方法，分析环境变化前后荆南三口河系62年水文干旱演变特征，并定量分解气候变化（降水量、蒸发量）和人类活动对径流量衰减的影响。结果表明：荆南三口河系整体干旱频率较高，变化期干旱事件发生频次多且等级高，多尺度干旱平均频率达42.96%，稳定期极少出现干旱现象；三口地区年径流量、年蒸发量在长时间序列上均呈下降趋势，年降水量较为稳定，年径流量检验的突变年份为1970年、1985年和2003年；人类活动是促使三口河系年径流量逐渐衰减的主要原因，1971-1985年、1986-2003年和2004-2017年三个时期人类活动对径流量变化（水文干旱演变）影响的贡献率依次为91.14%、103.73%、78.33%。
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  1990年以来天山乌鲁木齐河上游水资源研究进展

  刘燕, 刘友存, 焦克勤, 韩添丁, 边晓辉, 丁倩倩

  冰川冻土. 2019, 41(4): 958-967. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.1007

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  乌鲁木齐河是我国西北地区典型的降水、冰川和地下水综合补给的内陆河，对其水资源的研究不仅是西北寒区旱区水环境和水资源研究的热点，而且对区域生态环境改善和经济可持续发展具有重要意义。乌鲁木齐河水文水资源的研究内容十分广泛，并取得了很多高水平的学术成果。从高山区气候变化与冰冻圈的相互影响，山区降水变化与径流的相互影响，出山口径流对气候变化的响应以及洪灾、致灾因子分析，流域内同位素、树轮气候和水环境研究等四个方面总结了相关研究。结果表明：（1）乌鲁木齐河上游气候趋于暖湿。气温的升高很大程度上受冬季气温大幅度升高影响，气温对高山区冰川积雪的影响要大于降水；冬季负积温也加快了冻土的消融；气温和降水的变化导致乌鲁木齐河上游河段冰川后退加速，积雪融化、雪线上升，冻土活动层增厚。（2）乌鲁木齐河流域降水量和降水变化速率具有明显的垂直特征，在中高山地区降水量和降水变率较大；山区降水还具有年代际特征，20世纪90年代以来，山区降水量呈现增加趋势并促进了山区径流量的增加。（3）降水量和冰川融雪量的增加，很大程度上加大了乌鲁木齐河流域山区的径流量，使得出山口区域洪水灾害的发生频率增加。（4）同位素分析的运用对探索径流形成和转化的机理具有重要意义。树轮研究为乌鲁木齐河流域气候变化序列的重建提供了技术手段。今后，乌鲁木齐河水资源承载力、水循环过程和水污染问题，是区域实现生态环境建设和可持续发展的重要研究内容。
寒旱区生物学
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  青藏高原唐古拉哈日钦冰芯表层和深层可培养细菌特征

  王凤, 王宁练, 徐柏青, 沈亮, 顾政权, 刘晓波

  冰川冻土. 2019, 41(4): 968-976. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2018.1101

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  对唐古拉哈日钦冰芯表层0.04~3.04 m及深层127.44~130.36 m中可培养细菌进行了对比研究。发现表层和深层可培养细菌数没有表现出显著差异性，表层冰芯中可培养细菌数为0~9.8×10³ CFU·mL^-1，略高于深层冰芯的0~8.4×10³ CFU·mL^-1。表层冰芯中微生物总数为10³~10⁶ cells·mL^-1，深层冰芯中微生物总数为10²~10³ cells·mL^-1。冰芯中可培养细菌属于Firmicutes（厚壁菌门）、Proteobacteria（变形菌门）、Actinobacteria（放线菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）和Deinococcus-Thermus（异常球菌门） 5大类。但表层和深层可培养细菌属于不同的优势门，表层为Proteobacteria（38%），深层为Firmicutes（42%）。表层和深层优势属均为Bacillus（芽孢杆菌属），占比分别为18%和29%。已有研究表明哈日钦冰芯98.8 m达到了公元1000年的历史记录，因此对比千年尺度上可培养细菌数量及多样性的差异，能够为进一步发掘新基因，丰富微生物多样性，为了解可培养细菌的进化历史奠定基础。
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  青藏高原北麓河地区荒漠草原土壤细菌对热融滑塌的响应

  张晓兰, 刘桂民, 李新星, 吴小丽, 徐海燕, 纪庚好, 李莉莎, 吴晓东

  冰川冻土. 2019, 41(4): 977-985. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0118

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  多年冻土区地下冰融化造成的热融滑塌会对土壤理化性质产生一系列影响，进而影响微生物群落结构，但目前热融滑塌对荒漠草原区土壤微生物的影响还不清楚。利用Illumina测序方法，以青藏高原北麓河多年冻土区发生热融滑塌的荒漠草原为研究对象，对3种微地貌（对照区、滑塌区、沉降区）下的土壤细菌展开研究，分析了细菌群落结构及其与环境因子间的关系。结果显示滑塌区和沉降区有机碳含量显著低于对照区，滑塌区土壤含水量最高；放线菌门、变形菌门、绿弯菌门和酸杆菌门是3种微地貌下的优势菌群，对照区细菌群落丰富度显著低于滑塌区。Mantel检验表明，细菌群落结构与土壤理化性质间无显著相关性；非度量多维尺度分析（NMDS）表明，微生物群落结构在3种微地貌下显著不同。研究结果表明，在荒漠草原区，热融滑塌会改变土壤理化性质，影响细菌特定门的微生物相对丰度，但对门水平的整体群落结构影响不显著。
生态经济与可持续发展
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  水资源约束下的阿克苏河流域适宜绿洲规模分析

  王志成, 蒋军新, 方功焕, 陈忠升, 蔡明, 李卫红

  冰川冻土. 2019, 41(4): 986-992. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0046

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  阿克苏绿洲是中纬度干旱区典型的绿洲灌溉系统，制定绿洲适宜发展规模、明确适宜耕地面积，可为实现绿洲的生态稳定与可持续管理提供科学依据。以中国西北干旱区的阿克苏河流域为研究对象，基于作物需水量和绿洲适宜面积模型的水热平衡法，借助典型绿洲结构模型，计算了阿克苏绿洲的适宜耕地面积。结果表明：2010-2015年阿克苏灌区的作物需水量高达740.3 mm，较20世纪60年代的539.6 mm增加了37.2%；考虑到山区来水和下泄塔里木河干流的水量要求，阿克苏绿洲的可用水量为42.6×10⁸ m³；阿克苏河流域绿洲已处于不稳定状态，耕地面积超过了水资源承载能力。计算得出绿洲适宜规模为12 430 km²，与现有水平相当。基于作物需水量和绿洲适宜面积模型的水热平衡算法计算的阿克苏绿洲的适宜耕地面积分别为4 674 km²和4 211 km²，需要在当前耕地水平上退耕18%至26%。
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  黑河中游农村居民节水意识对节水行为的影响路径——基于结构方程模型与计划行为理论的研究

  李丽丽, 钟方雷, 程清平

  冰川冻土. 2019, 41(4): 993-1004. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0119

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  提高居民节水意识有助于推动居民节水行为，但由于意识难以客观测量，意识对行为的影响机理难以刻画，定量评估其影响路径的研究仍有待加强。基于计划行为理论，构建节水意识对节水行为的影响机制并设定相应的观测指标，设计问卷调查了黑河流域中游地区张掖市526户农村居民家庭，运用结构方程模型定量分析其影响路径。结果显示，节水态度、节水预期、行为控制、主观规范对节水行为的标准化路径系数分别为0.003、0.122、0.140、0.161，其中属于行为控制的自身经验与节水障碍预期、属于主观规范的管理部门信任度与邻里感知均对节水行为有显著的正向影响。虽然节水态度维度中，对水资源价值、保护环境和节约用水的因子载荷分别达到0.74、0.67、0.70，表明农村居民对水资源的生态、社会价值认同度很高，但向节水行为的转化过程中仍受经济效益预期的支配。提出了通过奖惩正式制度与邻里乡约非正式制度结合，以及高效节水产业政策引导，促进居民节水意识向节水行为的高效转化。
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  干旱区绿洲灌溉条件下生态服务价值研究——以新疆轮台县为例

  杨延成, 阿里木江·卡斯木, 祖拜旦·阿克木, 买尔孜牙·吾买尔

  冰川冻土. 2019, 41(4): 1005-1014. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0044

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  基于RS、GIS、景观生态学等方法，以新疆典型干旱区轮台县为研究区，利用1997年、2007年、2017年三期遥感影像解译结果，定量分析轮台县20年间土地利用景观格局变化特征，并运用生态系统服务价值（ESV）估算原理，定量分析轮台县生态服务功能ESV的年际变化，探讨ESV在景观格局演变下的损益和响应，来反映生态输水对塔河沿岸生态的影响。结果表明：轮台县以未利用地大幅度减少，林地与草地的大量增加为主，同时耕地、水域、建设用地以及冰川的面积也有不同程度的增加，但相对于整个县域面积依然相对较小；各斑块类型景观格局指数和整体景观格局指数以及空间格局都发生了不同程度的变化，未利用地对景观整体的控制性减弱，土地利用均匀性和多样性增加，最大斑块指数变化显著，散布并列指数先略有下降后明显增加；轮台县20年间各项生态系统服务功能的ESV均呈显著增加的趋势，ESV总量不断增大；轮台县ESV的增益集中在林地的增加上，占总增益的65.9%，轮台县ESV的损益集中在建设用地和未利用地的转入上，说明林地的增加和未利用地的减少是轮台县ESV增加的主要原因。该研究体现典型水源灌溉对轮台县生态的影响，为干旱区生态系统改善和土地利用规划提供依据。