《表1 不同观测站土壤冻结持续天数[16]》
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受制于太阳辐射的年际变化以及融区、积雪、土壤有机质、植被盖度、径流等局地因素的不同,冻融过程存在显著的区域差异。杨梅学等[16,39-40]利用GAME-Tibet和CAMP-Tibet试验期间所获取的藏北高原土壤温湿度资料对8个观测点(D66、TUO-TUOHE、D110、WADD、NODA、AMDO、MS3608、MS3637)的土壤冻融过程进行了初步分析发现(表1),各点4 cm深处土壤均在10月开始冻结,次年4月开始消融,平均冻结时间长达半年左右并且冻结过程有利于土壤维持其水分,为夏季风的爆发打下了基础。各观测点土壤含水量的分布不全是随着土壤深度的增加而增大或者减少,而是表现出一定的高含水层。同时还有学者利用相同资料分析后指出,海拔和纬度均对冻融过程产生影响,表现出明显的水平地带性和垂直地带性。并且冻融深度与4 cm处土壤的累计地温有很好的正相关关系,土壤冻结和消融都是从表层开始,随土壤深度增加,冻结速率加快,消融速率减慢[41-44]。除大规模野外观测实验所获取的资料外,一些学者也对高原其他单独站点和区域的冻融过程进行研究和分析,如北麓河站[33,45-46]、五道梁站[47]、黑河上游[48-51]、唐古拉站[52-53]、黄河源区[54]、申扎站[55-56]和青藏公路与铁路沿线[57]等,由于各站点所处地理位置以及局地因素的不同,其冻融过程,例如冻结或消融开始以及结束时间、速率、类型等,有很大区别。除了针对空间尺度和时间尺度讨论以外,还有研究者基于坡面尺度、不同冻土类型对高原的冻融过程进行分析,发现同一区域南、北坡冻融过程呈现空间差异性。融化、冻结初期,北坡冻结程度均高于南坡。低温冻土区比高温冻土区融化开始时间滞后、冻结开始时间提前[33,58]。尽管高原土壤冻融过程受局地因素的影响,但以日平均土壤温度开始持续<0℃为开始冻结日期,>0℃为开始消融日期。在一个完整的年冻融循环过程中,高原上各站点各层土壤大体都可划分为夏季融化期、春秋季融化—冻结期、冬季冻结期4个阶段[41,47]。并且在不同的冻融阶段,土壤中的水热耦合过程伴随着水分运输的不同方式而发生变化[47]。
图表编号 | XD00184092600 严禁用于非法目的 |
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绘制时间 | 2020.11.28 |
作者 | 陈瑞、杨梅学、万国宁、王学佳 |
绘制单位 | 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室、阿尔弗雷德魏格纳研究所亥姆霍兹极地与海洋研究中心、柏林洪堡大学地理系、中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室、中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室、中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室 |
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