中国冻土的时空变化特征

第3期（总第387期）2022年3月No.3 MAR文章编号：1673-887X(2022)03-0121-04张家口地区季节性冻土层变化特征分析郭金河，闫慧敏，周彦丽，赵海江（张家口市气象局，河北张家口075100）摘要利用张家口市10个国家气象观测站1969年—2019年的地面气象观测记录中的冻土资料,分析张家口市土壤冻土初日、终日，冻土持续时间及最大冻土深度的时空变化特征及其与气温的关系。

结果表明：51年来，张家口市冻土层主要表现为冻土初日推迟，终日提前，冻土日数减少，最大冻土深度减小的总体变化趋势。

经过对最大冻土深度与气温相关性分析得出冬季平均气温和最低气温是影响张家口市季节性冻土的重要因素。

关键词冻土初、终日；变化特征；气温；张家口中图分类号P642.14文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2022.03.045Variation Characteristics of Seasonal Frozen Soil in ZhangjiakouGuo Jinhe,Yan Huimin,Zhou Yanli,Zhao Haijiang(Zhangjiakou Meteorological Bureau,Zhangjiakou075000,Hebei,China)Abstract：Based on the frozen soil data in the ground meteorological observation records of10national meteorological observation stations of Zhangjiakou City from1969to2019,temporal and spatial change characteristics of frozen soil first and last date and rela‐tionships between frozen soil first and last date and air temperature were analyzed.The results show that frozen soil first date as‐sumed delayed trend,frozen soil last date assumed early trend,the frozen soil days were reduced and the maximum frozen soil depth decreased in the past51years in Zhangjiakou City.After the correlation between the maximum frozen soil depth and air temperature was analyzed,the average air temperature and the minimum air temperature in winter were the important factors affecting the season‐al frozen soil in Zhangjiakou City.Key words：initial frozen soil,all day,change characteristics,temperature,Zhangjiakou冻土在气象学中是指由于地面降到0℃或以下而使含水的土壤冻结的状态[1]。

阿拉善盟地区冻土时空变化特征分析作者：段凤莲来源：《农村农业农民·B版》2020年第10期摘要：笔者利用内蒙古阿拉善盟地区9个气象观测站冻土观测资料，冬季11月至翌年3月平均气温资料，通过统计分析、线性趋势分析等方法，对阿拉善盟最大凍土深度的时间演变、空间分布以及与气温的关系进行了分析。

结果表明：阿拉善盟最大冻土深度的空间分布特征为西深东浅、北深南浅，诺尔公地区最深，巴彦浩特地区最浅。

阿拉善盟各站11月至翌年3月平均气温呈上升趋势，最大冻土深度和平均气温呈负相关，大部分台站相关性显著，随着气温的升高冻土深度在变浅。

关键词：阿拉善盟;最大冻土深度;时空分布;温度;相关分析引言气象学中冻土是指含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下而呈冻结的状态，是表征当地气象状况和气候特点的气象要素之一，冻土深度以厘米（cm）为单位，在气候监测、农业生产、建筑规划与设计、环境监测、气候分析、科学研究和气象服务等方面发挥着重要作用。

阿拉善盟位于内蒙古自治区最西部，属内陆高平原地区，地势南高北低，沙漠戈壁相间，全盟总面积27万平方公里，属于中温带大陆性气候。

阿拉善盟是我国北方生态防护的重要屏障，也是气候变化的敏感区。

因此，对阿拉善盟的冻土变化规律作一个较为深入细致的分析，有重要研究意义。

一、资料与方法（一）资料来源本文采用阿拉善盟地区9个气象观测站1980～2019年观测资料（因迁站影响，其中乌斯太为2008～2019年、孪井滩为2002～2019年资料），选择各站日最大冻土深度、冬季11月至翌年3月平均气温资料。

此资料来源于阿拉善盟气象局CIMISS本地化应用系统，资料统计按照《地面气象资料实时统计处理业务规定（2017版）》。

（二）分析方法笔者利用气候统计方法，分析了最大冻土深度的月、年际特征及稳定性。

最大冻土深度的特征分析采用了趋势分析法，主要应用线性回归法对阿拉善盟地区的最大冻土深度进行线性趋势分析。

趋势分析法是把最大冻土深度看成是时间函数，趋势方程的一般形式为：y=axi+b，斜率a定义为气候倾向率，表征时间序列的变化趋势。

第42卷第4期2020年12月Vol.42，No.4Dec.，2020冰川冻土JOURNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY青藏高原风火山流域坡面尺度活动层土壤水热时空变化特征赵海鹏1，吕明侠1，王一博1，杨文静1，刘鑫1，白炜2（1.兰州大学资源环境学院，甘肃兰州730000；2.兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州730070）摘要：以风火山流域某阴坡坡顶、坡底和阳坡坡底活动层土壤水热及气象资料为基础，对青藏高原多年冻土区不同地形条件下的土壤水热时空变化特征进行了分析。

结果表明：在融化阶段，除表层5cm 外，阴坡坡底各深度土壤开始融化日期均比坡顶早，比阳坡坡底晚；阴坡坡脚各深度土壤含水量均大于坡顶和阳坡坡底。

在冻结阶段，开始冻结日期在阴坡坡底均比坡顶早，但比阳坡坡底晚；阴坡坡底各深度土壤含水量均高于坡顶相应土层的含水量，在20cm 、100cm 、160cm 深处高于阳坡相应土层的含水量，但在5cm 、50cm 深处，稳定冻结后两者的含水量差异较小。

在整个冻融过程中，阴坡坡底土壤温度对气温变化的响应弱于坡顶及阳坡坡底，但其土壤水分对降水的响应强于坡顶及阳坡坡底。

植被生长发育受水分和热量条件的制约，不同地形条件下水热时空变化差异将影响植被空间分布特征。

在未来气候变暖情况下，上坡位植被可能因为水分胁迫而退化，出现荒漠化现象，而下坡位由于受侧向流的影响，土壤水分对降水的响应强烈，植被不会发生显著退化；在不同坡向之间，同一坡位阳坡植被退化程度可能大于阴坡。

关键词：活动层；地形；植被；土壤温度；土壤水分；风火山中图分类号：P 642.14文献标志码：A文章编号：1000-0240（2020）04-1158-110引言青藏高原是世界上海拔最高的高原，平均海拔在4000m 以上，广泛发育着季节冻土和多年冻土，其中多年冻土面积约为106万平方公里，占青藏高原总面积的40%［1-2］。

锡林郭勒盟近58a冻土深度的时空分布特征赵晓英; 高荣【期刊名称】《《内蒙古气象》》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】5页(P25-28,33)【关键词】最大冻土深度; 时空分布; 温度; 锡林郭勒盟【作者】赵晓英; 高荣【作者单位】锡林浩特国家气候观象台内蒙古锡林浩特 026000; 通辽市气象局内蒙古通辽 028000【正文语种】中文【中图分类】P468.0+21引言气象学中冻土是指含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下而呈冻结的状态[1]。

冻土是一种对温度十分敏感且性质不稳定的土体，在全球变暖背景下，全球气候变化与冻土圈之间的相互作用受到广泛的关注。

随着全球气温的升高，内蒙古气温也出现了显著升高的趋势[2]，随之冻土的气候特征也会发生相应的变化。

国内外许多专家学者在研究冻土气候变化特征以及对相关行业的影响方面已做了大量的工作[3-9]。

从已有的文献看，有关内蒙古高原地区冻土研究甚少。

特别是最大冻土深度对天气、气候变化的响应研究尚处于起步阶段。

锡林郭勒盟位于我国北部边陲，地处115°13'～117°06'E、43°02'～44°52'N之间，东西长六百多公里，南北宽460km，总面积20.3万km2，草地面积占全盟总面积的97.2%。

属中温带半干旱、干旱大陆性季风气候。

寒冷、风沙大、少雨是其主要气候特点，且春季多风易干旱、夏季温凉雨不均、秋季凉爽霜雪早、冬季寒冷且漫长，是我国北方生态防护的重要屏障，也是气候变化的敏感区。

近几年连续出现春夏连旱，且冻土属于季节性冻土区，有学者指出冻土深度在一定程度上可以作为发生严重干旱的一个相关指数[10]。

因此，有必要对锡林郭勒盟的冻土做一个较为深入细致的分析，旨在寻求冻土变化的规律，以及影响冻土变化的因子。

文章主要以锡林郭勒盟近58a有完整记录的11个气象观测站的冻土资料为依据，分析其时空分布及其变化特征，并进一步分析了最大冻土深度与气温和地温之间的关系，为今后锡林郭勒盟开展与冻土有关的各类工程建设、矿产开采、农牧业生产、兴建铁路等合理利用气候资源提供科学依据，同时为冻土后期实行自动观测及预测、预报提供参考。

收稿日期：2020-04-26基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFC1502804）；新疆石河子市气象局管课题（sky201702）作者简介：贾超（1985-），男，河北蔚县人，工程师，主要从事综合性气象监测研究，（电话）131****5577（电子信箱）*****************；通信作者，向导（1985-），男，四川资阳人，高级工程师，主要从事综合性气象监测研究，（电话）150****1501（电子信箱）****************。

贾超，向导，郭凤娟，等.季节性冻土变化特征及对气候因子的响应［J ］.湖北农业科学，2021，60（2）：56-60．冻土是在气温下降到0℃或以下时的自然现象，是土壤性状的一个重要表现形态，季节性冻土深度随着气候环境变化而变化［1-3］；冻土是含冰的负温地质体，季节性冻土的冻融过程、冻结深度、冻结始期、解冻时间对土木工程建设、公路修建、桥涵和铁路设计、农业生产及水利工程建设等有着较大的影季节性冻土变化特征及对气候因子的响应贾超1，向导2，郭凤娟1，李红英2（1.新疆石河子莫索湾气象站，新疆石河子832000；2.石河子乌兰乌苏农业气象试验站，新疆石河子832000）摘要：利用新疆生产建设兵团第八师当地1962—2018年气候资料，分析冻土冻结始期、融通期、持续期和冻土最大深度变化趋势及和气候因子的关系。

结果表明，新疆农八师垦区季节性冻土稳定期在11月至翌年3月，最深冻土出现在2月中上旬；冻结始期倾向率为1.12d/10年，线性推后约6d ；融通期倾向率为-1.42d/10年，线性提前约8d ；持续期倾向率为-1.36cm/10年，线性缩短约8d ；冻土最大深度倾向率为-8.09cm/10年，线性变浅46cm 。

冻土最大深度变化与同期气温、降水、积雪深度显著相关，11月至翌年3月气温每升高1℃，冻土层变浅4.0cm 左右；降水量每增加10mm ，冻土层变浅约2.5cm ；1月积雪深度每增加1cm ，冻土层变浅约0.7cm 。

高考地理专题设计——冻土学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题冻土分季节冻土和多年冻土，多年冻土又分连续多年冻土、河谷多年冻土和岛状多年冻土，读我国某地区冻土分布图，完成下列各题。

1．下列关于图示地区冻土分布的叙述，正确的是A．连续多年冻土南界以北冻土连续分布B．岛状多年冻土南界以南为季节冻土区C．多年冻土南界与等温线走向完全一致D．年均温0℃以下地区皆为多年冻土区2．下列关于冻土对甲处自然环境影响的叙述，正确的是A．岩石化学风化强，风化壳厚 B．地面发射率增大，干旱严重C．地表水不易下渗，沼泽广布 D．植物根系生长慢，土壤贫瘠冻土指的是零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。

一般分为短时冻土、季节冻土和多年冻土。

地表覆盖的植被和积雪对冻土的影响非常显著，下面分别是长白山某地冻土冻结初期(图甲)、冻结中期(图乙)和解冻初期(图丙)有无植被覆盖样地的地温深度曲线示意图。

读图完成下列各题。

3．植被覆盖使该地( )A．冻土冻融期间的温差减小B．土壤表层的温度降低C．冻结中期降温最明显D．冻土冻结的深度变浅4．下列关于该地冻土与积雪的关系，说法正确的是( )A．积雪越厚越有利于土壤冻结B．积雪越薄越有利于冻土融化C．冻土的厚度与积雪多少无关D．冻土分布面积与积雪量无关5．该地冻土使当地植物因干旱而受伤害的季节是( )A．早春B．盛夏C．晚秋D．初冬冻土是指温度在0℃以下，并含有冰的各种土体和岩石。

冻土分为季节性冻土和多年冻土两类。

季节性冻土指冬季冻结，夏季全部融化的土层；多年冻土指冻结持续三年或三年以上的冻土。

图3是北半球南北方向多年冻土剖面图，读图回答7—9题。

6．与图中不连续多年冻土带最接近的纬度范围是A．40°N——50°N B．50°N——60°N C．60°N——70°N D．70°N——80°N7．亚欧大陆自西向东冻土带的分布南界具有纬度高—低—高的变化规律，其主导因素是A．海洋性气候强弱 B．东中西地形差异 C．土体颗粒的组成 D．植被种类与多少8．影响青藏高原地区冻土厚度的因素是A．海拔高度和纬度 B．纬度位置 C．降水形式及多少 D．海拔高度冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。

⾼考地理⼩专题——冻⼟（解析版）⾼考地理⼩专题——冻⼟典型例题⼀：阅读图⽂材料，完成下列要求。

多年冻⼟分为上下两层，上层为夏季融化，冬季冻结的活动层，下层为多年冻结层。

我国的多年冻⼟分布主要分布于东北⾼纬度地区和青藏⾼原海拔地区。

东北⾼纬地区多年冻⼟南界的年平均⽓温在-1°~1°，青藏⾼原多年冻⼟下界的年平均⽓温约为-3.5°~2°C。

由我国⾃⾏设计、建设的青藏铁路格（尔⽊）拉（萨）段成功穿越了约550千⽶的连续多年冻⼟区，是全球⽬前穿越⾼原、⾼寒及多年冻⼟地区的最长铁路。

多年冻⼟的活动层反复冻融及冬季不完全冻结，会危及⽰意青藏铁路格拉段及沿线年平均⽓温的分布，其中西的滩⾄安多为连续多年冻⼟分布区。

图b为青藏铁路路基两侧的热棒照⽚及其散热⼯作原理⽰意图。

热棒地上部分为冷凝段，地下部分为蒸发段，当冷凝段温度低于蒸发段温度时，蒸发段液态物质汽化上升，在冷凝段冷却成液态，回到蒸发段，循环反复。

（1）分析青藏⾼原形成多年冻⼟的年平均⽓温⽐东北⾼纬度地区低的原因。

（2）图a所⽰甲地⽐五道梁路基更不稳定，请说明原因。

（3）根据热棒的⼯作原理，判断热棒散热的⼯作季节（冬季或夏季）简述判断依据，分析热棒倾斜设置（图b）的原因。

参考答案：（1）青藏⾼原纬度低，海拔⾼，太阳辐射强；（东北⾼纬地区年平均⽓温低于—1℃～1℃，可以形成多年冻⼟。

）青藏⾼原⽓温年较差⼩，当年平均⽓温同为—1℃～1℃时，冬季⽓温⾼，冻结厚度薄，夏季全部融化，不能形成多年冻⼟。

（2）甲地年平均⽓温更接近0℃，受⽓温变化的影响，活动层更频繁地冻融，（冻结时体积膨胀，融化时体积收缩，）危害路基；甲地年平均⽓温⾼于五道梁，夏季活动层厚度较⼤，冬季有时不能完全冻结，影响路基稳定性。

（3）冬季。

依据：冬季⽓温低于地温，热棒蒸发段吸收冻⼟热量，（将液态物质汽化上升，与较冷的地上部分管壁接触，凝结，释放出潜热，）将冻⼟层中的热量传送⾄地上（⼤⽓）。

吉林省近52年冻土时空变化特征晏晓英;王冬妮;袁福香【摘要】利用吉林省1966-2017年45个地面气象观测站的冻土资料,分析了吉林省平均最大冻土深度、冻土的冻结日期、解冻日期、冻结日数及年际变化规律。

结果表明:近52年来,全省冻结日期呈略微推迟趋势,解冻日期明显提前,冻结日数相应缩短;全省历年平均最大冻土深度变化呈减小趋势,尤其是20世纪 80年代中后期以后,冻土深度变化最为显著,各地区变化趋势与全省相同,但西部地区变化幅度最大。

【期刊名称】《气象灾害防御》【年(卷),期】2018(025)004【总页数】5页(P44-48)【关键词】冻土;分布特征;变化趋势【作者】晏晓英;王冬妮;袁福香【作者单位】[1]吉林省气象科学研究所,长春130062;[1]吉林省气象科学研究所,长春130062;[1]吉林省气象科学研究所,长春130062;【正文语种】中文【中图分类】P4671 引言冻土是含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下呈冻结的一种现象，是岩石圈—土壤—大气圈系统在热质交换过程中形成的产物，自然界许多地理、地质因素参与这一过程，影响和决定冻土的形成和发展。

冻土一般可分为短时冻土、季节性冻土和多年冻土。

中国冻土分布十分广泛，季节性冻土和多年冻土影响的面积约占中国陆地总面积的70%[1]。

冻土对气候变化具有敏感性，气温变化是冻土的重要影响因素。

近几十年来，在全球变暖和人类活动影响的背景下，我国冻土环境发生了变化，主要表现为最大冻土深度减小，冻结日期推迟，融化日期提前，冻结持续期缩短，以及冻土下界上升的总体退化趋势，冻土的主要转型时期发生在20世纪80年代中期，90年代显著减小[2-4]。

吉林省位于东北地区中部，属于温带大陆性季风气候区，四季分明，冬季寒冷漫长，有形成季节性冻土的气候条件。

吉林省气温变化与全球气温变化基本一致，呈上升趋势，尤其是冬季气温升高最为明显[5]，冬季的天数呈减少趋势[6]。

第37卷第6期2023年12月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .6D e c .,2023收稿日期:2023-04-11资助项目:国家自然科学基金项目(51779099);河南省高校基本科研业务费专项(N S F R F 230631) 第一作者:薛华柱(1977 ),男,博士,副教授,主要从事地表参数定量反演研究㊂E -m a i l :x h z @h p u .e d u .c n 通信作者:董国涛(1982 ),男,博士,正高级工程师,主要从事水文水资源遥感研究㊂E -m a i l :d o n g g u o t a o @h k y .y r c c .go v .c n 河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征薛华柱1,金磊1,董国涛1,2,3,张浩杰1,李自闯1(1.河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作454000;2.黄河水利委员会黄河水利科学研究所,郑州450003;3.黑河水资源与生态保护研究中心,兰州730030)摘要:为探究河西走廊地区土壤冻融规律,基于E R A 5-L A N D 逐小时地表温度数据,通过划分不同冻融阶段并结合M a n n -K e n d a l l 趋势检验及线性回归法,分析河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征㊂结果表明:(1)春季过渡期发生天数呈现平原多山区少,总体年均发生天数为65天以上,完全融化期发生天数整体上为北部多于南部,在同一纬度上呈东部多于西部,且发生天数为200天以上的地区不断增加;秋季过渡期年均发生天数最少,为50天左右,完全冻结期发生天数随海拔升高而增加,其中春季过渡期发生天数的空间分布随时间变化较明显㊂(2)春季过渡期和完全融化期起始日期由北向南逐渐推迟,南北差异最大为90天以上,且不同时期完全融化期起始日期空间分布变化明显㊂秋季过渡期起始日期与前者相反,由北向南逐渐提前,不同时期空间分布无明显差异㊂绝大部分地区在12月份进入完全冻结期,高海拔山区在11月份进入完全冻结期㊂(3)研究区大部分地区春季过渡期起始日期滞后,完全融化期起始日期提前,故春季过渡期发生天数总体以0.2天/年的速率减少,而大部分地区秋季过渡期起始日期滞后,致使完全融化期发生天数以0.3天/年的速率增加㊂研究区北部完全冻结期发生天数呈增加趋势,而南部祁连山脉一带则呈现减少趋势,完全冻结期起始日期总体以0.03天/年的速率推迟㊂(4)山地㊁绿洲和荒漠地区近40年完全融化期发生天数分别以0.393,0.321,0.288天/年的速率增加,起始日期分别以0.134,0.188,0.206天/年的速率提前,完全冻结期发生天数分别以0.353,0.219,0.016天/年的速率减少,起始日期以0.06,0.10,0.01天/年的速率推迟㊂在全球变暖趋势下,年均气温每升高1ħ,完全融化期发生天数增加8.1天,起始日期提前4.53天,完全冻结期发生天数减少9.02天,起始日期推迟3.27天㊂研究结果可为土壤冻融对气候变化响应相关研究提供理论依据㊂关键词:土壤冻融状态;E R A 5-L A N D ;时空变化;河西走廊中图分类号:S 152 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)06-0065-09D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.06.009A n a l y s i s o f S p a t i o t e m po r a lV a r i a t i o n s o f F r e e z e -t h a wS t a t e o f S u r f a c e S o i l i nH e x i C o r r i d o r i nR e c e n t 40Y e a r sX U E H u a z h u 1,J I N L e i 1,D O N G G u o t a o 1,2,3,Z H A N G H a o j i e 1,L I Z i c h u a n g1(1.S c h o o l o f S u r v e y i n g a n dL a n dI n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g ,H e n a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ,J i a o z u o ,H e n a n 454000;2.Y e l l o w R i v e rC o n s e r v a n c y R e s e a r c hI n s t i t u t e ,Y e l l o w R i v e rC o n s e r v a n c yC o m m i s s i o n ,Z h e n g z h o u 450003;3.H e i h eW a t e rR e s o u r c e s a n dE c o l o gi c a lP r o t e c t i o nR e s e a r c hC e n t e r ,L a n z h o u 730030)A b s t r a c t :I no r d e rt oe x p l o r et h el a w o fs o i l f r e e z e -t h a wi n H e x iC o r r i d o r ,b a s e do nt h eh o u r l y su r f a c e t e m p e r a t u r e d a t ao fE R A 5-L A N D ,t h ec h a n g e so f s u r f a c es o i l f r e e z e -t h a ws t a t e i nt h e p a s t40y e a r sw e r e a n a l y z e db y d i v i d i n g d i f f e r e n t f r e e z e -t h a ws t a g e sa n dc o m b i n i n g M a n n -K e n d a l l t r e n dt e s ta n dl i n e a rr e g r e s s i o n m e t h o d .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t :(1)T h en u m b e ro f o c c u r r e n c ed a y s i nt h es p r i n g t r a n s i t i o n p e r i o dw e r e m o r e i n p l a i n s t h a n i nm o u n t a i n o u s a r e a s ,a n d t h e a v e r a g e a n n u a l o c c u r r e n c ed a y sw e r em o r e t h a n65d a ys .T h en u m b e r o f o c c u r r e n c e d a y s o f c o m p l e t em e l t i n gp e r i o dw a sm o r e i n t h e n o r t h t h a n i n t h e s o u t h ,m o r e i n t h e e a s t t h a n i n t h ew e s t a t t h e s a m e l a t i t u d e ,a n d t h e n u m b e r o f o c c u r r e n c e d a y s i nm o r e t h a n 200d a ysw a s i n c r e a s i n g .T h en u m b e ro fa v e r a g ea n n u a lo c c u r r e n c ed a ys i nt h ea u t u m nt r a n s i t i o n p e r i o d w a st h e l e a s t ,a b o u t50d a y s,a n d t h en u m b e ro f d a y so f c o m p l e t e f r e e z i n g i n c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s eo f a l t i t u d e,a m o n g w h i c h t h e s p a t i a l d i s t r i b u t i o no f t h e n u m b e r o f d a y s i n t h e s p r i n g t r a n s i t i o n p e r i o d c h a n g e d s i g n i f i c a n t l y w i t h t i m e.(2)T h es t a r td a t eo ft h es p r i n g t r a n s i t i o n p e r i o da n dt h ec o m p l e t e m e l t i n gp e r i o d w a s g r a d u a l l y p o s t p o n e d f r o mn o r t h t o s o u t h,a n d t h em a x i m u md i f f e r e n c e b e t w e e n t h e n o r t h a n d t h e s o u t hw a sm o r e t h a n 90d a y s,a n dt h es p a t i a ld i s t r i b u t i o no f t h es t a r td a t eo f t h ec o m p l e t e m e l t i n gp e r i o di nd i f f e r e n t p e r i o d s c h a n g e d s i g n i f i c a n t l y.T h e s t a r t d a t e o f t h e a u t u m n t r a n s i t i o n p e r i o dw a s t h e o p p o s i t eo f t h e f o r m e r,g r a d u a l l y a d v a n c i n g f r o mn o r t h t o s o u t h,a n d t h e r ew a s n oo b v i o u s d i f f e r e n c e i ns p a t i a l d i s t r i b u t i o nb e t w e e nd i f f e r e n t p e r i o d s.M o s ta r e a sw e r ec o m p l e t e l y f r o z e ni n D e c e m b e r,a n dh i g h-a l t i t u d e m o u n t a i n o u sa r e a sw e r ef u l l y f r o z e n i nN o v e m b e r.(3)T h e s t a r t d a t e o f t h e s p r i n g t r a n s i t i o n p e r i o dw a s l a g g i n g b e h i n d i nm o s t a r e a s o f t h e s t u d y a r e a,a n d t h e s t a r td a t eo f t h ec o m p l e t em e l t i n gp e r i o dw a sa d v a n c e d,s ot h en u m b e ro fd a y so f t h e s p r i n g t r a n s i t i o n p e r i o dd e c r e a s e d a t a r a t e o f0.2d/a,w h i l e t h e s t a r t d a t e o f t h e a u t u m n t r a n s i t i o n p e r i o d i n m o s t a r e a sw a s l a g g i n g,r e s u l t i n g i n t h e i n c r e a s e o f t h en u m b e r o f d a y s o f c o m p l e t em e l t i n gp e r i o d a t a r a t e o f0.3d/a.T h en u m b e r o f d a y s o f c o m p l e t e f r e e z i n gp e r i o d i n t h en o r t h e r n p a r t o f t h e s t u d y a r e a i n c r e a s e d, w h i l e t h e s o u t h e r nQ i l i a n M o u n t a i n s s h o w e d ad e c r e a s i n g t r e n d,a n d t h e s t a r t d a t eo f t h e c o m p l e t e f r e e z i n g p e r i o dw a s g e n e r a l l y d e l a y e d a t a r a t e o f0.03d/a.(4)T h e n u m b e r o f d a y so f c o m p l e t em e l t i n g i n m o u n t a i n o u s a r e a s,o a s e s a n dd e s e r t a r e a s i n t h e p a s t40y e a r s i n c r e a s e da t t h e r a t e so f0.393,0.321a n d0.288d/a,t h e s t a r t d a t ew a sa d v a n c e db y0.134,0.188a n d0.206d/a,t h en u m b e ro fd a y so fc o m p l e t ef r e e z i n gp e r i o dd e c r e a s e db y0.353,0.219,a n d0.016d/a,r e s p e c t i v e l y,a n d t h e s t a r t d a t ew a sd e l a y e da t t h e r a t eo f0.06,0.1,0.01d/a.U n d e r t h e t r e n d o f g l o b a lw a r m i n g,f o r e v e r y1ʎC i n c r e a s e i n a n n u a l a v e r a g e t e m p e r a t u r e,t h e n u m b e r o f d a y s o f c o m p l e t em e l t i n g i n c r e a s e db y8.1d a y s,t h es t a r td a t ew a sa d v a n c e db y4.53d a y s,t h e n u m b e r o f d a y s o f c o m p l e t e f r e e z i n gp e r i o dd e c r e a s e db y9.02d a y s,a n d t h e s t a r td a t ew a sd e l a y e db y3.27 d a y s.T h e r e s u l t s c a n p r o v i d e a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r t h e s t u d y o f s o i l f r e e z e-t h a wr e s p o n s e t o c l i m a t e c h a n g e. K e y w o r d s:s o i l f r e e z e-t h a ws t a t e;E R A5-L A N D;s p a t i o t e m p o r a l v a r i a t i o n s;H e x i C o r r i d o r土壤冻融循环是指热量的季节或昼夜变化所引起土壤表层出现冻结解冻交替的过程,直接影响地表土壤水分的变化,从而改变土壤的热状况㊁结构和性质[1]㊂土壤冻融循环受气候变化㊁地形地貌以及植被覆盖等多种因素的共同影响,主要发生在高海拔或高纬度的冰冻圈㊂近年来,受气候变暖影响,冻土层的地表分布和活动层厚度发生显著变化[2]㊂目前为止,存在于北半球的多年冻土区约有2100万k m2,而多年冻土实际面积约为1400万k m2,中国作为世界冻土大区,多年冻土占国土面积的21.5%,季节冻土占53.5%[3]㊂位于中国西北部的河西走廊,存在着大面积的季节性冻土,冻结期具有不透水的特性,因此,在冻融交替变化的过程中影响融雪水下渗,进而改变土壤水热平衡状态,且对陆地生态系统㊁水文过程及碳循环㊁气候系统等也具有深刻影响[4]㊂传统土壤冻融循环研究主要利用站点监测和数值模拟等方法㊂苏玥等[5]利用22个气象观测站数据,结合M a n n-K e n d a l l法㊁多元线性回归等方法,分析内蒙古1981 2018年最大冻土时空分布特征及年际变化;张昊琛等[6]利用内蒙古45个气象站点近40年日均地表温度数据㊁全球陆面再分析产品数据及N D V I数据,研究内蒙古地表冻融指数的时空分布特征;张戈等[7]利用玛曲2017 2018年土壤温度/湿度观测资料并结合陆面模式C L M5.0模拟资料,探讨冻融过程中地表水热交换特征;蔡林彤等[8]利用实测站点数据结合G L D A S-N O-A H陆面模式数据分析青藏高原中部冻结强度变化及其与气温的关系㊂然而基于气象站点观测数据进行研究,其研究结果受站点数量及分布的影响较大,而且有一定的区域局限性,不能应用于大面积区域,数值模拟的方法虽然可以较好地反映土壤冻融的空间分布特征,但其容易受大气压迫场及模式冻融参数的影响,模拟结果仍存在一定的偏差[9]㊂遥感技术相较于站点监测具有更大的优势,使连续监测成为可能,且可以突破区域尺度局限性,沈麒凯等[10]利用F o u r i e r非线性模型对MO D I S㊁AM S R-E㊁AM S R-2等遥感数据进行融合,研究青藏高原2002 2020年近地表土壤日冻融循环时空变化;蒋雨芹等[11]利用玛曲观测场地基微波辐射计观测数据㊁浅层土壤温度和近地面气温数据,通过构建不同土壤冻结因子评估黄河源区草原下垫面土壤冻融过程;邵婉婉[12]利用被动微波遥感数据,研究北半球1979 2015年逐日地表土壤冻融状态,但遥感数据66水土保持学报第37卷受限于空间分辨率及混合像元等因素影响,研究结果仍存在一定的不确定性[13]㊂大气再分析数据产品同化大量卫星资料以及地面和高空等常规观测资料,与传统实测数据相比,具有时间序列长㊁覆盖面广㊁分辨率高㊁不受地形地貌条件限制等特点[14]㊂目前,已知的再分析数据集中E R A5-L A N D的地表温度数据与实地观测数据更接近,且支持与水资源㊁土地和环境管理相关的各种应用[15]㊂岳书平等[1]利用E R A5-L A N D地表温度数据研究中国东北地区土壤冻融状态时空变化特征;L i 等[16]利用E R A5-L A N D数据集定量分析1950 2020年中国无霜期和霜冻天数时空变化趋势㊂河西走廊是中国重要的商品粮基地,也是气候变化的敏感区和生态的脆弱区㊂研究河西走廊地区土壤冻融规律对粮食的影响具有重要意义㊂目前河西走廊地区土壤冻融的研究相对较少,因此,拟利用1981 2020年E R A5-L A N D土壤温度数据来研究河西走廊近地表冻融状态及时空变化特征㊂1材料与方法1.1研究区概况河西走廊(37ʎ15' 41ʎ30'N,92ʎ21' 104ʎ45'E)位于中国甘肃省西北部祁连山和北山之间,东起乌鞘岭,西至玉门关,南以祁连山为界,北与内蒙古毗邻[17],除山区和小部分绿洲外,广大区域为荒漠戈壁(图1),属干旱大陆性气候,年均降水量约200m m,南部祁连山地区有许多雪峰和冰川,是三大水系发源地,自西向东依次为是疏勒河㊁黑河和石羊河流域㊂疏勒河流域位于走廊的西段,发源于祁连山脉西段托来南山与疏勒南山之间,流域面积10.18万k m2;黑河流域位于走廊中段,发源于祁连山中部腹地,流域面积约14.29万k m2,是我国西北地区第二大内陆河流域;石羊河流域位于走廊东段,发源于祁连山北麓的冷龙岭,流域面积4.16万k m2,主要支流有大景河㊁古浪河㊁黄羊河等㊂近些年,河西走廊平均气温呈明显上升趋势,年均降水量较少,是气候变化的敏感区,也是我国西北地区最主要的经济作物集中产区,有 西北粮仓 之称㊂图1研究区概况1.2数据来源及预处理所用的地表0 7c m土层土壤温度数据(时间分辨率1h,空间分辨率0.1ʎ)及月平均2m气温数据(空间分辨率0.1ʎ)来自于欧洲中期天气预报中心(E C WM F)提供的E R A5-L A N D再分析数据集[18],该数据集是通过E C-WM F第五代再分析产品E R A5近地表大气场驱动的单一模拟生成的㊂再分析数据是将模型数据与来自世界各地的观测数据结合起来,利用物理学定律形成1个全球完整的㊁一致的数据集㊂Z h a o等[19]使用祁连山地区17个气象站实测地表气温数据与E R A5-L A N D再分析产品进行对比,验证E R A5-L A N D数据可以很好地再现地表气温的变化趋势㊂为检验再分析数据集地表土壤温度在河西走廊地区适用性,利用国家青藏高原科学数据中心提供的地面观测数据[20],选择3个典型气象站点(大沙龙站㊁荒漠站㊁黑河遥感站)的地表4c m土层土壤温度数据与再分析数据进行比较,站点位置见图2,对比结果见图3,E R A5-L A N D数据与站点实测数据在不同地区均表现出很好的相关性,相关系数分别为0.95,0.99, 0.96㊂土地覆盖类型数据是来自中分辨率成像光谱仪(M O D I S)土地覆盖产品M C D12Q1,空间分辨率为500m,高程数据来源于A S T G T M数据集,空间分辨率为30m㊂利用MA T L A B逐像元读取并裁剪统计得到研究区地表0 7c m逐日最高温和最低温,以10年为间隔将上述统计数据划分为4个时期,即1981 1990年逐日最高温㊁1981 1990年逐日最低温㊁1991 2000年逐日最高温㊁1991 2000年逐日最低温,以此类推,最后统计站点数据的逐日最高温㊁最低温和年平均气温㊂图2河西走廊2020年土地覆盖类型数据1.3研究方法1.3.1 M a n n-K e n d a l l(M-K)趋势检验 M a n n-K e n-d a l l(M-K)是1种非参数检验法,常用于分析降雨㊁径流㊁气温等要素的时间序列变化趋势,不需要样本服从特定的分布,而且不容易受到数据中存在的异常值干扰[21]㊂假定气候变化是稳定的,时间序列相互独立,且保持相同连续分布㊂对于具有n个样本量的时间序列(x1,x2, ,x i)76第6期薛华柱等:河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征S =ðn -1k =1ðnj =k +1S g n (x j -x k )k ʂj 且k ,j ɤn (1)S gn (x j -x k )=+1 (x j -x k )>00 (x j -x k )=0-1 (x j -x k )<0ìîíïïïï(2)S 为正态分布,其均值为0,方差为:v a r (S )=n (n -1)(2n +5)/18(3)当为长时间序列时,即n >10时,标准的正态统计变量用计算式:Z =S -1 V a r (S ) S >00 S =0S +1Va r (S ) S <0ìîíïïïïïï(4)当检验统计量Z >0表示序列呈增加趋势,Z <0表示呈减少趋势;当Z 的绝对值>1.96或>2.58时,表明趋势达到0.05或0.01显著性水平㊂图3 站点和E R A 5-L A N D 地表土壤温度数据对比1.3.2 研究区土壤冻融阶段划分 目前,界定土壤冻融状况主要通过阈值法进行判断[22]㊂根据不同研究情况,所选的阈值也不同,大多数研究均以0ħ作为判断冻融状态的阈值,但也有一部分学者把地表温度连续几天低于0ħ作为判断冻融状态的标准[23]㊂根据已有的研究[22-23]并结合研究区情况,选择0ħ作为判断土壤冻融状态的阈值㊂关于土壤冻融阶段的划分,葛俊等[24]利用平均日变化法,以13天为滑动型 时间窗口对数据进行处理,并以0ħ为阈值将1年冻土划分为完全融化㊁完全冻结㊁融化过程和冻结过程4个阶段;焦永亮等[25]根据浅层土壤的日最高温和日最低温将浅层土壤划分为土壤完全融化㊁土壤日冻融发生及土壤完全冻结3个阶段;林笠等[26]将数据进行7天滑动平均处理,并以连续5天日最低温和日最高温与0ħ比较,将冻融阶段划分为完全冻结期㊁无冻结期㊁秋冬始冻期及冬春解冻期㊂拟将地表土壤温度数据进行5天滑动平均处理,以0ħ为阈值将日最高温低于0ħ的第1天至最后1天归为完全冻结期;最低温度高于0ħ的第1天至最后1天归为完全融化期;最高温度高于0ħ且最低温度低于0ħ的时期归为冻融过渡期,并以8月份第1天为界限,冻融过渡期发生在此之前为春季过渡期,在此之后则为秋季过渡期㊂在发生冻融交替后仍然会出现完全冻结情况,考虑到地表对气候变化非常敏感,本文将第1次出现冻融交替的日期作为冻融过渡期的开始㊂为方便数据统计,将1月1日至12月31日按照时间顺序进行编号,1月1日为1年的开始,作为第1天,以此类推㊂根据确定的冻融阈值和划分的冻融阶段,将数据每10年取1次平均,分别统计各冻融阶段的发生天数和起始日期,对比其不同时期的空间分布,并对1981 2020年各冻融状态进行逐年统计,利用M K 趋势检验法分析河西走廊近40年地表不同冻融状态的变化趋势㊂2 结果与分析2.1 不同土壤冻融状态发生天数的空间差异图4为河西走廊近40年不同冻融状态发生天数分布图㊂1981 1990年的冻融变化情况与之后30年情况类似,河西走廊近地表土壤秋季过渡期发生天数最少,年均发生天数为50天;春季过渡期和完全冻结期基本相同,年均发生天数普遍为65天以上;完全融化期发生天数最多,年均发生天数为170天以上㊂由图4a 可知,河西走廊西部春季过渡期发生天数多于东部,并且呈现从东南向西北逐渐增加趋势,发生天数较少的区域位于石羊河流域上游的乌鞘岭 冷龙岭一带;发生天数较多的区域位于黑河流域和疏勒河流域下游的低海拔平原区,发生天数均为85天以上,且从整体上来看,研究区范围内大部分地区春季过渡期发生天数均为70天以上㊂通过对比4期数据发现,不同区域春季过渡期发生天数有明显变化,研究区东北部低海拔区域发生天数呈明显减少趋势,乌鞘岭 冷龙岭区域发生天数呈增加趋势㊂由图4b 可知,近地表土壤完全融化期发生天数的空间分布具有明显的纬度地带性和垂直地带性,整体上呈现由南向北逐渐增加趋势,北部各流域下游的绿洲及荒漠区发86水土保持学报 第37卷生天数普遍为160天以上㊂受海拔影响较大,祁连山脉一带的高海拔地区完全融化期发生天数最少,随着海拔下降,发生天数逐渐增加,各流域下游低海拔平原区域的发生天数最多,尤其是荒漠区,土壤水分含量低,地表温度较高,完全融化期普遍在210天以上㊂由4期数据对比发现,低海拔平原区域完全融化期发生天数呈增加趋势,各流域上游发生天数无明显变化㊂由图4c可知,秋季过渡期发生天数在空间分布上较均匀,石羊河流域上游的冷龙岭一带发生天数最少,疏勒河流域上游祁连山脉一带发生天数最多,研究区的大部分区域秋季过渡期发生天数为40~70天,主要分布在各流域下游的绿洲及荒漠区㊂通过对比4期数据,秋季过渡期发生天数为70天以上的区域逐渐减少,研究区内秋季过渡期发生天数的总体变化较小㊂由图4d可知,完全冻结期的发生天数受海拔影响较大,由北向南,随着海拔升高完全冻结期的发生天数逐渐增加,在祁连山脉高海拔区域,完全冻结期发生天数为200天以上,而研究区北部的荒漠区完全冻结期的发生天数普遍在50天以内㊂对比4期数据发现,完全冻结期在空间分布上无明显变化,只有发生天数为200天以上的区域范围呈减少趋势,是由于受近些年全球气温上升的影响㊂图4河西走廊不同冻融状态发生天数的分布2.2不同土壤冻融状态起始日期的空间差异图5为河西走廊近40年不同冻融状态起始日期的分布图㊂1981-1990年的冻融变化情况与之后30年情况类似,由图5a可知,近地表土壤春季过渡期起始日期受海拔和纬度的影响较大,由北向南随着海拔升高冻融的起始日期逐渐推迟,研究区北部各流域下游荒漠区在1月份开始冻融交替,绿洲区3月份出现冻融交替,研究区南部的高海拔地区开始冻融日期最晚,如祁连山一带高海拔山区在5月份才开始出现冻融交替㊂对比4期不同时期的数据发现,春季过渡期起始日期在90天以后的区域逐渐减少,平原地区无明显变化㊂由图5b可知,完全融化期起始日期也明显受到海拔高度的影响,研究区的大部分区域在3 4月开始进入完全融化期,主要是位于研究区北部和东部的绿洲及荒漠区,而研究区南部祁连山一带,5月中旬之后才进入完全融化期,位于疏勒河上游的高海拔地区进入完全融化期的时间最晚㊂在同一纬度上,研究区东部的平原地区比西部的山区更早进入完全融化期㊂对比4期不同时期数据可知,研究区北部进入完全融化期的日期不断提前,4月份之后进入完全融化期的区域逐渐减少,研究区南部祁连山96第6期薛华柱等:河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征附近高海拔山区开始完全融化期的起始日期无明显变化㊂由图5c 可知,近地表土壤秋季过渡期的起始日期空间差异相对比较明显,研究区北部各流域下游的低海拔荒漠区10月中旬开始进入秋季过渡期,祁连山高海拔山区9月份之前开始秋季过渡期,绿洲区开始秋季过渡期的时间最晚,在11月份才进入秋季过渡期㊂由4期不同时期的数据可知,祁连山高海拔地区进入秋季过渡期的时间不断推迟,8月份进入秋季过渡期的区域不断减少,研究区北部起始日期在10月和11月呈现出交替转换趋势㊂由图5d 可知,研究区大部分区域在12月份上旬进入完全冻结期,而南部祁连山一带则在11初开始完全冻结期,不同时期结果对比发现,完全冻结期起始日期在1981 2000年有较明显波动,大部分地区出现推迟的情况,主要是受到气候变化的影响㊂高振荣等[27]研究指出,河西走廊地区最高气温在1991年和1999年出现波动,呈明显增高趋势㊂图5 河西走廊不同冻融状态起始日期的分布2.3 不同土壤冻融状态发生天数和起始日期的变化趋势通过统计得到研究区近40年不同冻融状态逐年发生的天数和起始日期,利用M K 趋势分析及线性回归法研究不同冻融状态发生天数和起始日期的变化特征(图6)㊂由图6a ㊁图6i 可知,河西走廊北部的荒漠区,春季过渡期的发生天数呈显著减少趋势,变化速率均为-0.2天/年以上,而位于研究区南部的高海拔山区则呈增加趋势㊂由图6e ㊁图6m 可知,北部荒漠区春季过渡期的起始日期较明显推迟,部分地区推迟速率可达0.5天/年以上,而春季过渡期结束日期提前,春季过渡期发生天数呈减少趋势㊂由图6b ㊁图6j 可知,河西走廊全域1981 2020年完全融化期发生天数均呈现增加趋势,置信水平在90%以上,年均变化速率为0.3天/年以上㊂由图6f ㊁图6n 可知,只有小部分区域的完全融化期呈现推迟情况,主要集中在研究区北部的高海拔山区,其他地区完全融化期均有明显的提前趋势,变化速率为0.2天/年以上,与全球的气候变化密切相关㊂从秋季过渡期发生天数来看(图6c ),位于石羊河流域中下游的武威市㊁金昌市,疏勒河流域上游的祁连山一带以及下游的敦煌市,秋季过渡期发生天数呈较明显的减少趋势;沿祁连山脉自乌鞘岭至酒泉市以及黑河流域下游的荒漠区秋季过渡期的发生天数明显增加㊂由图6g 可知,除研究区东部和中部的小部分地区秋季过渡期的起07水土保持学报 第37卷始日期呈提前趋势外,其他地区秋季过渡期的起始日期均明显推迟㊂由图6d㊁图6l可知,研究区北部部分地区完全冻结期的发生天数有增加趋势,平均变化速率为0.05天/年,其余地区尤其是研究区南部乌鞘岭至酒泉市一带,完全冻结期发生天数明显减少㊂由图6h㊁图6p可知,研究区内绝大部分地区完全冻结期的起始日期呈现出推迟趋势,只有位于西部的敦煌市㊁东部武威市和金昌市以及中部的部分地区明显提前㊂图61981-2020年河西走廊不同冻融状态发生天数和起始日期变化趋势及速率的分布3讨论3.1不同区域土壤冻融发生天数及起始日期变化趋势河西走廊地形复杂,除山区和小部分绿洲外,广大区域为荒漠戈壁,为探究各区域冻融变化特征,将3个主要区域进行空间平均,得到山地㊁绿洲及荒漠区冻融发生天数及起始日期的变化趋势(图7)㊂山地㊁绿洲及荒漠区融化期发生天数均呈显著增加趋势,增加速率分别为0.393,0.321,0.288天/年㊂冻结期发生天数呈减少趋势,山地区域减少趋势最为明显,减少速率为0.355天/年,绿洲次之,减少速率为0.219天/年,荒漠区最缓,为0.016天/年㊂从融化期起始日期来看,山地㊁绿洲及荒漠区均呈现提前趋势,变化速率分别为0.134,0.188, 0.206天/年,冻结期则均呈推迟趋势,变化速率分别为0.06,0.10,0.01天/年㊂研究区冻融状态整体上呈现冻结期推迟㊁持续时间减少趋势,而融化期则呈现起始日期提前㊁持续时间增加趋势㊂受到全球气候变暖影响,且由于地表覆盖以及地形地势的变化,冻融状态在空间上的分布也呈现出一定的差异性㊂3.2气温变化趋势及其对冻融的影响近年来,由于全球变暖日益加剧,冻土面积不断减少,冻土退化导致水资源流失,地下水位下降,而土壤冻融交替影响地下水运移规律及土壤结构,进而影响植被生长状况,对生态平衡造成威胁㊂为探究河西走廊地区气候变化对土壤冻融的影响,对其年最高气温㊁年最低气温及年平均气温进行统计(图8),年最高气温㊁年最低气温及年平均气温均呈显著增加趋势,增加速率分别为0.042,0.023,0.032ħ/年,其中年最高气温增加速率最为显著㊂有研究[28]表明,浅层土壤温度对气温变化响应最大,气温变化直接影响土壤冻融㊂本文利用线性回归方法研究年平均气温变化对土壤冻融的影响(图9),随气温升高,融化期发生天数呈显著增加趋势,冻结期发生天数呈显著减少趋势,年平均气温每升高1ħ,融化期发生天数增加8.1天,冻结期发生天数减少9.02天,而冻融起始日期的变化趋17第6期薛华柱等:河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征27水土保持学报第37卷势则恰好相反,年平均气温每升高1ħ,融化期起始日期提前4.53天,冻结期起始日期推迟3.27天㊂图7河西走廊1981-2020年不同地区冻融发生天数及起始日期变化趋势图8河西走廊1981-2020年气温变化趋势图9河西走廊冻融状态与年均气温的相关性4结论(1)河西走廊土壤冻融春季过渡期发生天数呈现平原多于山区,完全融化期发生天数北部多于南部,同一纬度东部多于西部,秋季过渡期年均发生天数最少,且西部多于东部,完全冻结期发生天数由西北向东南逐渐增加㊂总体上春季过渡期发生天数不断减少,完全融化期不断增加,秋季过渡期和完全冻结期变化相对较小㊂(2)春季过渡期和完全融化期起始日期由北向南随海拔升高而推迟,秋季过渡期和完全冻结期则与之相反㊂受气候变化影响,完全冻结期起始日期在1981 2000年有较明显波动,大部分地区出现推迟现象㊂(3)大部分地区春季过渡期起始日期滞后,完全融化期起始日期提前,故春季过渡期发生天数总体以0.2天/年的速率减少,而大部分地区秋季过渡期起始日期滞后,致使完全融化期发生天数总体以0.3天/年的速率增加㊂研究区北部地区完全冻结期发生天数呈增加趋势,而南部祁连山脉一带则呈现减少趋势,完全冻结期起始日期总体以0.03天/年的速率推迟㊂(4)研究区冻融发生天数变化趋势总体一致,局部存在一定差异,变化速率为山区>绿洲>荒漠㊂完全融化期起始日期变化速率为荒漠>绿洲>山区,完全冻结期起始日期变化速率为绿洲>山区>荒漠㊂气候变化影响土壤冻融,年均气温每升高1ħ,完全融化期天数增加8.1天,起始日期提前4.53天,完全冻结期天数减少9.02天,起始日期推迟3.27天㊂参考文献:[1]岳书平,闫业超,张树文,等.基于E R A5-L A N D的中国东北地区近地表土壤冻融状态时空变化特征[J].地理学报,2021,76(11):2765-2779.[2]杨建平,杨岁桥,李曼,等.中国冻土对气候变化的脆弱性[J].冰川冻土,2013,35(6):1436-1445.[3]边晴云,吕世华,陈世强,等.黄河源区降雪对不同冻融阶段土壤温湿变化的影响[J].高原气象,2016,35(3):621-632.[4] Z h a oTJ,S h i JC,H uT X,e t a l.E s t i m a t i o no f h i g h-r e s o l u t i o nn e a r-s u r f a c e f r e e z e/t h a ws t a t e b y t h e i n t e g r a-t i o no fm i c r o w a v ea n dt h e r m a l i n f r a r e dr e m o t es e n s i n gd a t ao n t he T i b e t a n P l a t e a u[J].E a r t h a n d S p a c eS c i e n c e,2017,4(8):472-484.[5]苏玥,张存厚,阿木尔萨那,等.1981 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