冻融过程中的土壤温度和水分条件的变化，显著影响季节冻土的土壤呼吸动态，同时土壤呼吸释放的二氧化碳通过加剧温室效应影响气候，从而改变降水、蒸散过程等关键水文循环环节。因此，量化季节冻土的冻融过程与土壤呼吸之间的关系，对预测区域气候和水文循环的动态平衡十分关键。以澜沧江上游类乌齐县的季节冻土为研究对象，基于土壤呼吸和冻融过程连续原位测量数据，建立不同冻融阶段的土壤呼吸单因子模型，分析冻融过程中土壤温度和含水量对土壤呼吸的影响。结果表明，昼夜尺度和单次冻融过程的土壤呼吸通量均呈单峰变化，完全融化阶段的土壤呼吸贡献率约为94%；当土壤含水量大于0.09m3·m-3时，土壤温度对冻融过程中的土壤呼吸影响最为显著；回归拟合中土壤呼吸与土壤温度的指数模型表现最佳，土壤呼吸的温度敏感性指标Q10在融化阶段最高（43.21±4.72），完全融化阶段最低（2.71±0.17），总体随土壤含水量降低和土壤温度升高而减小。研究结果可为青藏高原暖湿化背景下的季节冻土区土壤碳排放的相关研究提供参考。

【目的】干涉合成孔径雷达测量(InSAR)技术近年来被广泛用于反演活动层厚度（ALT），然而现有研究较少考虑冻融对地表形变和土壤孔隙水热变化的影响，因此，本文构建了考虑土壤水热变化的ALT反演模型。【方法】使用InSAR技术和CNNBiLSTM-AM模型得到地表参数，顾及冻融驱动下活动层的变形和土壤孔隙及水分的变化构建了活动层厚度反演模型。首先，通过SBAS-InSAR技术提取研究区垂直向地表形变。然后，构建CNN-BiLSTM-AM模型，使用卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）对多源遥感数据特征提取，采用双向长短期记忆网络（Bi-directional Long Short-term Memory,BiLSTM）对提取特征进行预测，添加多头自注意力层（Attention Mechanism, AM）提高模型对关键信息的提取，得到多特征约束下的土壤含水量预测值。最后，以垂直向地表形变作为表征活动层的主要参数，构建基于土壤孔隙比和土壤含水量的活动层厚度反演模型，得到兰新高铁冻土区活动层厚度的时空分布。【结果】模型估计值与俄博岭实测数据验证的...

多年冻土区活动层是地表水和地下水相互转化中十分重要的交换通道，活动层土壤含水量是多年冻土区水文循环中重要的组成部分，其动态变化与寒区生态环境密切相关。在气候变化背景下，深入了解活动层土壤含水量的动态变化特征具有重要意义。本文利用ELM(Extreme Learning Machine)模型对青藏高原腹地不同海拔高度多年冻土区土壤含水量进行模拟分析，结果表明：与BP神经网络模型相比，二输入变量ELM模型的模拟精度更高；ELM模型模拟后1天土壤含水量的NSE值在0.69～0.87之间，其中坡下20 cm深度处模拟NSE取得最大值（0.87），并且模拟精度随着推后时间的增加有所提升，模拟后3天和后7天的NSE值分别在0.76～0.92和0.75～0.93之间；坡下各深度含水量的模拟效果优于坡上。在此基础上，通过设置不同的气候变化情景，研究土壤含水量在气候变化背景下的动态变化规律及响应特征。研究发现，升温导致冻结初期以及融化初期不同深度的土壤含水量均出现增大的趋势，在完全冻结期和完全融化期变化不明显。且随着气温增幅的加大，冻结初期以及融化初期的土壤含水量变化也逐渐增大，深层土壤含水量较浅层土壤...

探究多年冻土区白桦次生林蒸腾特征对影响因子的响应，为准确评估该地区森林生态系统水文效应提供科学参考。运用热扩散式探针法，从2021年5—9月对多年冻土区的白桦树干液流进行监测，并同步观测影响因子变化情况。结果表明：整个观测期，白桦次生林蒸腾表现出明显的小时、日、月变化。(1)白桦次生林小时蒸腾特征表现为优势木>中等木>被压木，蒸腾动态在晴天呈单峰曲线，在雨天呈双峰曲线。日尺度上，白桦次生林蒸腾平均值为1.47 mm/d,且最大值出现在7月。在整个观测期，林分蒸腾表现出明显的月变化，即7月>6月>8月>9月>5月，分别为65.08,62.43,54.27,22.92,19.84 mm;(2)林分累计蒸腾量共计224.54 mm,占同期降雨量的32.41%,其中优势木为林分蒸腾的主要贡献者，占林分总蒸腾量的62.64%;(3)在小时尺度上，林分蒸腾量主要受大气温度和饱和水汽压差所影响；日尺度上，林分蒸腾与潜在蒸散、空气温度、太阳辐射、饱和水汽压差、叶面积指数以及土壤温度极显著正相关(p<0.01);与空气相对湿度极显著负相关(p<0.01);...

活动层含水量是表征多年冻土区气候、水文和生态过程的关键参数。长期以来，由于受多年冻土区活动层水分实测样点数量稀少的限制，各类基于遥感反演、模式模拟乃至数据融合和同化等手段生产的土壤水分空间数据均存在着较大的误差。2020年10—11月在青藏高原腹地（沱沱河源区）测定了1 072组活动层土壤含水量数据并进行分析，探讨了该时段该区域活动层土壤水分的空间差异，并与全球陆面数据同化系统数据产品（GLDAS-Noah）和欧洲中期天气预报中心发布的第五代再分析资料（ERA5-Land）进行了对比分析。结果表明，在该区域平均厚度为2.72m的活动层内，土壤质量含水量（总含水量）约为14.0%，活动层土壤含水量与植被发育情况存在正相关关系。除高寒沼泽草甸类型外，高寒草甸与高寒草原类型的活动层含水量随深度的增加呈现出先减小后增大的变化趋势。不同坡位类型的活动层含水量呈上坡位>下坡位>中坡位>平坡位，阳坡水分高于阴坡且两者活动层剖面水分变化相似。多年冻土区浅表层0～350cm深度范围内的土壤含水量大于区内融区同深度的土壤含水量，两者土壤剖面水分分布均呈现出先增大后减小再增大的特征。该区域...

大兴安岭北部是我国唯一的中高纬度多年冻土区，其水热特征分析对陆气能量交换、生态系统和气候变化等研究有重要意义。基于2011—2020年期间对大兴安岭森林生态站附近的湿地多年冻土开展的气温和0～2m地温和土壤含水量数据，对大兴安岭湿地多年冻土活动层的水热特征进行了分析。结果表明：湿地多年冻土活动层内地温的变幅随深度减小，且具有滞后性。融化期地表温度高于深层地温，冻结期相反。2012年、2013年、2019年和2020年的平均融化速率分别为0.49、0.61、0.47和0.56cm·d-1，向上平均冻结速率分别为1.34、2.12、2.58和1.65cm·d-1。向下平均冻结速率分别为1.69、1.02、3.32和1.00cm·d-1，最大融化深度分别为78.73、85.65、66.22和74.94cm。2012年5月—2013年5月期间，土壤未冻水含量随地温变化的拟合关系较好，相关系数大于0.90，且深层拟合效果优于表层。融化期土壤水分变化幅度大，与地温的相关性差，随深度增加相关性减弱。湿地充足的水分为多年冻土的双向冻结提...

揭全球气候变化导致丹麦格陵兰岛形成了旱地和间歇淹水的土壤景观,采用稳定性同位素核酸探针技术和高通量测序16S r RNA及pmoA基因的分析方法,开展了格陵兰岛旱地和间歇淹水土壤微宇宙培养试验,探究不同水分条件下冻土的甲烷氧化潜力及活性好氧甲烷氧化菌群落演替规律。结果表明:与旱地土壤相比,淹水土壤氧化高浓度甲烷的速率呈现降低趋势,分别为12.38和12.17μg/（g·d）,但后者对甲烷碳同化利用效率显著高于前者,土壤13C-有机碳原子百分比从自然丰度1.08%,分别增加至1.64%和1.99%。超高速密度梯度离心分析13C-DNA发现甲烷氧化菌群落发生演替,旱地土壤中Crenothrix甲烷氧化菌16S rRNA基因丰度仅为0.04%,而在间歇淹水土壤中为23.78%,增幅高达557倍;类型Ⅱ甲烷氧化菌Methylosinus则从33.76%增至44.38%。然而,类型Ⅰ甲烷氧化菌Methylocaldum的丰度明显降低,从旱地土壤10.15%显著降低为间歇淹水0.14%;进一步通过pmo A基因高通量测序分析,也得到了类似的结果,特别是类...

在全球气候变暖背景下,青藏高原多年冻土发生着不同程度的退化,从而对区域气候、水文和生态过程产生了显著影响。文章在青藏高原多年冻土区长期观测资料的基础上,结合再分析资料,分析了近10年来多年冻土区气温和降水的变化特征,并对活动层厚度、地温和土壤含水量的变化趋势进行了研究。结果表明,近10年来青藏高原不同站点多年冻土发生了显著的变化,活动层厚度增加,地温升高以及活动层底部土壤含水量增加。从区域尺度来看,1980—2018年多年冻土区降水和土壤含水量呈现显著增加趋势。这些变化可能是导致青藏高原多年冻土区水文过程、湖泊面积变化和地表形变等的主要原因。结果有助于进一步认识多年冻土变化对区域环境的影响,可为冻土与水循环相互作用关系的机理研究提供思路,为寒区环境保护、工程设计和施工提供参考经验。

为揭示青海三江源区水文活动规律,描述季节性冻土分布区内冻、融变化过程中土壤内部热量交换和水分迁移等物理过程,采用有限体积法离散热传导方程和非饱和土壤水运动方程并对其进行耦合求解,建立了冻土区土壤水热耦合模型。利用2005～2007年间9个测站的土壤水热观测资料,从不同角度分析了冻土活动层内的土壤水热特征,对土壤融化深度、表层土壤温度及表层土壤含水量等变化过程的模拟验证结果表明,该模型的模拟结果符合当地的水热运动规律。并定量分析检验了模型方法的有效性,揭示了三江源区的土壤水热运动规律,为该地区的生态系统服务提供了有力的支持。