本文以藏东南具有典型垂直山地地带性的色季拉山为研究区,揭示了青藏高原高寒山区季节性冻土有机碳储量对坡位的响应特征。研究表明,坡位对土壤有机碳储量有显著影响,未来碳循环的预测应充分考虑微地形对坡面尺度下土壤碳垂直分布、碳库组成和空间变异的影响。
以高寒半干旱区青海湖流域季节性冻土为研究对象,通过调查采样和室内分析,研究了坡向和坡位对不同深度土壤有机碳含量分布的影响。结果表明:阴、阳坡有机碳含量均随土壤深度增加而下降,但阳坡下降的幅度(64%)明显高于阴坡(44%)。阴坡土壤有机碳平均含量为81.99 g/kg,大于阳坡(61.84 g/kg);不同坡位,土壤有机碳分布特征因坡向而异,其中阴坡土壤有机碳平均含量表现为坡下(89.60 g/kg)>坡中(86.52 g/kg)>坡上(69.87 g/kg),而阳坡土壤有机碳平均含量表现为坡上(65.71 g/kg)>坡下(61.42 g/kg)>坡中(58.39 g/kg)。此外,坡位对不同深度土壤有机碳的影响程度在不同坡向也存在差异。阴坡坡位因子对深层土壤有机碳影响显著,而阳坡坡位因子对浅层土壤有机碳影响显著。一般线性模型结果表明,坡面土壤有机碳含量主要受土层和坡向的影响,可解释74.52%的变异性。
为研究冻土区横向滑坡对管道应变的影响,采用ABAQUS有限元软件建立冻土区管道横向通过滑坡的模型,研究了山体高度、滑坡位移和滑坡宽度对管道应变的影响规律,得到如下结论:冻土区山体滑坡时,横穿管道所受的轴向应变主要为拉应变,最大应变在滑坡与非滑坡交界面,是危险截面;管道应变随山体高度、滑坡位移和滑坡宽度的增加而增大;冻土区管道敷设不宜超过高55 m的山体,因为该高度山体滑坡后,埋地管道可能快速发生塑性变形,山体高度对管道应变影响最大为44. 0%;低矮山体滑坡位移对管道应变影响更明显,应变增量可高达1倍;滑坡宽度对管道应变的影响最大为27. 0%,但滑坡宽度为20 m时,管道应变突增,建议每隔20m左右设置抗滑桩,山体越高,防护措施布置应更紧密。研究结果可为冻土区埋地管道的施工建设提供理论依据。
为了研究近地表面多年冻土的空间分布规律,采用野外调查、取样方法对该问题进行研究。研究区选取在大兴安岭高纬度多年冻土地区呼中自然保护区,应用等效纬度、ASAR雷达图象和坡位分级分别代表影响多年冻土的热量、水分和地形条件,利用ERDAS软件对呼中自然保护区高纬度多年冻土分布信息进行提取,结果表明考虑热量、水分和地形条件确定的多年冻土分布土的精度为86.2%,高于单独利用等效纬度提取多年冻土的方法精度。同时,水分研究结果表明,在呼中自然保护区,土壤湿度是指示多年冻土存在的重要条件。