季节冻土在高寒山区广泛分布,其冻融过程会对水文水资源和生态环境产生深刻影响。研究气候变化背景下高寒山区季节冻土冻融特征参数变化及影响机理,可为高寒山区水资源管理和生态保护提供科学依据。本文选择天山南坡作为研究区,基于13个气象站点1958年以来季节冻土冻融参数(最大冻深、冻结期、始冻日、解冻日)、气温、地表温度、降雨和积雪等数据,使用空间分析和多元线性回归统计等方法对冻融参数的时空变化特征进行分析,量化不同气候因素对季节冻土冻融变化的影响权重。结果表明,季节冻土最大冻深在(48.5±11.4)～(96.8±8.5) cm之间,冻结天数在(102±10)～(141±14) d之间,多年平均始冻日在11月7日至19日之间,多年平均解冻日在3月1日至28日之间。1950年代至2010年代期间,始冻日逐渐推迟,解冻日逐渐提前,冻结天数缩短。空间分布上,最大冻深有“海拔高,最大冻深大”的规律;空间变化趋势上,最大冻深在研究区中部显著增加;冻结天数在研究区内大范围显著缩短。季节冻土冻融变化与气温相关性最强,温度(气温和地表温度)是季节冻土冻融变化的主导因子。定量评价发现,气温影响占比(24.1±3...
气候变暖为冻土区域的工程建设带来更多不确定性，查明冻土的地质成因及其融沉特性对于工程选址以及工法选择等尤为重要。本文以南天山地区的苏力间沟内分布的山地冻土为研究对象，通过钻探、高密度电法、地温监测以及室内试验等，查明该区域冻土的空间分布，剖析冻土形成条件和形成机理模式，揭示其融沉特性及影响因素。结果表明：苏力间沟内多年冻土和季节性冻土均有分布，季节性冻土和不连续多年冻土主要分布在左岸，即阳坡坡麓；连续多年冻土主要分布在苏力间河右岸，即阴坡坡麓；冻土层分布深度和厚度不均匀，多分布在1.9～2.7 m厚的表土下，厚约1.5～10 m;在冻土地质成因模式上分为阴坡富水低温成因模式和阳坡坡面汇流成因模式；苏力间沟多年冻土区的融沉系数介于0.39%和91.25%之间，其中连续多年冻土区的融沉系数多值区间在42.5%和68.75%之间，平均值为55.62%;苏力间沟多年冻土融沉系数与总含水率、天然密度、干密度、天然孔隙比和液性指数相关性较高，皮尔森相关系数均达0.8以上。
基于中天山腹地G218线那拉提至巴仑台公路工程，通过地质调绘、挖探、工程钻探、电法测试、地质雷达检测、地温监测、取样试验等勘察手段，查明了区域地层岩性、冻土类型及分布规律，通过对冻土纵横向分布情况、冻土级别、冻胀性等指标进行分析研究，提出针对季节性冻土和多年冻土的路基设计原则及处理方案，为路线方案的确定提供了有力保证。
建立一种满足天山冰川冻土微生物宏基因组文库构建要求的DNA提取方法,为低温乳糖酶基因的筛选奠定基础。通过对DNA纯度与得率进行比较,从4种DNA提取方法中选择提取DNA得率和纯度最高的TEN法,进一步通过增加预处理、反复提取等步骤进行了改良和优化。SDS-CTAB法、TENP预处理法、TEN法和Zhou法4种提取方法中,TEN法的DNA得率为（392±44） ng/g冻土,A260/A280和A260/A230分别为（1.82±0.40）和（0.97±0.38）,最接近理想指标。对TEN法进行优化改良发现,DNA得率最高达到（449±61） ng/g冻土,且A260/A280和A260/A230值分别为（1.92±0.15）和（2.03±0.31）。以16S rDNA和26S rDNA为引物的PCR扩增和酶切实验验证了所提取冻土宏基因组DNA的质量满足后续分子生物学的要求。改良优化过的TEN法是适合天山1号冰川冻...
不同的覆盖条件下,季节冻土的特征会存在差异。为了分析积雪与森林/草地覆盖条件下季节冻土的特征,在新疆天山西部巩乃斯河上游的中国科学院天山积雪雪崩研究站的实验场地监测了森林-积雪,草地-积雪,以及草地覆盖条件下季节冻土的冻结深度,并对有无积雪覆盖条件下季节冻土发育过程中的土壤温度和土壤含水量进行了跟踪测量。结果表明:森林-积雪覆盖条件下季节冻土的冻结深度最浅,草地-积雪覆盖条件下次之,草地覆盖条件下最深。积雪的存在可以改变季节冻土的冻结深度,还会影响土壤温度和土壤含水量变化。在季节冻土的发育阶段,积雪的隔热作用使得有积雪覆盖条件下土壤温度和土壤含水量较高;在积雪消融阶段,由于积雪融水的补给,土壤含水量也相应地增加,积雪消失后由于蒸发的存在导致土壤含水量减少。
以天山北坡军塘湖流域为研究区,利用2012—2013年融雪期实测逐日积雪、冻土数据,分析季节性冻土的水热状体对融雪水出流的影响。结果表明:1 2012年融雪期30 cm以上季节性冻土的冻融变化经历了稳定冻结期、冻融交替变化期、无冻期3个阶段,其中10 cm季节性冻土稳定冻结期、无冻期分别占融雪期50%和40%。2以2012年、2013年融雪期起始积雪厚度分别为18 cm和30 cm为例,有季节性冻土存在条件下融雪水出流时间比没有季节性冻土存在提前2 d。3不同深度土壤日积温与融雪水出流量均呈负相关,且土壤剖面10 cm以上负相关性最大(R2=0.825)。4季节性冻土延缓了土壤液态水含量的增加速度,使融雪水最大出流提前到来。
针对新疆天山南坡植物区系复杂性及其多样性分布格局问题，以新疆天山南坡中段野生种子植物为研究对象，利用野外植物调查信息及现有的物种资料，运用数理统计及地统计学等方法，基于植物分类学、植物区系地理学及植物生态学理论，研究种子植物区系特征及其垂直分布格局及影响物种多样性分布的关键环境因子，探讨其植物区系的特点、性质、分布与环境变迁的关系，揭示物种丰富度与气候环境梯度、物种演化与迁移等因素之间的关系，丰富天山植物区系理论研究的内容，为区域资源保护与开发提供科学依据。
2014-01冰川储量的变化与冰川水资源量的变化以及冰川对河川径流的贡献量密切相关。然而，冰川储量变化的观测要比冰川面积变化复杂的多。因此，亟待在冰川储量变化和面积变化关系方面开展深入的研究，以期通过比较容易获得的冰川面积变化来估算冰川储量的变化。本项目拟选择天山12条代表性冰川，在GPR-3S技术集成系统支持下，通过补充观测，结合已有数据，定量研究近50年天山冰川储量变化和面积变化的相互关系，并对其机理进行分析。在此基础上，利用统计方法，建立适合于目前气候条件和冰川响应过程的冰川储量变化-面积变化公式，实现通过测定冰川面积变化来估算冰川储量变化的目的，为评估新疆冰川变化对水文、水资源的影响奠定基础。该方面研究，还可以为冰川储量估算经验公式的建立和修正提供参考依据。
2014-01新元古代铁建造在全球各古大陆均有不同程度的分布，常与冰碛岩或裂谷火山岩系在时空上密切相关，其形成是大洋氧逸度显著升高的重要标志之一。因而，新元古界铁建造已成为理解新古元代雪球地球事件和Rodinia超大陆裂解过程的重要研究对象，同时对于揭示新元古代地壳增生过程、气候、环境和生命演化等具有重要研究意义。前人研究表明，北疆地区发育三套成冰纪冰碛岩和大量双峰式岩浆岩，雪球地球和Rodinia超大陆裂解事件在该区响应强烈。然而，目前尚无针对该区新元古界铁建造的详细研究。本项目选择处于新元古代Rodinia超大陆裂解和雪球地球事件关健时期的中天山沙垄铁矿为研究对象，开展精细的锆石年代学、地球化学、同位素和矿床学综合研究，在确定沙垄铁矿的精确年龄、沉积环境和大地构造背景的基础上，与邻区及全球新元古宙铁建造进行综合对比，探讨和揭示中天山和北疆地区新元古代的构造属性、构造背景及其与全球超大陆演化的关系。
2014-01采用麦芽浸膏富集平板涂布天山冻土中可培养酵母菌,通过麦芽浸膏分离培养基筛选菌株。采用酵母菌常规生理生化实验、最适生长温度、最适pH对分离菌株的生理学进行研究。以NL1和NL4为PCR扩增引物,通过26S rRNA基因D1/D2区序列同源性分析,初步确定酵母菌株的系统进化地位。分离筛选到4株嗜低温酵母菌,分属于隐球酵母(Cystofilobasidium infirmominiatum)、掷孢酵母(Sporobolomyces patagonicus)、棒孢酵母(Clavispora lusitaniae)和毕赤酵母(Pichia kluyveri)。