为了更精细地刻画青藏高原多年冻土区气候变化对植被生长的影响，选取多年冻土分布较为连续的沱沱河源为研究区，基于Landsat NDVI数据，使用趋势分析、偏相关分析和地理探测器等方法，分析了2000—2021年研究区植被生长季（5—9月）NDVI对气候变化及不同地形和植被类型的响应特征。结果表明：（1）研究区NDVI整体呈波动上升趋势，增长速率为0.013 （10a）-1;NDVI增长区域的面积约占总面积的84.1%，其中，显著增长区域约占45.0%，主要分布于海拔较低的河流两侧及冰川区附近；而16.0%地区的植被NDVI呈降低趋势，主要分布于研究区北部的高寒荒漠草原区。不同植被类型及不同地形区的NDVI变化速率存在差异。（2）研究期间生长季降水量、气温、太阳辐射和土壤水分含量均呈波动上升趋势，生长季NDVI与降水量和土壤水分含量在年际变化中整体呈正相关关系，与土壤水分含量的相关性更强；生长季NDVI变化与气温的相关性在空间上差异较大，其中55.4%的区域呈正相关关系；生长季NDVI变化与太阳辐射整体呈负相关关系。气温升高对草甸区植被生长的促进作用更强，对草原区植被...

气候变暖正在导致北半球多年冻土区的土地覆被类型和植被生物量发生快速变化，而不同冻土类型区和不同土地覆被类型区对气候变化的响应程度尚不清楚。基于Slope趋势分析和皮尔逊相关性分析，量化了2000～2021年北半球多年冻土区归一化植被指数(NDVI)的时空变化及其对气候变化的响应。结果表明：约21.43%的多年冻土区NDVI值表现出显著增长趋势，其中连续和不连续多年冻土区的NDVI值增长速率是零星多年冻土区的2～3倍。在月尺度上，约33.75%多年冻土区的NDVI值在6月呈显著增长趋势，其中连续多年冻土区和灌丛植被类型区的增长速率最快。气温、降水量和活动层厚度均呈显著上升趋势，积雪覆盖率呈下降趋势。气温升高对俄罗斯等低纬度冻土区的植被生长起到了促进作用；降水在蒙古高原等一些特定干旱区对植被生长具有促进作用，但在俄罗斯中部和加拿大南部存在不利影响；积雪对于俄罗斯南部等积雪覆盖较低地区的植被生长有促进作用，而对于北极等积雪覆盖较高的地区存在不利影响；活动层厚度的增加有助于俄罗斯北部等冻土区的植被加速生长。总之，北半球多年冻土区植被整体呈增长趋势，气温升高仍然是北半球多年冻土区植被生长的主控因...

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...

冻融循环作用引起的边坡体内部水分迁移是川西地区季节冻土边坡失稳的主要原因,研究边坡土体渗透系数时间、空间变化特征是掌握水分迁移规律的重要手段.针对冻融循环作用下季节性冻土坡面渗透系数时空变化问题,选取川西新都桥地区某边坡粗颗粒土为测试土样,设计冻土渗透系数试验装置,以30%乙二醇溶液为试验渗透溶液,分别制备不同初始含水率、细颗粒含量、干密度测试土柱;添加30%乙二醇放至低恒温箱中进行12 h以上冷冻处理,开展不同冻融循环次数作用下冻土渗透系数试验,并分析其渗透系数变化规律;在此基础上结合边坡冻融期含水率现场监测数据,分析渗透系数时空变化规律.试验结果表明:初始含水量及干密度不断增加时,冻土非闭合孔隙度和渗透系数均呈减小趋势;冻土渗透系数随细颗粒含量的增加而减小,当细颗粒含量大于20%时,冻土渗透系数减小的幅度较小;冻融循环次数对冻土渗透性能起到抑制作用,当循环次数超过3次时,冻融作用对渗透性能影响不大;季节性冻土边坡1 m冻结深度以内,渗透系数随深度增加减小;11月—1月冻深范围内冻土渗透系数减小,1月—3月渗透系数开始增大.

利用1982—2006年NOAA AVHRR-GIMMS NDVI和2002—2010年MODIS NDVI这2种数据并结合周边13个气象站的地表温度数据,分析1982—2010年黑龙江省多年冻土区生长季植被NDVI在时间和空间上的尺度变化及其与地表温度的响应关系。结果表明,黑龙江省多年冻土区生长季GIMMS NDVI和MODIS NDVI对植被NDVI具有很好的指示作用;1988—2004年植被波动较大,2004年以后植被增长趋势逐渐放缓,趋于平稳;在1982—2006年,植被NDVI与地表温度5月为显著正相关,6月相关性很弱,7、9、10月呈低度相关,8月则相关性显著。在2002—2010年,5、10月为低度相关,6月为显著相关,7—8月相关性较弱,9月为显著相关。总体来看,植被覆盖度不断变好;植被NDVI与地表温度具有较强的相关性,年际变化总趋势较为相似,具有同期性。

利用1961-2015年吉林省46个气象站的气象数据,采用气候诊断分析方法,研究了吉林省季节冻土区年冻融指数的时空变化特征及其与经度、纬度、海拔的关系。结果表明:吉林省冻结指数呈由北向南逐渐降低,融化指数由西向东逐渐降低的趋势分布。1961-2015年冻结指数呈显著下降趋势,AFI(空气冻结指数)和SFI(地表冻结指数)气候倾向率分别为-48.7℃·d·(10a)-1和-166.8℃·d·(10a)-1。融化指数显著上升,ATI(空气融化指数)和STI(地表融化指数)分别以57.0℃·d·(10a)-1和93.7℃·d·(10a)-1的气候倾向率显著上升。SFI、ATI和STI分别于2001年、1994年和1997年发生了突变。20世纪60、70年代冻结指数异常偏高,融化指数异常偏低。吉林省年冻融指数的变化趋势在未来整体上依然延续下去,即冻结指数为下降趋势,融化指数为上升趋势。冻结指数受纬度影响最大,随着纬度的升高而上升,融化指数受海拔影响最大,随着海拔的升高而显著下降。冻结指数气候倾向率随着海拔的升高而上升,融化指数气候倾向率随着纬度的升高而上升。

气候变暖导致高纬度多年冻土退化,引起多年冻土区冻融过程和土壤水热过程发生变化,土壤湿度变化对气候和生态系统产生重要影响。运用ERA-Interim再分析的土壤湿度数据,结合气象数据,采用数理统计方法,分析了1979—2017年东北多年冻土区土壤湿度的年际、季节和空间变化,土壤湿度变化的影响因子及土壤湿度变化所带来的影响。研究表明:年际变化上1979—2017年,东北多年冻土区7 cm和28 cm深度年均土壤湿度呈下降趋势,并且年平均土壤湿度在2008年达到最低;在季节变化上,不同深度土壤湿度在夏秋季节会达到一年中的最大值,7 cm和28 cm深度处土壤湿度呈现两个峰值(4月份、8月份),土壤湿度最大值出现在8月份;在空间变化上,东北多年冻土区中部土壤湿度在1979—2017年变化最大,且为土壤湿度下降明显区。在气候变暖和降水持续减少的背景下,土壤水分可能成为影响东北多年冻土区植被生长的主要因子,使东北多年冻土区植被生态系统发生变化,分析东北多年冻土区土壤湿度的时空变化对进一步理解该区生态系统变化和多年冻土碳反馈效应具有重要意义。

最大冻结深度是季节冻土变化的主要指标,也是季节冻土地区工程设计、建设、运营的重要参数。通过斯蒂芬(Stefan)方法计算了1990-2014年西藏地区季节冻土的最大冻结深度,分析了其时空变化特征,结果表明:近25 a西藏地区季节冻土最大冻结深度在空间分布具有垂直分带性、纬度地带性和区域性等规律,基本上呈自西北向东南方向递减的空间分布特征;时间上,在全球气候变暖的背景下,最大冻结深度基本呈逐年减薄的特征。西藏地区季节冻土最大冻结深度与年平均气温和年降水量呈现负相关,随着年平均气温和年降水量的上升,最大冻结深度呈减小的趋势,且最大冻结深度对年平均气温的响应比对年降水量的响应显著。

基于MK检验、滑动t检验、EOF分析方法,使用近50年(1961-2012年)黑龙江省32个气象基准台站逐日冻土观测数据、气温观测数据,对黑龙江省冻土厚度时空变化特征进行了分析。结果表明:(1)近50年黑龙江省冻土厚度减少了12.86 cm,下降速率为-0.53 cm/a,以2001年为界发生了突变。(2)冻土厚度空间分布呈现由北厚南薄格局,中部地区冻土厚度较同纬度其他区域偏低;空间变化呈现南部冻土厚度降低快,北部降低慢,中部与西部、东南部呈相反变化的特征,伊春、铁力、漠河观测点为冻土变化敏感区。(3)气温是影响黑龙江省冻土厚度变化的主要因素,与冻土厚度相关系数为-0.611。本文的主要贡献为揭示了黑龙江省冻土厚度的空间变化特征,为相关研究及各级政府规划提供了依据。