祁连山区位于青藏高原东北边缘,是亚洲水塔重要的组成部分,多年冻土的变化对生态系统和水资源平衡有着重要影响。基于青藏高原第二次综合科学考察、道路勘察钻孔点以及前人所获得的多年冻土下界资料,回归得出祁连山区多年冻土下界统计模型,借助ArcGIS平台在DEM数据的支持下,模拟出祁连山区多年冻土空间分布图。结果表明:祁连山区多年冻土分布的下界具有良好的地带性规律,表现为随经纬度增加而降低的规律;祁连山区多年冻土在空间分布上呈现出以哈拉湖为中心向四周扩散的分布格局;祁连山区总面积约为16.90×104km2,其中多年冻土面积约为8.03×104km2,占总面积约47.51%。多年冻土区与季节冻土区之间存在着有不连续多年冻土分布的过渡区,过渡区面积约1.43×104km2,占总面积约8.46%。
纬度和高程是决定我国高山/高海拔多年冻土分布的主要宏观因素,也是建立各类高山/高海拔多年冻土分布模型的首要考虑因素.文章旨在建立一个易于区域对比的、综合纬度和高程双重影响的定量化的等效高程评价指标.以高斯曲线模型为基础,通过对其做导数变换,界定了此宏观尺度模型在中小尺度空间上适用的纬度范围.以位于祁连山区西段疏勒河上游流域的冻土钻孔和实测地温数据作为试验数据,从理论和实证两方面阐述了等效高程的算法,以及用于建立高山/高海拔多年冻土分布模型的可行性.该理论方法的提出,便于从海拔的角度讨论高山/高海拔多年冻土的分布,从而使得不同纬度区的高山/高海拔多年冻土特征的比较得以简单实现,也为纬度和高程之外的其他影响因素的评价提供了基础和平台.
为了分析祁连山冻土深度对春小麦发育期的影响,利用祁连山区11个站春季冻土深度及张掖和武威站春小麦发育期资料,采用回归分析、相关性检验、F检验等方法,分析了冻土深度的时空变化特征以及春季冻土深度对祁连山区春小麦发育期的东西部影响差异。结果表明:冻土深度最大出现在祁连站,以此为中心,向低海拔区域呈逐渐减小趋势;春季冻土深度随时间变化呈现明显的减小趋势,减小主要出现在1985年以后,1961—1984年变化幅度较小,这与春季明显的增温时段基本同步。春季冻土深度对祁连山东部代表站点武威春小麦的发育期影响效果显著,先后影响到了春小麦的播种、出苗、三叶、拔节、孕穗、抽穗以及成熟,冻土深度增加,则发育期延迟,延迟速率为0.5～2.4天/10cm;然而,春季冻土深度对西部代表站点张掖春小麦的影响并不显著,只对出苗和三叶产生一定的影响。