最大冻结深度是季节冻土的重要指标,预测第三极地区未来最大冻结深度的变化,对于理解该区域的环境变化,指导生态保护、农牧业生产、工程建设等都具有重要意义。本研究利用基准时期(2000s)良好训练的支持向量回归模型,使用集合模拟策略,预测了2050s和2090s第三极地区在4种SSP情景下最大冻结深度的变化。结果表明,在可持续路径(SSP126)、中间路径(SSP245)、区域竞争路径(SSP370)和化石燃料为主发展路径(SSP585)情景下,不包括多年冻土退化为季节冻土的区域,相对于基准期,季节冻土的最大冻结深度到21世纪末将分别减小10.41 cm(11.69%)、24.00 cm(26.95%)、37.71 cm(42.34%)和47.71 cm(53.57%)。最大冻结深度的减小具有海拔依赖性,随着海拔的升高,最大冻结深度减小的速率变大,但是海拔超过5 000 m后,最大冻结深度减小速率逐渐减小,这与升温的海拔依赖性较为一致。最大冻结深度的变化也与生物群区有关,在4种SSP情景下,山地草地和灌木区的最大冻结深度减小速率最快,到21世纪末平均每十年分别减小1.80 cm、3.77 c...
最大冻结深度是季节冻土热状态的重要指标,其变化对区域水循环、生态过程、气候以及工程稳定性都有重要影响。发布了我国西北五省和西藏及周边地区1961—2020年间每十年的季节冻土最大冻结深度数据集,空间分辨率为1 km。该数据集是利用支持向量机模型集合模拟产生的,以冻结指数、融化指数、降雪、降雨、太阳辐射、高程以及土壤容重为预测因子,利用基准时期(2001—2010年)气象站最大冻结深度的实测数据进行模型训练。10折交叉验证表明,模型具有良好的精度[(R2=0.70±0.29,RMSE=(23.63±10.30)cm,bias=(-0.77±6.01)cm)]。基于实测数据的直接验证表明,1980s、1990s、2000s和2010s 4个时期模拟结果的R2分别为0.77、0.83、0.73和0.71,RMSE分别为27.14、22.42、21.63和23.58 cm。运用预测集合的百分位数区间评估了模拟的不确定性,结果表明模拟结果具有良好的稳定性。基于该数据集,发现1961—2020年我国西北五省和西藏地区季节冻土最大冻结深度总体呈显著下降趋势,平均每十年下降3.02 cm。1961—2...
连续性分类系统的适用性与数据匮乏是过去青藏高原多年冻土制图的两个主要问题.文章基于高海拔多年冻土稳定性分类体系,在模型对比基础上,利用支持向量回归模型集合模拟了划分多年冻土稳定性的年平均地温,生产了空间分辨率为1km的青藏高原多年冻土稳定性分布图.制图中使用了青藏高原2005~2015年间共237个钻孔年平均地温(年变化深度处温度)观测数据,利用统计学习方法融合了地面观测与遥感冻结指数、融化指数、积雪日数、叶面积指数、土壤容重、高程和高质量的土壤水分再分析资料.该图显示,青藏高原多年冻土面积约115.02(105.47~129.59)×10~4km2,其中,极稳定型(-0.5℃)多年冻土面积分别为0.86×10~4、9.62×10~4、38.45×10~4、42.29×10~4和23.80×10~4km2,分别占青藏高原多年冻土的0.75%、8.36%、33.43%、36.77%和20.69%.以模拟的多年...
多年冻土区储存着大量的土壤有机碳,其碳库变化及生态系统碳反馈机制是当前全球气候变化研究中备受关注的热点问题。为了增强对多年冻土碳循环的认识,通过综合第三极和北极地区多年冻土碳循环研究,概述了土壤有机碳库大小、脆弱性及生态系统碳交换过程,分析了涉及大气、海洋和陆地综合影响的多年冻土区生态系统碳循环。研究表明:第三极和北极多年冻土区碳储量不确定性较大,影响和控制有机碳分解和生态系统碳交换的生物地球化学过程仍需进一步研究,进而改进生态系统碳循环相关的模拟研究。在全球气候变化背景下,研究多年冻土碳库变化及其对气候变化的响应,是预估未来气候变化的关键环节。