在气候变暖背景下，近几十年来全球寒区出现灌丛化过程，这将改变地表水热状况，影响局地水文循环，是寒区水文研究的热点，但是灌丛化过程对冻土冻融过程及水热传输过程的影响机理、程度还不清楚，相关研究极为薄弱。本项目拟在祁连山中科院寒旱所祁连站葫芦沟试验流域，以不同盖度金露梅灌丛为研究对象，采取开顶式生长室（Open-top chamber，OTC）模拟增温装置，基于野外试验数据，分析灌丛盖度和增温情景下冻土水热平衡及传输过程的差异，以此确定灌丛化过程对冻土冻融过程的影响；结合CoupModel冻土-植被-大气水热耦合模型，探讨升温情景下不同盖度灌丛区冻土分层水热梯度变化及传输特征，分析升温情景下灌丛对冻土水热传输过程的影响，初步定量评估灌丛化与升温引起冻土水热传输过程的时空差异性，预估气温升高后，冻土水热传输对灌丛化过程的响应，为大尺度寒区水文、陆面过程和气候变化相关研究提供相关参数和理论基础。

摘要：冰川融水是我国西北地区水资源重要来源。度日模型在冰川消融估算中应用较为广泛，度日因子是该模型的重要参数。对于冰面特性复杂的天山托木尔型山谷冰川，利用单一度日因子的度日模型不能较好模拟消融的年内变化过程。目前针对此类型冰川度日因子的参数化方案研究尚未展开。本项目拟依托天山托木尔峰南坡科其喀尔冰川观测站，在消融期利用花杆对冰川不同海拔高度、坡度坡向、表碛厚度区分别进行消融观测试验。结合气象观测数据，计算度日因子的时空分布特征，分析表碛厚度、地形、地表温度、冰川运动以及降雪对度日因子的影响机理，构建度日因子的空间参数化方案。在此基础上，完善传统度日模型中度日因子的参数化方案并耦合到HBV水文模型中进行试验；以观测的径流为基础，对比原来冰川消融估算方案和度日因子参数化的消融方案的模拟效果。探讨度日因子时空差异对冰川径流估算的影响，为托木尔型山谷冰川的消融估算中提供度日因子参数化方案参考依据。

以长江源区沱沱河流域为研究区，立足于野外观测，并借助同位素及遥感技术，系统开展冰川、冻土和积雪综合作用区的径流形成机制研究。利用稳定同位素径流分割，量化流域内冰川融水径流对总径流的贡献率，结合野外观测的气温数据和遥感解译的冰川面积数据，研究气温与冰川面积对冰川融水径流的影响机制；基于野外观测的土壤温度、土壤含水量及土壤田间持水量等数据，分析冻土的冻、融过程，估算研究区冻土的释放水量，并分析其对径流的影响；利用遥感积雪覆盖产品数据，分析研究区积雪覆盖的空间分布特征，结合野外观测的同期降水量、气温、土壤温度等数据，估算积雪的雪水当量，研究其对径流的影响；分析沱沱河流域冰川、冻土与积雪时、空分布特征，借助度日因子模型，综合研究各因素综合影响下的流域径流形成机制。本研究有助于深入对冰川、冻土作用区域水文过程的了解，对于变化环境下流域水循环的理论研究也具有重要价值。