摘要: 青藏高原（以下简称高原）对全球气候变化非常敏感。高原因其独特的地质地貌和气候条件，发育着大面积的冻土。近年来，受气候变暖的影响，青藏高原土壤水热状况及其冻融循环都发生了较为明显的变化，这些变化对高原生态、水文和工程都有显著影响。地... 展开 青藏高原（以下简称高原）对全球气候变化非常敏感。高原因其独特的地质地貌和气候条件，发育着大面积的冻土。近年来，受气候变暖的影响，青藏高原土壤水热状况及其冻融循环都发生了较为明显的变化，这些变化对高原生态、水文和工程都有显著影响。地-气间能量和水分交换主要发生在近地表层，近地表层的反复冻融直接影响土壤的水热状况变化，从而影响区域植被生长状况、地表能水收支以及地表水文过程等。因此，认识和了解高原近地表土壤冻融循环变化特征，对揭示气候变化对高原生态、水文和土壤状况的影响具有十分重要的意义。 但目前针对青藏高原长时间尺度冻融循环变化特征的研究较少。本研究利用87个国家气象站1980-2015年的地面温度资料，研究了青藏高原地表冻融循环变化特征。本论文主要从两个方面开展工作，首先分析土壤冻融状况的时空变化;其次通过不同冻融阶段发生天数的时空变化，探究1980-2015年青藏高原表层土壤的冻融循环特征。同时，结合气温、海拔、纬度以及地表冻融指数等因子研究冻融循环的主要影响因素。主要研究结果如下: (1) 1980-2015年，青藏高原年平均气温升温速率约0.44℃/10a，年平均地表温度升温速率约0.60℃/10a。土壤平均冻结起始时间在8月下旬，结束时间在5月上旬，持续时间约276天，冻结时间约223天。在气候变暖的大背景下，近36年，冻结起始时间推迟约26天，冻结结束时间提前约14天，冻结持续时间和冻结天数分别缩短约41天和33天。且在1998年之后变化更为显著。空间上，冻融状况变化趋势整体表现一致，局部地区略有差异，主要表现在:高原东部地区的冻融状况变化最快，其次是西部，变化较慢的站点零星分布在高原的中部和南部地区，且非多年冻土区的冻融状况变化幅度大于多年冻土区。 (2)高原土壤不同冻融阶段发生天数的变化特征表现为:近36年，青藏高原的完全冻结状态和完全融化状态发生天数呈增加趋势，而日冻融循环状态呈减少趋势，且多年冻土区变化程度要大于非多年冻土区。时空分布上，完全冻结状态主要发生在11月至翌年2月，且集中出现在于高原东北部;日冻融循环状态主要出现在10月至翌年4月的高原大部分地区，而在5-9月，主要出现在高原中部和东北部地区;完全融化状态主要出现在5-9月，其中在高原东部、南部及西北部地区出现天数较多，而在高原中部地区出现较少。 (3)土壤冻融循环与气温呈现较好的关系，主要表现在:年平均气温每上升1℃，冻结起始时间推迟约8天，冻结结束时间提前约5天，冻结持续时间和冻结天数分别缩短约13天和11天。不同冻融阶段的发生天数与月平均气温(Tmon)的关系为:完全冻结状态主要发生在Tmon≤0℃区间，Tmon＞0℃时几乎不发生;日冻融循环状态主要发生在Tmon≤17℃区间，且在2℃＜Tmon＜ 17℃阶段，随气温的上升，日冻融循环状态发生天数呈减少趋势，Tmon≤2℃区间，基本稳定;完全融化状态主要出现在Tmon≥0℃间，在0℃＜Tmon＜17℃区间上，完全融化状态发生天数随月平均气温的上升而逐渐增加，当Tmon≥17℃时，基本处于稳定状态。 (4)土壤冻融循环与海拔、纬度和地表冻融指数(DDF/DDT)也有较好的相关性。随海拔高度的增加，冻结起始时间提前，结束时间推迟，持续时间和冻结天数延长。且完全冻结状态和日冻融循环状态出现的天数增多，而完全融化状态出现的天数减少。土壤冻融循环随纬度变化明显，以33°N为界将高原划分为南、北两个地区，在33°N以南地区，随着纬度的增加，冻结起始时间提前，结束时间推迟，持续时间和冻结天数均延长，完全冻结状态和日冻融循环状态的发生天数增多，完全融化状态的发生天数减少，而在33°N以北地区则表现出相反的变化趋势。随着地表冻结指数的增加，冻结起始时间提前，结束时间推迟，持续时间和冻结天数均增加;且完全冻结和日冻融循环状态出现天数增多，完全融化状态出现减少。土壤冻融循环与地表融化指数的关系则表现出相反的变化特征。 收起