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期刊信息/Journal information
冰川冻土
冰川冻土

程国栋

双月刊

1000-0240

edjgg@lzb.ac.cn；　shenyp@lzb.ac.cn

0931-4967248

730000

兰州市东岗西路320号 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所《冰川冻土》编辑部

冰川冻土/Journal Journal of Glaciology and GeocryologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国冰、雪、冻土和冰冻圈研究领域唯一的学报级期刊，支持在冰、雪、冻土和冰冻圈及全球变化基础研究和应用研究中具创造性，高水平和面向国民经济建设的新思想，新观点,新方法和新学说，为寒区国民经济建设服务。内容有：冰、雪、冻土的性质、过程及其控制；冰冻圈的资源与环境；冰冻圈与其他圈层的相互作用；寒区水文水资源； 寒区生态与建设；全球变化；寒区工程与减灾、防灾；寒区生物学；先进技术的应用。
正式出版
收录年代

    2000-2018年西昆仑山冰川表面运动特征研究——基于ITS_LIVE数据

    梁倩王宁练
    367-378页
    查看更多>>摘要：近年来，西昆仑山冰川物质平衡异常现象受到广泛关注，然而该地区冰川末端却同时存在前进(常态)、后退、稳定及跃动多种状态。冰川末端进退不仅与气候变化引起的物质平衡变化有关，还与冰川的运动速度变化密切相关。以往研究多集中在前者，而对后者研究较少。因此，本文基于ITS_LIVE v01速度产品，结合西昆仑山冰川表面高程变化及冰川厚度资料，分析西昆仑山地区具有不同变化状态的冰川在2000-2018年的表面运动速度变化特征。结果表明，西昆仑山冰川在研究时段内的多年平均运动速度为6。35 m·a-1，年均速度波动上升，这主要是由该区域冰川表面高程整体上呈增加趋势[(0。15±0。02)m·a-1]即冰川物质增加所造成;末端前进冰川的多年平均运动速度为4。07 m·a-1，年平均运动速度在研究时段内呈增加趋势，这主要与该类冰川在研究时段内物质略微增加有关;末端后退冰川多年平均速度约为4。86 m·a-1，年平均运动速度在研究时段内呈减小趋势，这主要与该类冰川物质亏损、减薄有关;末端稳定冰川多年平均速度约为3。04 m·a-1，年平均运动速度在研究时段内保持稳定，该类冰川在研究时段物质平衡也基本处于零平衡状态。研究区内末端前进冰川的多年平均运动速度较末端后退冰川的偏小，主要是因为末端前进冰川的平均厚度较末端后退冰川的偏小。2000-2018年西昆仑山有7条冰川发生跃动，多年平均运动速度为13。21 m·a-1，物质积累[(0。35±0。02)m·a-1]引起速度增加。长度规模较大的后退冰川在2000年之前发生过跃动，由于目前处于平静期，冰川上部积累的物质未能及时输送到下部导致冰舌厚度减薄并后退。

    西昆仑山冰川运动速度冰川厚度冰川表面高程冰川跃动

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    青藏高原念青唐古拉山廓琼岗日1号冰川变化研究

    张天诏杨威赵传熙王忠彦...
    379-391页
    查看更多>>摘要：小冰川对气候变化非常敏感，监测与定量评估此类冰川变化有助于理解冰川对气候变化的响应幅度与机制。本研究结合多源遥感数据(卫星遥感与无人机航测)，分析了近50年来青藏高原念青唐古拉山廓琼岗日1号冰川面积变化趋势，定量评估了该冰川近期的冰面高程变化幅度与空间分布。结果表明，1968-2021年廓琼岗日小型冰斗冰川的面积从(1。444±0。013)km2缩减至(0。712±0。001)km2，萎缩幅度达到50。7%，冰川末端退缩平均速率约为(6。23±0。71)m·a-1。基于2020-2021年高精度无人机航测数据发现，廓琼岗日1号冰川冰面平均高程差达到(-2。41±0。69)m，冰川末端高程变化大于3 m，中部的冰面高程下降幅度在1。5～3 m之间。研究还发现冰川表面河道对冰面高程空间变化起着重要作用，该冰川表面共发育有13条表面河道，2020-2021年河道向西北方向偏移约2 m。冰面河道的向下侵蚀与侧向消融导致末端冰面高程变化呈现显著的空间差异。

    遥感无人机念青唐古拉山廓琼岗日1号冰川冰面高程变化冰面河道

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    祁连山冰川中痕量元素的空间分布及其来源分析

    董浩申保收武小波郭忠明...
    392-405页
    查看更多>>摘要：痕量元素在山地冰川中的时空格局可以作为评价人类活动对大气环境影响的良好指标。为了研究祁连山雪冰中痕量元素的空间分布及其主要来源，2020年9月在祁连山的7条冰川，包括阿尔金山冰川、扎子沟冰川、老虎沟冰川、七一冰川、四号冰川、八一冰川和宁缠河3号冰川中采集表层雪样进行酸化处理，使用电感耦合等离子体质谱仪(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，ICP-MS)测定了大量元素Al、Fe与痕量元素As、Ba、Co、Cr、Cu、Li、Mn、Mo、Pb、Sr、Tl、Zn、Cd的浓度，并选用Jonckheere-Terpstra非参数检验来对比痕量元素平均浓度，数据结果表明祁连山西部扎子沟冰川和老虎沟冰川的痕量元素浓度较高，祁连山东部宁缠河3号冰川痕量元素浓度较低，痕量元素浓度总体空间分布趋势为西段>中段>东段。痕量元素总浓度的富集因子(Enrichment Factors，EF)表明，Co、Cr、Cu、Tl、Fe、Li、Mn、Mo、Sr元素主要受自然粉尘输入影响(EF<10)，Pb、Cd、Zn元素受人为源影响较大(EF>10)。然后对痕量元素浓度数据进行主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)，发现7条冰川的第1主成分中总浓度上有较高正载荷的元素主要来源于自然粉尘源，特别是新疆地区的粉尘，第2主成分则代表不同程度的人为源影响。最后结合后向轨迹的聚类分析表明，研究区主要受西风环流控制，痕量元素自然输入源主要来自新疆中部和北部的沙漠和盆地等，而人为源则包括河西走廊部分城市人类活动、交通运输排放、矿物开采和金属冶炼等。本研究为祁连山脉各分段地区冰川人类活动对环境的影响作用提供了数据支持，为祁连山地区的生态文明建设和社会经济的可持续发展提供了重要的科技支撑。

    祁连山冰川痕量元素空间分布来源分析

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    藏东南乌连沟石冰川活动特征与灾变机制

    李元灵余斌黄海陈龙...
    406-416页
    查看更多>>摘要：全球气候变暖背景下，青藏高原的石冰川活动性增强，产生灾变的趋势上升。采用遥感影像分析、现场调查及气象和径流监测等方法，获取了藏东南地区乌连沟石冰川的特征数据，分析其灾变形成泥石流的诱发因素及过程。结果显示，乌连沟石冰川2010-2017年平均运动速度为1～3 m·a-1，且前缘整体运动速度显著高于中后部。石冰川前缘向前运动进而失稳，可持续为沟道输送松散物源，2013年及2014年约有5 600～9 000 m3石冰川输送的松散物质被启动。形成泥石流除需要充沛的物源外，还需要足够的水源启动。区内降雨量有限，乌连沟最大径流出现在5-6月，主要由高温引发冰雪消融贡献。分析2013年及2014年两次泥石流事件发现，其主要诱发因素是高温，灾变机制为气温快速升高导致表层冰雪快速消融，融水在石冰川表面凹陷处积聚形成湖塘，湖水泄流启动了石冰川前缘积累的松散物质形成泥石流。未来随着气候变暖加剧，石冰川的活动性进一步增强，在急剧升温或强降雨影响下，形成泥石流的规模及频率可能会增加，需防范石冰川灾变形成泥石流的致灾风险。

    石冰川泥石流青藏高原气候变化

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    高海拔多年冻土区坡向对坡面近地表水热状态的影响

    李文娇林战举范星文姚苗苗...
    417-430页
    查看更多>>摘要：高海拔多年冻土区坡向差异可引起两坡面的温度场不对称，进而造成基础设施的不均匀沉陷和纵向裂缝。目前坡向效应的研究主要围绕青藏铁路东-西两个坡面而开展的监测与模拟研究，但高原线性工程走向可能涉及不同的方向，其他走向坡面的水热差异状态研究不足。本研究在青藏高原花石峡冻土观测基地建设了一个具有八个坡向的监测实体(称:八棱台)，在八个坡面和顶面近地表安装土壤温度、含水量传感器，监测研究坡向差异对坡面近地表水热状态的影响。结果表明:东-西相对坡面近地表温度差异最小，月平均温差为0。1～2。3℃，最大温差出现在5月;而南-北相对坡面近地表温度差异最大，月平均温差为1。3～7。7℃，最大温差出现在2月。其余两个相对坡面近地表温差介于东-西相对坡面和南-北相对坡面之间，其中东北-西南相对坡面温差小于西北-东南相对坡面。仅从近地表坡面温度差异来看，高海拔多年冻土区线性工程南-北走向热稳定性较好，其次是西北-东南向，坡向效应不显著而温度场对称性较好。同样八个坡面近地表土壤体积含水量总体差异为东北-西南相对坡面差异最小，融化期月平均体积含水量差最大为0。06 m3·m-3;东-西相对坡面差最大，同期月平均体积含水量差最大为0。11 m3·m-3。含水量差异也引起了不同坡面冻融循环次数的显著差异，对坡面块碎石护坡材料冻融损伤破坏有重要影响。研究结果对指导未来高原线性工程规划及现役工程阴阳坡差异病害治理具有重要指导意义。

    高海拔多年冻土线性工程坡向效应近地表温度近地表含水量

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    长江源区土壤水稳定同位素特征研究

    刘晓颖何宝军李宗杰刘梦晴...
    431-442页
    查看更多>>摘要：本文通过采集长江源区土壤样品，对不同深度土壤水分稳定同位素变化特征及其空间分布特征进行分析，使用端元混合径流分割模型对土壤水的来源进行计算，结果表明:土壤温度在0～100 cm范围内呈下降趋势，土壤含水率在0～80 cm范围内呈下降趋势，80～100 cm范围内呈上升趋势;土壤水的δ2H和δ18O值在0～100 cm深度范围内波动变化，且变化趋势相似，土壤水的δ18O及δ2H值变化范围分别为-151。273‰～-63。605‰和-21。052‰～-8。676‰。土壤水的δ2H和δ18O在空间上总体呈西部富集，而东南部贫化的特点;蒸发线(EL)为δ2H=7。23δ18O-5。27(R2=0。88);土壤水稳定同位素受到海拔梯度和土壤含水率的影响;降水对土壤水的贡献高于地下冰融水，且随着海拔梯度的增加，降水对土壤水分的贡献率呈现增加趋势，在4 150～4 777 m范围内降水对土壤水的贡献率为70%～94%;地下冰融水在海拔4 150～4 555 m范围内对土壤水的贡献率为8%～30%，在海拔4 613～4 777 m范围内贡献率下降，为6%～8%。本研究为深入了解长江源区土壤水分运动及稳定同位素研究提供了理论依据。

    同位素特征土壤水长江源区贡献率

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    雅鲁藏布江上游干、支流沉积物总有机碳分布特征初探

    李世剑康满春刘流彭辉...
    443-456页
    查看更多>>摘要：为探究雅鲁藏布江(雅江)上游干、支流沉积物总有机碳(TOC)含量分布特征及其影响因素，研究了雅鲁藏布江上游干、支流沉积物TOC含量对粒度的响应，并基于随机森林分析(RFA)解释了流域内土地利用类型对沉积物TOC含量空间变化趋势的影响。结果表明，雅江上游沉积物TOC含量均值[(6。56±6。37)g·kg-1]低于其他地区大中型河流[范围为5。95～49。06 g·kg-1，均值为(19。77±14。05)g·kg-1]。其中，河源段沉积物TOC含量均值最低[(2。57±0。97)g·kg-1]，所有采样点沉积物TOC含量与黏土含量占比呈极显著正相关(r=0。64，P<0。01)。根据统计结果，包括雅江上游在内，河流沉积物TOC含量与粒径小于63 µm颗粒含量具有极显著指数相关关系(r=0。77，P<0。01)。随机森林分析进一步表明，雅江上游沉积物TOC陆源贡献率中草地贡献率最大(48。12%)，且受土地利用方式从以低覆盖度草地、裸土地为主导(上游头段)逐渐过渡到以中、高覆盖度草地和农、牧、一类工业用地(M1类)等为主(上游中、末段)的影响，沉积物TOC含量在空间上表现为随流向逐渐增加的趋势。总体上，人为干扰因素少及河流沉积物以砂质为主体是雅江上游沉积物TOC含量较低的重要原因。本研究深化了对雅鲁藏布江上游沉积物总有机碳含量分布特征及其影响因素的理解，可为进一步探究高原河流碳循环、生态环境保护以及区域可持续发展提供科学依据。

    雅鲁藏布江上游沉积物总有机碳粒度空间异质性

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    北极地区热融湖塘甲烷排放特征及影响因素

    刘治银张玉兰康世昌付佳星...
    457-474页
    查看更多>>摘要：北极地区显著升温导致多年冻土快速退化，进而发育形成大量热融湖塘，是温室气体排放热点。通过对1992-2023年2月北极热融湖塘甲烷(CH4)研究结果的整合梳理，本研究系统揭示了北极地区热融湖塘CH4排放特征、热融湖塘的CH4循环过程以及微生物机制。结果显示:北极地区CH4年平均排放通量约为(7。78±19。60)g CH4·m-2·a-1，不同区域存在显著差异，高排放区出现在东西伯利亚和阿拉斯加地区[(23。40±26。50)g CH4·m-2·a-1;(11。00±26。40)g CH4·m-2·a-1]。冒泡排放是北极热融湖塘CH4排放的主导途径，年排放通量约为(13。80±28。60)g CH4·m-2·a-1，占比可达52。02%。湖塘沉积物类型对热融湖塘CH4排放具有重要影响，叶叨码冻土区的排放为(17。90±32。90)g CH4·m-2·a-1，是非叶叨码冻土区的3。24倍。同时，泥炭地热融湖塘CH4的主要排放途径及变化存在一定的不确定性，其对气温升高的响应可能略不同于其他湖泊，对气候变化具有高度敏感性。热融湖塘扩张与排水的变化趋势以及CH4产生过程与氧化过程对热融湖塘的CH4排放潜力同样具有重要影响。目前，北极地区热融湖塘CH4排放的系观测仍然存在诸多空白，尤其缺乏多种排放途径的联合观测，对CH4微生物过程认识不足。该研究能够进一步加深对北极地区热融湖塘排放特征及具体排放机制的认识，为评估该地区热融湖塘CH4排放潜力及其对气候变化的影响提供科学参考。

    热融湖塘甲烷北极多年冻土气候变化

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    2002-2021年北半球中高纬度典型山脉积雪的时空变化对比分析

    孙成杰王剑庚张永宏王雯皎...
    475-488页
    查看更多>>摘要：积雪是冰冻圈的重要组成部分，其对气候变化的响应存在明显的空间差异。阿尔泰山脉、阿尔卑斯山脉和喀斯喀特山脉分别是亚洲、欧洲和北美洲最重要的山脉之一，三条山脉同处于北半球中高纬度，具有丰富的积雪资源。本文基于MODIS每日积雪产品，获得阿尔泰山脉、阿尔卑斯山脉和喀斯喀特山脉的积雪覆盖率、积雪日数、积雪初日和积雪终日四个积雪参数，对比分析了三条山脉2002-2021年积雪的时空变化，并研究了气候因子对积雪参数的影响。结果表明，三条山脉积雪参数的空间分布差异明显。阿尔泰山脉积雪覆盖率最大，积雪日数最长，积雪初日最早，积雪终日最晚，分别为38。00%、141 d、66 d、207 d;阿尔卑斯山脉的积雪覆盖率、积雪日数、积雪初日、积雪终日分别为21。68%、79 d、97 d、194 d;喀斯喀特山脉的积雪覆盖率最小，积雪日数最短，积雪初日最晚，积雪终日最早，分别为15。18%、56 d、103 d、183 d。就趋势而言，阿尔泰山脉积雪覆盖率增大，更早的积雪和更晚的融雪使积雪日数增加;阿尔卑斯山脉积雪覆盖率减小，更早的融雪使得积雪日数减少;喀斯喀特山脉积雪覆盖率增大，更晚的融雪使得积雪日数增加。各气候因子中，地表温度对三条山脉积雪的影响比降水大。对三条山脉积雪时空变化的一致性对比分析，有助于全面了解北半球中高纬度山区积雪对气候变化响应的时空差异。

    积雪阿尔泰山脉阿尔卑斯山脉喀斯喀特山脉MODIS时空变化趋势分析

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    中亚萨吾尔山冰川反照率变化及物质平衡估算

    余凤臣王璞玉刘琳李宏亮...
    489-501页
    查看更多>>摘要：冰川反照率影响着冰川表面能量收支状况，其强烈的反馈机制是驱动冰川物质平衡变化的关键因素。本文基于MOD10A1和MYD10A1反照率产品、萨吾尔山冰川物质平衡大地测量法结果、木斯岛冰川实测反照率及物质平衡，开展了2000-2022年萨吾尔山冰川反照率变化及物质平衡估算研究。结果表明，2000-2022年，消融期内萨吾尔山冰川平均反照率下降了约0。035，变化速率约为0。0015 a-1。最小反照率最早出现时间为6月16日，最晚出现时间为9月8日，平均以10 d·(10a)-1的速率提前。在95%的置信水平下，木斯岛冰川反照率-物质平衡模型(A-Ms模型，即单条冰川模型)的决定系数R2为0。84。基于冰川编目及现场环境考察，将萨吾尔山冰川划分为冰斗冰川、山谷冰川和悬冰川，对应类型的A-Mr模型(区域冰川模型)的决定系数R2分别为0。81、0。74和0。72。2000-2020年，A-Ms模型重建萨吾尔山冰川物质平衡值为-1。24 m w。e。·a-1，A-Mr模型相应的重建值为-0。90 m w。e。·a-1，A-Mr模型模拟结果更能反映萨吾尔山冰川的物质损失状况。与亚洲高山区各山地冰川相比，萨吾尔山冰川物质损失最大。

    冰川反照率冰川物质平衡萨吾尔山木斯岛冰川MODIS

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