一种新的土壤冻融特征曲线模型

土壤冻融特征曲线(SFTC)可以描述冻融过程中未冻水含量随负温的变化关系。准确刻画土壤冻融特征曲线对土壤的冻融过程及相关的水热耦合运移研究至关重要。以往研究中土壤冻融特征曲线适用范围较窄,无法满足实际需要。通过类比水分特征曲线,考虑初始含水量和溶质浓度对未冻水含量的影响,提出了一种新的冻融特征曲线模型,经广泛的文献数据验证表明,新模型能准确拟合观测数据,平均纳什效率系数高于0.95。与另外五种土壤冻融特征曲线模型相比,新模型在不同质地、初始含水量、溶质含量的土壤中表现良好。此外,敏感性分析显示,影响模型性能的主要因素为土壤自身物理特性、土壤溶质浓度以及残余水含量。新模型及研究结果有助于更好地理解土壤冻融过程中的水热传输过程,可为气候变化条件下冻融区生产建设和环境研究奠定坚实的理论基础,并为寒区工程相关数值模拟提供参考。

盘锦芦苇沼泽的土壤冻融特征

基于2004-2008年的土壤温度和湿度等数据,分析了盘锦芦苇（Phragmites australis）沼泽的土壤冻融过程及其浅层土壤的水热特征。结果表明,盘锦芦苇沼泽土壤温度变幅随着土壤深度增加而减小;土壤冻融期一般从12月初开始,至3月末或4月初结束。土壤冻融过程表现为单向冻结、双向消融的特征,总体上冻结过程慢,消融过程快。日冻融循环（土壤夜间冻结,白天消融）持续时间较短,冻结期几乎没有明显的日冻融循环,消融期日冻融循环天数不超过10 d。冻融期开始与结束时间、最大冻结深度以及完全冻结期持续时间有显著的年际差异。浅层土壤未冻水含量在完全冻结期低于10%。