地形对天山积雪冻融变化的影响分析

天山积雪是新疆水资源的重要来源,地形对积雪的空间分布和消融有重要影响,分析地形对天山积雪冻融过程的影响具有重要的理论意义.基于2005-2014年的MODIS/Terra积雪8 d合成数据(MOD10A2)与数字高程模型(DEM)数据,分析了天山积雪覆盖随高程、坡度和坡向的季节变化规律.分析结果表明:(1)在不同季节里,不同高程中的融雪和积雪过程同步发生,其中在春季和冬季,雪盖变化较大的区域主要分布在低海拔和高海拔地区;而在夏、秋两季,雪盖变化较大的区域主要分布在中海拔地区.(2)在不同季节,不同坡度的积雪冻融过程也同步进行,但春季和冬季积雪呈线性变化,在缓坡和陡坡地区变化明显;夏季和秋季积雪变化缓慢,在中坡变化显著.(3)天山积雪变化随坡向具有对称性和周期性.积雪变化呈现北坡大、南坡小,春、冬季大,夏、秋季小的特点.在波动周期内,夏秋季积雪变化波动较大,变化趋势与春、冬季相反.研究结果可为融雪型洪水预报提供科学依据.

基于遥感的冰川信息提取方法研究进展

对冰川监测中常用的遥感卫星、传感器及冰川信息提取方法等进行了综合评价,常规方法中普遍认为比值法的精度最高,新产生的面向对象分类和雷达干涉测量方法虽一定程度上提高了冰川提取精度,但冰碛物仍是自动识别的难点.针对表碛覆盖冰川虽发展了一些自动、半自动的方法,但这些方法还不够成熟、不具有通用性.积雪、冰碛物和地面验证仍是冰川自动提取存在的重要问题,发展更先进、更成熟的方法是冰川研究的重要方向,未来可以尝试采用粗糙集理论及ICESAT卫星波形提高冰川信息提取的精度.

和田河流域山区积雪覆盖时空变化规律研究

利用2007-2017年MOD10A2积雪产品数据与数字高程、气象数据结合,分析地形、气象因素对新疆和田河流域山区积雪覆盖的影响。结果表明:积雪覆盖率时空变化受高程影响,在海拔3500 m以下区域,年内变化逐渐呈现出由“U”型向“V”型的过渡。海拔3500~5500 m的中高区域,积雪年内变化呈现“消融-积雪-消融-积雪”的二次过程;从不同坡度带积雪覆盖率差异较为明显,其中12.4°~19.5°带的平均积雪覆盖率为68.68%,0°~5.3°带的积雪覆盖率最高仅为28.01%;不同坡向带的积雪覆盖率最大为东坡带,近11 a平均积雪覆盖率为60%。积雪覆盖率随坡度、坡向及高程变化趋势相仿;受年内气象条件变化影响,年内最大积雪覆盖率常出现在2月和3月,且最大为76.9%。和田河流域积雪覆盖率与气温变化紧密相关。

新疆雪线场的建立及其空间分布特征

以新疆为研究区,利用2015年逐日积雪产品MOD10A1/MYD10A1数据,通过积雪持续时间比率法提取研究区雪线,并运用克里金插值法建立新疆区域雪线场,在此基础上对研究区雪线空间分布特征进行研究。经分析得出：普通克里格插值法建立的新疆雪线场MAE（平均绝对误差）为4.49 m,RMSE（均方根误差）为48.93 m,其误差满足本研究的精度需求;从整个研究区分析,雪线高程呈现出北低南高,西高东低的布局,其值在3 000-5 600m,具有典型的经度地带性和纬度地带性的分布特点,同时雪线场南部分布密集北部稀疏;从局部区域分析,天山山区雪线高程南高北低、东高西低,昆仑山区中间高、两边低,阿尔泰山区西北向东南依次降低;各个区域雪线分布差异较大,其内部分布复杂,雪线高程高低交错。

2000—2019年青藏高原积雪时空变化

积雪是冰冻圈最重要的组成部分,影响着大气环流和区域水量平衡,对气候变化十分敏感。本文基于2000—2019年MODIS/Terra积雪产品数据,探讨了青藏高原近20年积雪的年内、年际和季节性时空特征及其变化趋势。结果表明:(1)2000—2019年青藏高原积雪以短期积雪为主,积雪期在1个月及以下时间段内的积雪空间分布范围最广,占积雪总面积的72.91%;积雪期越长,多年平均积雪率(SCR)越高,SCR呈高原四周山脉高,而羌塘高原、江河源区、柴达木-黄湟高中盆地等地低的特点。(2)2000—2019年积雪面积呈反复的先波动增加再波动减少,距平变化率在-15.97%~11.52%之间。横断山区、帕米尔高原以及羌塘高原大部分地区的SCR呈明显减少趋势;高原四周极大/大起伏高山/极高山区、江河源丘状高山原和江河上游中/大起伏高山区的SCR呈显著增加趋势。(3)年内积雪面积呈双峰型周期变化趋势,3月和11月达到峰值,8月达到谷值,与该区域多年平均气温、降水等气候因子的年内周期性变化相反。青藏高原冬季积雪分布最广,秋季和春季积雪范围次之,夏季积雪范围最小;2000—2019年,青藏高原东部和南部冬季积雪显著增加、秋季和春季积雪显著减少,青藏高原整体夏季积雪显著减少。(4)近20年,青藏高原积雪与气温、降水的相关程度均较强,积雪覆盖范围与气温呈负相关关系,与降水呈正相关关系。研究结果有助于掌握青藏高原冰雪融水变化情况,对区域水量平衡和气候变化有重要指示作用。

Loss of total phenols from leaf litter of two shrub species: dual responses to alpine forest gap disturbance during winter and the growing season

高山森林林窗能够通过调控水热动态进而控制林下生态系统过程。因此,本研究旨在通过两种典型灌木[华西箭竹(Fargeisia nitida(Mitford)Keng f.)和康定柳(Salix paraplesia Schneid.)]凋落叶分解,探索林窗干扰对分解过程中总酚释放的影响。我们在一个典型的岷江冷杉林(Abies faxoniana Rehd.)样地,通过设置不同林窗位置(林窗中心南侧、林窗中心北侧、林缘、扩展林缘和林下)进行了凋落物分解实验;并在两年的不同关键时期:雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期、生长季节初期和生长季节后期,对两种灌木凋落叶分解袋进行采样,并测试其总酚释放率和微生物丰富度(真菌和细菌)。实验结束后,我们发现,雪被厚度、冻融循环以及真菌细菌比对凋落叶的总酚释放具有显著影响。在两年的雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节后期,真菌和细菌丰富度表现出从林窗中心到林下逐渐降低的趋势,而在两年的生长季节初期,其表现出从林窗中心到林下逐渐增加的趋势。而从不同林窗位置来比较,两种灌木凋落叶的总酚释放率仅在第一年各关键时期表现出同真菌细菌丰富度类似的规律。此外,在第一年的冬季,以及从整个第一年和整个两年分解时间段来看,林窗中心位置两种凋落叶的总酚释放率皆较其他林窗位置高。这些研究结果表明,高山森林林窗的形成能够促进凋落叶总酚的释放,尽管其释放对林窗干扰的响应在不同关键时间具有不同的表现。总之,在高寒生物区,林窗的更替消失以及在气候变化背景下冬季变暖导致的雪被覆盖厚度和持续时间的减少会降低凋落叶总酚的释放率。