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黑河高山草甸冻土带水热传输过程

水科学进展 2010年第1期21卷 30-35页

作者：阳勇陈仁升吉喜斌卿文武刘俊峰韩春坛中国科学院寒区旱区环境与工程研究所黑河上游生态-水文试验研究站甘肃兰州730000 中国科学院生态水文与流域科学重点实验室甘肃兰州730000

以黑河源区高山草甸冻土带的基本气象参数、植被参数和土壤水热性质参数为输入条件,利用coupmodel模型计算了试验点两个完整年度日尺度上的各种基本水热状况,计算结果较符合实测值(7层地温和土壤液态含水量平均R2分别为0.95和0.83)。利... 详细信息

以黑河源区高山草甸冻土带的基本气象参数、植被参数和土壤水热性质参数为输入条件,利用coupmodel模型计算了试验点两个完整年度日尺度上的各种基本水热状况,计算结果较符合实测值(7层地温和土壤液态含水量平均R2分别为0.95和0.83)。利用模型输出的土壤热通量和土壤水迁移分析了试验点季节性冻土区的水热传输过程:在土壤层开始冻结期,下层土壤液态水向冻结锋面集结,集结期向上的地热通量急剧增加;在冻结期,土壤热传导主要与上下层的土壤温度有关,土壤水迁移基本处于零通量状态;在融化期,在融化锋面未出现液态水分集结现象,融化层土壤水热传输过程迅速改变并与非冻结土壤一致,向下的地热通量急剧增加。

关键词：黑河源区高山草甸冻土水文水热传输 coupmodel模型全球变暖

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鄱阳湖湿地苔草对水位变化的响应

应用基础与工程科学学报 2014年第5期22卷 865-876页

作者：邓志民张翔罗蔚肖洋潘国艳陈龙武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 水资源安全保障湖北省协同创新中心湖北武汉430072 江西省水利规划设计院江西南昌330029

湖泊湿地生态系统的结构和功能与其水位变化有着紧密的联系.近年来,受气候变化和人类活动的影响,鄱阳湖出现了低水位提前并持续时间延长、湿地退化、生物多样性锐减等严重问题.本文应用coupmodel生态水文模型,模拟鄱阳湖湿地优势种灰化... 详细信息

湖泊湿地生态系统的结构和功能与其水位变化有着紧密的联系.近年来,受气候变化和人类活动的影响,鄱阳湖出现了低水位提前并持续时间延长、湿地退化、生物多样性锐减等严重问题.本文应用coupmodel生态水文模型,模拟鄱阳湖湿地优势种灰化苔草呼吸量(碳),应用人工神经网络模型建立鄱阳湖星子站水位与苔草呼吸量(碳)的关系,研究鄱阳湖湿地对水位变化的响应.结果表明,1990—2011年间9—11月的鄱阳湖湿地优势物种苔草生长期累计呼吸量呈下降趋势,且三峡水库试验性蓄水后比蓄水前减少了3.5%,减少趋势显著.根据鄱阳湖水位变化的特征,提出了高、中、低3种水位调控方案:应用人工神经网络模型,反演了3种水位调控方案下,鄱阳湖湿地9—11月苔草生长期累计呼吸量的变化,结果表明,中水位调控方案可明显恢复三峡水库蓄水后的苔草呼吸量,对湿地生态的保护和恢复具有明显作用.研究结果为制订适宜的鄱阳湖湿地生态水位调控方案提供了科学依据.

关键词：湿地呼吸量水位 coupmodel模型人工神经网络模型

基于coupmodel的松嫩平原黑土区土壤水热过程模拟

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东北农业大学学报 2019年第9期50卷 50-58页

作者：王子龙柳春先姜秋香付强陈伟杰印玉明东北农业大学水利与土木工程学院

为探究松嫩平原黑土区不同积雪覆盖条件下冻融土壤水热耦合过程。文章基于物理过程coupmodel模型,运用普适似然不确定方法(GLUE)估计积雪、土壤水热运移有关参数,模拟裸地、自然积雪、压实积雪、加厚积雪状态下各层土壤温度与土壤液态... 详细信息

为探究松嫩平原黑土区不同积雪覆盖条件下冻融土壤水热耦合过程。文章基于物理过程coupmodel模型,运用普适似然不确定方法(GLUE)估计积雪、土壤水热运移有关参数,模拟裸地、自然积雪、压实积雪、加厚积雪状态下各层土壤温度与土壤液态含水率变化情况。结果表明,模型对自然、压实、加厚积雪覆盖条件下雪深模拟较理想;模型可较好模拟裸地、自然积雪、加厚积雪覆盖条件下20~140cm土层土壤温度,其中裸地最佳,自然次之,自然略优于加厚,模型对压实积雪状态下20~100cm土层土壤温度模拟效果仍较好,但对140cm土层模拟效果略差;此外,模型可模拟各状态下20~60cm土层土壤液态含水率,模拟效果优劣排序依次为自然、裸地、加厚、压实。结合GLUE方法coupmodel模型可用于不同积雪覆盖条件下土壤水热变化规律研究。

关键词：积雪覆盖 coupmodel模型参数估计水热过程模拟

青藏高原多年冻土活动层水热特征及其对土壤渗透性影响分析

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青藏高原多年冻土活动层水热特征及其对土壤渗透性影响分析

作者：徐洪亮兰州大学

学位级别：硕士

青藏高原因其复杂的地质构造、独特的自然地理环境及其对全球气候变化的指示性和敏感性,强烈地影响着中国、亚洲,甚至北半球的环境变化,一直以来是国内国际研究的热点之一。活动层被认为是多年冻土与大气之间水热交换的缓冲层,是多年冻... 详细信息

青藏高原因其复杂的地质构造、独特的自然地理环境及其对全球气候变化的指示性和敏感性,强烈地影响着中国、亚洲,甚至北半球的环境变化,一直以来是国内国际研究的热点之一。活动层被认为是多年冻土与大气之间水热交换的缓冲层,是多年冻土的重要组成部分,影响着寒区水循环和能量交换。随着全球气候变化,多年冻土持续退化、活动层土壤水热特性改变,导致多年冻土中富含的碳和无机溶质得到释放,加速温室气体排放,影响水分季节入渗,改变土壤内部水热平衡,改变地表径流时空分布格局,进而对水生生态系统、气候系统、冻土的发育产生深远影响,而控制土壤水分迁移的渗透性在气候变暖中也必将受到严重影响。本文通过分析活动层土壤水热特征及其对气候变化的响应,并结合不同时期土壤渗透性与土壤温湿度的关系,探究了未来气候变化下土壤水热状况及渗透性变化的特征,以期为寒区多年冻土活动层特性、生态环境、水资源评价等提供数据支撑。研究内容及结果如下:（1）根据风火山研究区实测土壤温、湿度数据,对比分析了土壤温、湿度的剖面分布、相关性、不同时间尺度变化特征。年内活动层温度和含水量变化趋势具有较强的一致性,但随着土壤深度的增加,土壤温度表现出振幅衰减和一定的滞后性,土壤含水量在相位上也体现出一定的滞后现象。各层土壤含水量之间的大小关系并没有固定规律,其视植被、土壤结构等情况而定,但通过比较发现坡下点土壤含水量普遍大于坡上点,且坡上点土壤开始融化和开始冻结时间均较坡下点提前。在单日中,随着白天气温逐渐升高,夜间气温逐渐降低,浅层（20cm以上）土壤温度逐渐升高,上升至最大值后开始逐渐降温,其余深度土壤温度基本没有变化,土壤含水量在整个过程中变化也较小。土壤温湿度之间的相关性表明,土壤温湿度相关性年内呈V字型变化,即在暖季表现为负相关,在其余时间基本表现为正相关。（2）应用Coup Model模拟了年内土壤温湿度变化,并基于已验证的模型模拟了不同气温升高和降水量增加情境下活动层土壤水热动态对气候变化的响应。气候暖湿化后,活动层土壤温湿度受气温升高和降水量增加影响显著。气温每升高1℃,活动层土壤平均温度约升高0.8℃,其中开始冻结阶段和开始融化阶段受升温影响较小。然而,土壤含水量在开始冻结和开始融化两阶段受升温影响最大,完全融化期和完全冻结期土壤含水量基本不受升温影响,这刚好与土壤温度变化特征相反。气温升高还会导致活动层开始融化时间提前和开始冻结时间延后,这导致活动层土壤处于完全融化的时间增加更有利于地下水排泄,将不利于冻土发育,加速冻土退化进程。降水量增加能明显降低逐渐融化期土壤温度,升高完全冻结期和逐渐冻结期土壤温度,且变化幅度与降水量增加量呈正相关关系。青藏高原降水主要集中在暖季,因此降水量增加主要导致了完全融化期土壤含水量增加。（3）在冗余分析（Redundancy analysis）中,主要影响土壤渗透性的是气温、中上层土壤温度和活动层底部土壤温度,其中阴坡坡下点、沟口阴坡和沟口阳坡土壤渗透性变化趋势基本与气温及中上层土壤温度变化趋势一致,与160 cm深度土壤温度变化趋势相反,而阴坡坡上点土壤渗透性与土壤温度变化趋势完全相反,其可能是坡上点活动层剖面土壤组成结构和排水条件差异所致。进一步对比阴阳坡土壤渗透系数和土壤温度的变化趋势发现,阴阳坡接收太阳辐射的差异导致阳坡地温与土壤渗透性之间的相关性更好,阳坡100 cm及以上深度地温与土壤渗透性变化趋势相同,而阴坡地温与土壤渗透性表现为正相关的深度一般只能到50 cm。（4）在气候变化情境中活动层土壤渗透性将发生变化。气温升高将导致活动层在完全融化期土壤渗透性增强,开始冻结时间滞后引起冻结前土壤含水量减小,初始含水量减小将导致冻结过程（冰晶形成至完全冻结）中土壤渗透性增强,这明显不利于冻土发育。降水量增加情景中,完全融化期土壤渗透性基本不变,逐渐冻结期土壤渗透性降低过程延缓,但是由于初始含水量增加将导致冻结过程中土壤渗透性减小,这对冻土发育是个有利条件。

关键词：青藏高原活动层水热特征气候变化 coupmodel模型渗透性

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土壤干化的水文生态效应

土壤干化的水文生态效应

黄土丘陵区农林地SVAT系统水分传输模拟研究

作者：卫三平王力吴发启山西省水土保持科学研究所西北农林科技大学资源环境学院中科院水利部水土保持研究所

应用土壤一植被一大气传输模型(SVAT-model)——coupmodel,对黄土丘陵沟壑区农地(马铃薯)、林地(刺槐林)、采伐迹地(刺槐被砍伐)和荒草地(天然灌草)的土壤水分变化进行了模拟。分析了不同植被覆盖条件下土壤干化程度、气候干旱和植被耗... 详细信息

应用土壤一植被一大气传输模型(SVAT-model)——coupmodel,对黄土丘陵沟壑区农地(马铃薯)、林地(刺槐林)、采伐迹地(刺槐被砍伐)和荒草地(天然灌草)的土壤水分变化进行了模拟。分析了不同植被覆盖条件下土壤干化程度、气候干旱和植被耗水对土壤干化的贡献率以及土壤干化的水文生态效应。研究结果表明:农地不存在土壤干化现象,刺槐林地、采伐迹地和荒草地均存在明显的土壤干层,以刺槐林地最为严重;气候干旱和植被过度耗水对土壤干化的贡献率分别为70.74%和29.26%,气候干旱是导致土壤干化的主要原因;土壤干化可以导致土壤剖面水分交换深度变浅,土壤剖面水分的移动性变差,使土壤水库丧失77.58%～93.55%的调节能力,形成土壤水分循环的隔离层,增加植被生长对年度降水的依赖性。总之,土壤干化恶化了陆地土壤水文循环环境,影响植被的正常生长,不利于黄土丘陵沟壑区的生态环境建设。

关键词：土壤干化水文生态效应 coupmodel模型黄土丘陵沟壑区

来源： cnki会议评论

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