甘肃陇东地区季节冻土变化对气候变暖的响应

受气候变暖的影响,季节冻土的冻结、融化及持续时间都发生了较大变化。运用陇东地区8个气象站1971-2005年温度、冻土观测资料,分析了该地气候变化对季节冻土的影响。结果表明：自20世纪70年代以来,该地冬季气温升高了2．7℃,30cm的冻土冻结时间大约推后了10d,冻土融化时间提前了10d,冻土持续时间缩短了20d左右;35年来平均最大冻结深度减少了约20cm;随着气候的持续变暖,最大冻土深度将进一步减少,预计2050年至少比现在减少15cm左右,对未来建设工程的设计及施工有较大影响。     

三江源地区季节冻土时空格局及影响因子

根据三江源地区21个气象台站的最大冻土深度、气温、降水观测数据和欧洲中心再分析资料,利用旋转经验正交分解等方法对1981—1010年三江源地区季节最大冻土深度(MFSD)的时空分布特征进行了分析,并探讨了季节冻土与气候因子之间的关系,结果表明：(1)40年来三江源地区平均MFSD为136.66cm,空间分布呈现出以玛多站最大中心值(218.85cm),向四周递减的分布特征。(2) 40年平均变率空间分布和旋转正交经验分解第一模态时间系数均表现出三江源地区MFSD呈现明显下降趋势,季节冻土层明显减薄,平均MFSD递减率为0.51cm/a。(3)表征热力状况的气候因子中,湿润指数、气温和降水是影响三江源地区季节冻土较为重要的气候因子。(4)三江源地区季节冻土的关键区在东北部,MFSD典型高值年有1983年等4个年份;典型低值年有1988年等7个年份。通过对500hPa位势高度场典型高值年、低值年合成分析,季节冻土典型高(低)值年,北半球500hPa位势高度场负(正)异常;同时,南亚高压负(正)异常,其范围偏小(大),强度偏弱(强),温度场中心温度更低(高),对应三江源地区应季节冻土更厚(薄...     

不同冻融阶段表层季节冻土细菌群落结构和功能解析

冻土微生物对预测冻土和气候之间潜在反馈机制至关重要。为明确不同冻融阶段对冻土细菌群落的影响,揭示冻土性质变化与细菌群落之间的响应关系,选择黑龙江典型季节冻土表层土为研究对象并进行理化性质测定,采用16S rRNA高通量测序技术分析细菌群落结构和功能组成,通过冗余分析等方法探究土壤理化性质与细菌群落结构和功能之间的相关关系。结果表明:(1)不同冻融阶段对土壤pH和总磷含量影响不显著,完全冻结期土壤中机质和总氮含量显著高于冻融循环期(P ＜ 0.05)。(2)共获得OTU序列985111条,属于42个菌门,优势菌门中,放线菌门(Actinobacteria)相对丰度在完全解冻期显著高于冻融循环期和完全冻结期(P ＜ 0.05),变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)相对丰度在不同冻融阶段未表现出显著性差异。不同冻融阶段对细菌Alpha多样性和Beta多样性影响显著,其中冻融循环期显著增加了细菌群落的多样性,完全冻结期则使Beta多样性发生显著变化。此外,完全冻结期对细菌丰度之间的正相关性以及群落的稳定性影响较大。(3)细菌群落功能共5418种,分属于6大类,其中新陈代谢功能占比最大,不同冻融阶段平均值占比75%以上。一级功能在完全冻结期和完全解冻期之间均具有显著性差异(P ＜ 0.05)。具有显著性差异的二级功能中,几乎均在完全冻结期和完全解冻期之间存在显著差异(P ＜ 0.05)。(4)土壤有机碳(SOC)、总氮(STN)、总磷(STP)是影响细菌群落结构组成和功能的主要环境因子,pH影响不显著。综上所述,不同冻融阶段(特别是完全冻结期)对细菌群落结构组成和功能具有显著影响,这种影响的变化与土壤性质SOC、STN、STP呈现显著正相关或负相关关系,研究结果为进一步研究气候变暖背景下黑龙江省季节冻土微生物的响应机制提供科学依据。