冻土变化对流域产汇流过程及水源涵养能力影响研究获新进展
发表日期:2024-12-09来源：
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多年冻土在中国高寒地区广泛分布，其隔水作用使冻土流域产汇流过程与非冻土区有显著差别。多年冻土活动层的冻融变化对流域“降水-土壤水-冻土层上水-地表径流”的水交互迁移转化关系有直接影响，这种转化关系会因高寒植被下垫面的不同存在差异。
因此，掌握多年冻土冻融变化对流域地表-地下水的交互影响，明确冻土变化背景下不同下垫面的产流贡献及水源涵养功能，对于促进高寒区水文水资源变化机理研究有重要意义。
中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈水文研究团队基于多站点的长期实测数据分析和模型模拟，量化评估了青藏高原多年冻土流域活动层土壤水、冻土层上水以及地表径流的水文联系，并对高寒草甸、高寒草原、寒漠、沼泽草甸等典型冻土下垫面景观要素的径流调节能力及产流贡献进行了评价，阐述了冻土变化对流域产汇流过程及水源涵养能力的量化影响。
研究发现，冻土层上水与河道径流过程相关性高，典型小流域实测资料统计研究发现，冻土层上水可贡献57%至66%的河道径流变化。寒漠、冰川、高寒草甸景观带是西北高寒冻土流域最主要的产流区，如疏勒河上游95%以上的年径流量产自于冰川、高寒草甸及寒漠景观。此外，模拟结果发现，多年冻土退化会显著削减洪水径流并一定程度增加枯水期径流，并因景观类型的不同而差异明显。
上述成果分别以Links between seasonal suprapermafrost groundwater,the hydrothermal change of the active layer，and river runoff in alpine permafrost watersheds，Assessment of runoff generation capacity and total runoff contribution for different landscapes in alpine and permafrost watershed为题发表在Hydrology and Earth System Science和Catena期刊上，西北研究院秦甲副研究员为论文第一作者，丁永建研究员和秦甲分别为论文通讯作者。以上研究成果获国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目资助。
文章链接：https://hess.copernicus.org/articles/28/973/2024/
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816224008403
图1. 多年冻土活动层冻融过程“土壤水-冻土层上水-地表径流”动态的响应理论框架
图2.冻土退化对典型流域不同下垫面的径流过程及水源涵养能力影响。 横坐标Am,Ag,S,B,C,and Sm 分别表示高寒草甸、高寒草原、灌丛、裸地、寒漠和沼泽草甸. Ct and NP 分别表示现状和冻土退化情景
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