亚北极野火对多年冻土活动层厚度的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 蒋啸 |
| 答辩日期 | 2024-01 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 杨小唤 ; 蔡红艳 |
| 关键词 | 亚北极 野火 活动层厚度 不同地理环境 影响机制 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 多年冻土是全球最大的土壤碳库，多年冻土退化将释放大量的温室气体，对气候变暖形成正反馈。近年来，亚北极（位于北极圈以南的高纬度地区）野火频发，对局地尺度多年冻土的扰动剧烈，加剧了多年冻土退化并改变碳排放节律，对亚北极乃至全球碳通量模拟带来了重大挑战。多年冻土退化表现为多种形式，如范围缩减、冻融节律改变、冻土温度升高、活动层增厚等，其中，活动层增厚是碳排放估算的重要依据。因此，开展亚北极野火对多年冻土活动层厚度的影响分析，解析不同地理环境下野火引起的活动层增厚差异，厘清复杂地理环境下野火对活动层的影响机制，对多年冻土退化预测及碳通量模型修正以及气候变化预测具有重要科学意义。 本研究使用2001~2019年长时序的FireCCI51火烧数据和MOSEV火烧强度数据集，从火烧面积、火烧强度、火烧频次三个方面分析了北纬50°以北地区野火的时空变化特征。其次，通过多源数据整合，多模型组合、降尺度等方式引入公里级的土壤湿度、气候及植被等精细数据，优化了Kudryavtsev模型的关键参数，并生成了1km空间分辨率的多年冻土数据集，包括冻土地面温度、冻土顶部温度以及活动层厚度。在此基础上，识别了野火引起的冻土水热参数变化及活动层厚度变化，解析了不同地理环境因子间野火引起的活动层厚度变化（ΔALT）对火烧强度（dNBR）的响应差异；以野火集聚分布的东西伯利亚、中西伯利亚、加拿大西部和加拿大中部为典型区，揭示了野火对活动层厚度的影响机制分异。主要结论如下： （1）2001~2019年火烧面积呈先波动变化后趋于增长的态势，火烧强度以中度为主，火烧频次以多次为主，约60%的火烧迹地发生2~5次野火。空间分布上，火烧迹地较为破碎、零散，平均面积约5km2，主要集聚在阿拉斯加中部、加拿大西部、东西伯利亚、中西伯利亚等地区。研究区广布中度火烧的野火，而重度火烧则多分布于东西伯利亚以及加拿大西部。地理环境对野火分布的限制作用较为凸显，野火集聚于低含冰量薄覆盖层冻土区，以林火为主，而苔原火向北蔓延的趋势凸显。 （2）不同地理环境下，野火引起的活动层厚度变化（ΔALT）随火烧强度指数（dNBR）增大而增厚的规律较一致，且随着轻度、中度、重度火烧的变化ΔALT增大的梯级效应愈发明显。ΔALT对dNBR的响应存在差异，苔原的响应强于林地，中低含冰量冻土的响应强于高含冰量冻土，低海拔的响应强于高海拔，而坡度等级中无明显差异。（3）不同典型区中野火对活动层厚度的影响受地理环境复杂程度的限制较为明显。火烧后土壤湿度变化（ΔSM）是ΔALT增厚的关键中介变量，ΔSM降低促使ΔALT增厚。东西伯利亚地区地形、植被、冻土类型较丰富，各地理环境因子对ΔALT的作用均较明显，而加拿大中部地区地形、冻土条件相对单一，各地理因子间ΔALT的差异较小，限制作用较弱。总体而言，冻土类型在ΔALT变化过程中的作用突出，地势崎岖地区ΔALT随冻土含冰量降低而降低，相对平坦地区表现为相反的趋势。 |
| 学科主题 | 地图学与地理信息系统 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 134 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/209352]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 蒋啸. 亚北极野火对多年冻土活动层厚度的影响[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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