季节冻土区黑土耕层土壤冻融过程及水分变化

摘要

利用黑龙江省水利科学研究院水利试验研究中心综合实验观测场2011年11月-2012年4月整个冻结融化期的实测野外黑土耕层土壤温度和水分数据,对中-深季节冻土区黑土耕层土壤冻融过程中冻结和融化特征分阴、阳坡进行了分析,研究了冻融过程中不同深度土壤水分的变化情况,并探讨了降水对不同深度耕层土壤含水量变化的影响.结果表明:黑土耕层土壤冻结融化过程分为5个阶段,历时164 d,约5.5个月.阶段I,秋末冬初黑土耕层土壤开始步入冻结期;阶段II,黑土耕层土壤整日处于冻结状态,阴坡比同样深度的阳坡土壤温度低;阶段III为黑土耕层土壤稳定冻结期;阶段IV,黑土耕层土壤步入昼融夜冻的日循环交替状态,冻融循环的土层逐渐向深部发展,阳坡比阴坡融化得更深、更早,阴坡比阳坡经历冻融循环次数更多;阶段V为稳定融化期,在融化过程不存在冻融交替的现象,直到整个冻层内的土壤全部消融.各深度位置阴坡土壤温度的最高值出现时间比阳坡晚约0.5h.经过整个冻结融化期后,阴、阳坡各层土壤含水量均大于冻结前,阴坡土壤含水量比阳坡整体偏低.在整个冻结融化期,阳坡地下1 cm、5 cm、10 cm及15 cm处含水量最大值出现在地下5 cm;阴坡的含水量整体趋于平稳且在融化期受降水影响明显.