2015年上半年马啣山多年冻土区野外调查工作简讯

马啣山山顶残存的岛状多年冻土为黄土高原地区多年冻土存在的“活化石”。自2008年以来,我站开展了这一地区特殊气候和特殊环境背景下岛状多年冻土退化机理的研究,建立监测站点。2014年初,我站与甘肃兴隆山国家级自然保护区管理局签订了“马啣山生态环境监测合作协议”,共建“马啣山多年冻土
与环境科学观测基地”,为今后在马啣山地区开展科研工作提供了便利的条件。目前,我站对马啣山多
年冻土区地表、活动层、多年冻土层能水平衡各要素进行连续监测,项目包括:气象监测(风、温、湿、压、降水量、辐射平衡等)、植被监测(植物根系生长动态观测、植被覆盖度与生物量等)、土壤监测(活动层土壤温度、水分含量、盐分含量、温度、热通量、碳氮循环等)、马啣山及其周边地区多年冻土变化监测(多年冻土地温、活动层和多年冻土层厚度等)。2015年上半年在这一地区开展了下列工作:
1、2015年4月14日—5月3日,在我站与兰州大学资源环境学院共同资助下,在马啣山多年冻土区开展了钻探、物探、土壤及植被根系调查等工作,我站谢昌卫、王武、吴晓东、岳广阳、吴吉春、王田野、田黎明等参加了此次野外工作。本次工作目标是查明马啣山多年冻土分布范围、多年冻土最大厚度以及马啣山顶部(包括冻土区)不同区域不同深度的岩土特征(包括地层特征和热物理特征、物性特征等)。这期间开展的主要工作包括:
⇒钻取了5个钻孔,总进尺约为140米,其中最深钻孔约为60米。对每个钻孔进行了详细的地层剖面描述,并采集了不同深度岩土样品,测试了岩土含水量(体积和重量),容重,级配和粒度,矿物成分,有机质含量等指标。土壤含水量主要以现场测量为主,对重点层位样品带回实验室进行分析。

image0011-e1435200112301.jpg钻探工作现场

image003-e1435200291701.jpg采集土壤样品

⇒开展了瞬变电磁法探测工作,共计6条剖面,测点94个。探测区域为马啣山顶部(3500m以上),测点布置尽量做到网格化测量,与钻探结合,并且以后每月对这些断面开展重复勘察,分析冻融过程对岩土物理性质的影响。

image005-e1435201359334.jpg瞬变电磁法探测

⇒开展了马啣山多年冻土区植物群落样地地下根系生长图片扫描工作,获取地下根系生长扫描图片160张。观测结果可以分析了解马啣山植物根系的垂直分布特征及生长动态,结合同步观测的活动层数据,探讨多年冻土活动层水热变化对高寒植物根系分布格局的影响。

image007-e1435570644685.jpg植被根系扫描

2、2015年5月12日,我站高泽深、王武、王田野等采用RTK(Real-time kinematic)实时动态控制系统对马啣山山顶多年冻土区进行了地形图测量。RTK方法是一种新的常用的GPS测量方法,能够在野外实时得到厘米级定位精度。本次测量工作完成了小湖滩1:2000的高精度测绘地图。

image009-e1435201783583.png马啣山小湖滩地区1:2000地形图

3、为了了解马啣山多年冻土区植被随气候的季节性变化而发生的萌芽、抽枝、展叶、开花、结果及落叶、休眠等规律性变化的现象,我站吴晓东等人安装了物候监测系统开展长期定位监测。

image011-e1435201968947.jpg物候系统安装

4、为了保证马啣山基地的用电需要,我站建成了3000W太阳能电池系统,确保了基地内生活用电和科研仪器用电的需要。

image015-e1435202164905.jpg3000W太阳能系统安装

5、6月5日,马啣山监测基地接待了中国科学院寒旱所丁永建研究员的学术团队到访。我站谢昌卫和王武向到访团队介绍了马啣山地区开展的监测工作情况,并带领团队参观了多年冻土环境、冰缘遗迹如古冰川、石海等。丁永建研究员对我站在这一地区开展的工作进行了充分的肯定。
丁永建研究员的学术团队访问马啣山多年冻土监测基地