季节性冻融土壤水热耦合运移模拟

来源：土壤学报杂志2014年第4期北京时间：

作者：郭志强,彭道黎,徐 明,邱 帅

单位：郭志强，河南林业职业学院；hnlxguosir@163.com,彭道黎，北京林业大学资源与环境学院；,徐 明，中国科学院地理科学与资源研究所；,邱 帅，中国科学院地理科学与资源研究所；,

摘要：根据季节性冻融条件下土壤垂直一维水热运移状况，在地表能量质量平衡条件下，利用水热耦合模型对土壤温度和水分变化进行了模拟。模拟时考虑土壤冻结时冰和水对土壤体积热容、热传导及导水度的影响，并考虑了雪盖层的影响。本模型由实验所在地2008年1月1日至2010年12月31日连续3 a气象数据驱动，用实测地温、水分和冻结深度数据进行验证。结果表明，在地面以下0、5、40、80、160 cm等不同深处模拟温度与实测温度均方根误差（RMSE）分别为3.65、1.59、1.75、1.35、1.64℃，冻结深度也趋一致。除去表层，其他不同深度土壤含水量模拟值与实测值平均误差在3%左右，均方根误差低于4%。此模型及参数化方案能够模拟季节性冻融条件下一定深度土壤温度、水分运移状况，可用于多年冻土区活动层水、热变化规律研究，并可与生态过程模型耦合，从而改进冻土环境下生态系统模型中土壤温度、水分和冻融深度的模拟精度。

关键词：季节性冻融; 能量平衡; 耦合模型; 生态过程模型

基金资助：国际合作项目“区域林业碳汇/源计量体系构建及应用研究”（NO.2009-204）和“973”项目“典型流域陆地生态系统-大气碳氮气体交换关键过程、规律与调控原理” (No.2012CB417103)资助