西北地区季节性最大冻土深度的分布和变化特征_杨小利

第３９卷第２期２００８年４月

土壤通报

ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ

Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．２Ａｐｒ．，２００８

西北地区季节性最大冻土深度的分布和变化特征

杨小利１，２，王劲松１

（１．中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃省干旱气候变化与减灾重点试验室，中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放试验室，

甘肃兰州，７３００２０；２．甘肃省平凉市气象局，甘肃平凉７４４０００）

摘要：利用西北地区１９６１￣２０００年１０１个代表站的年冻土观测资料，采用ＥＯＦ、小波分析方法，分析了西北ＲＥＯＦ、

地区季节性最大冻土深度的分布状况及其变化特征。结果表明，西北地区多数地区平均最大冻深在０．５￣２ｍ之间，平均２ｍ以上的只有在新疆的天山，青海东北部的祁连山区有零星分布。近几十年来，西北地区整体最大冻深减小，上世纪９０年代是近几十年来最大冻深最浅的时期，其中变化最明显的区域是新疆；西北最大冻深的变化可分为五个敏感区：西北中部区、

南疆区几乎呈直线下降，南疆区、北疆区、青藏高原区、西北东部区。各区最大冻深随时间变化趋势有所不同，西北中部区、

上世纪９０年代的平均最大冻深均比上世纪６０年代减少了０．１ｍ，北疆区和西北东部区呈小－大－小的抛物线型式变化，最大冻深的变幅相对较小，青海高原的最大冻深则表现出与其他区域相反的变化趋势，是一个由大－小－大的变化过程，上

土壤、控制的气候系统有所差异，变化周期世纪９０年代比上世纪８０年代平均最大冻深增加了０．５７ｍ。不同地区因其地形、

有所差别，但其周期尺度基本相似。在影响冻土的因素中，干旱区以冬季气温较为显著，而半干旱半湿润区则以地温和封冻前的土壤水分的影响更为显著。

关

键

词：：西北地区；季节性冻土；最大冻结深度；分布；变化特征

文献标识码：Ａ

文章编号：０５６４－３９４５（２００８）０２－０２３８－０６

中图分类号：Ｓ１６４

冻土是在温度下降到０℃或以下时，含有水分的土壤呈冻结状态的一种现象。一般可分为短时冻土、季节冻土和多年冻土。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，因而气候是对冻土有重要影响的因素，气候变化将影响冻土的地区分布和冰冻渗透深度［１］。季节性冻结和融化层处在温度年变化层的上部，更接近地表，对气候变化更为敏感，反应更为迅速。据研究表明，由于气候变暖，青藏高原东北部、东南部和南部冻土区厚度表现出变薄趋势［２］，青海高原多年冻土面积的减小和冻土下界高度升高［３］。西北地区地处中纬度地带，冬季寒冷，是我国冻土的主要分布区，除了在青藏高原、阿尔泰山、天山、祁连山等年平均气温≤－３℃的高寒山区有多年冻土分布外，其余多数地方分布着３￣６个月的季节性冻土。众所周知，冻土是土壤状况的一个建筑业、道路桥重要部分，土壤冻结深度与农事活动、

梁设计、铁路设计等关系密切，气候变化对冻土造成的影响及其反馈作用不仅波及到这些行业，也会影响到周围的环境，因而研究其变化意义重大。西北地区是我国气候变化的敏感区，据研究，西北地区的增温幅度明显高于２０世纪后期全国年平均增温幅度，西北地区月平均气温、最高气温、最低气温１９８７～２００３年比

杂，各地变暖程度不完全一致，气候变暖的地区主要在新疆北部，西北东部和青海东北部［５］。近年来，人们在冻土气候特征以及对相关行业影响方面做了大量工作，取得一些研究成果［６－１０］，但都限定在特定的区域，没有从总体上分析西北地区冻土的时空分布特征及变化特征，本文选取西北地区资料较完整的１０１个站

１９６１￣２０００年的冻土深度观测资料，建立其冻土深度

序列，分析该地区季节性冻土的分布及变化特征。

１材料和方法

文中所用资料为西北地区建站时间较早（１９６１年

以前建站），冻土冻结观测记录时间较长（从建站到

２０００年，以年为时段）的１０１个气象站最大冻土冻结

深度资料及有关气象观测资料。资料来源于国家气象中心气象资料室，数据经过了国家气象中心气象资料室的质量检验。

采用ＥＯＦ（自然正交分解函数）分解方法提取场的主要信息。为进一步分析其空间分布的区域特征，在（旋转自然正交分解函数）分ＥＯＦ的基础上采用ＲＥＯＦ

解方法进行分析。根据ＥＯＦ原理，对任意标准化资料阵ｍＸｎ总可展开成下列矩阵运算：

ｍＸｎ＝ｍＬｋｋＦｎ

式中：ｍＬｋ为空间载荷向量（ＬＶ）阵，ｋＦｎ为主成分（ＰＣ）

１９６１￣１９８６年平均值明显增高，尤以最低气温增幅最

大，冬季升温幅度大于夏季［４］。由于地域辽阔、地形复

收稿日期：２００７－０１－０４；修订日期：２００７－０３－０８

基金项目：科技部科研院所社会公益专项“西北农作物对气候变化的响应及其评价方法”（２００５ＤＩＢ３Ｊ１００）

作者简介：杨小利女（１９６７－），陕西风翔人，硕士，高级工程师，目前主要从事应用气象研究及服务工作，主要研究方向为干旱气候变化与干旱监测。Ｅｍａｉｌ：ｐｌｙｘｌ１＠１２６．ｃｏｍ

２期

杨小利等：西北地区季节性最大冻土深度的分布和变化特征

２３９

阵。本文提取前１０个载荷向量及其对应的主成分参加旋转。

采用小波分析方法分析其周期变化特征，小波基（母波）取Ｍｏｒｌｅｔ小波，即：

小波变换系数为

（ｔ）＝ｅ－２"ｉｔｅｘｐ［－（２"／ｋ）２｜ｔ｜２］!

２ｄ）新疆北部仅有零星区域冻深大于１ｍ，而南疆０．５ｍ

以下的范围北伸很明显，整个西北地区几乎没有２ｍ

以上的平均最大冻深区域。由以上分析可见，从上世纪

（ｔ＇，ａ）＝ａ－１／２（（ｔ／ａ－ｔ＇／ａ）ｄｔｆｔ）!＊!

（ｔ，ａ）是小波系数，（ｆｔ）是资料序列，!＊是!的共轭"

函数，ａ是膨胀尺度，对应周期。

＇

!

６０年代至上世纪９０年代的４０年间，西北地区最大冻深发生了较大的变化，上世纪７０年代开始出现变浅迹象，８０年代开始明显变浅，上世纪９０年代是近几十年

来最大冻深最浅的时期，其中变化最明显的区域是新疆地区。

２．２西北地区最大冻深变化的空间异常特征为了分析西北地区最大冻土深度变化的时空异常

２

２．１

结果及讨论

西北地区最大冻土深度的分布及其变化在各站冻土数据序列的基础上，计算各站各年最

特征，对所选取的１０１个代表站４０ａ的最大冻深序列进行ＥＯＦ分解，再对前１０个载荷向量及其主成分进行旋转，表１为旋转前后的方差贡献率。可以看出，旋转前前３个载荷向量占总方差的５３．５％，且其后的ＰＣ之间差异较小，因而只分析前３个载荷向量。旋转后各分量的方差贡献比之旋转前要分散均匀一些，这是因为，旋转后各分量着重于表现空间的相关性分布特征，同样因为旋转后前五个载荷向量占总方差的６０％，其后的方差贡献差异较小，因而只分析前五个向量。由（图略）可以看出，第一载荷ＥＯＦ的前３个载荷向量场

向量除在青海南部有微弱的负值外，几乎全为正值区，这表明，虽然西北地区地形复杂，各站差异显著，但由于在一定程度上受某种因子共同影响控制，其冻土深度的一致性变深或变浅仍是第一特征。第二载荷向量反映了新疆北部不同于西北地区其他地方的变化趋势，该区由于受青藏高原和天山山脉阻挡，冬季主要受西风环流影响，不同于西北地区其他地区。第三载荷向量反映了天山山区和祁连山区等部分高寒山区多年冻土区不同于其他地区季节性冻土的的变化趋势。由

大冻土深度，利用逐年最大冻土深度值，计算了从

１９６１￣２０００年４０ａ及不同年代各站冬季最大冻土深度

的平均值。图１显示了我国西北地区平均最大冻土深

度的空间分布情况。可以看出，西北地区季节性冻土的最大冻深分布总体呈现出西高东低的特点，多数地区平均最大冻深在０．５￣２ｍ之间，平均２ｍ以上的地区只有在新疆的天山，青海东北部的祁连山区有零星分布，平均在１￣２ｍ之间的地区则分布在新疆西北部和东部、甘肃西部和青海大部，其余地区则在１ｍ以下。从不同年代最大冻深平均值的演变情况看，上世纪７０年代（图２ｂ）新疆北部１ｍ以上冻深的范围较上世纪６０年代（图２ａ）开始缩小，南疆０．５ｍ以下的范围有所扩大，甘肃西部开始出现１ｍ以下的平均最大冻深，

青

海东部１ｍ以上的范围也有所西退，但在青海中部

０．５ｍ以下的零星区域消失，并且东北部２ｍ以上的零星区域有所扩大；１９８０’（图２ｃ）北疆１ｍ冻深的范围ｓ

进一步缩小，南疆０．５ｍ以下的范围进一步扩大，甘肃西部１ｍ以下的范围明显增加，西北地区东部１ｍ以上、０．５～１ｍ的区域均北缩西退；上世纪９０年代（图

ＲＥＯＦ的分解的前五个载荷向量得到西北地区季节性

冻土变化的五个主要空间异常分布区，其中ＲＬＶ１（旋转后第一载荷向量）大于０．４的等值线包含了这一异

常型的空间范围，大值区在甘肃河西，青海东北部到宁夏、陕西北部，中心值位于中宁为０．８９，这里是西北地区冻土变化的敏感区—西北中部型。ＲＬＶ２大于０．５的的区域主要在新疆天山以北，中心值位于精河为０．８６，这里是西北地区冻土变化的另一敏感区—北疆型，

ＲＬＶ３大于０．３的区域在天山以南，中心值位于和田为０．８１，是西北冻土变化的敏感区—南疆型，ＲＬＶ４大于０．３的区域在青海，中心冷湖值为０．８６，是西北冻土变化的敏感区—青海高原型，ＲＬＶ５大于０．３的区域在甘肃东部到陕西，中心平凉为０．７９，是西北冻土变化的最

图１西北地区１９６１￣２０００年４０ａ平均最大冻深分布

Ｆｉｇ１．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｖｅｒａｇｅｄｍａｘｉｕｍｆｒｏｚｅｎｓｏｉｌｄｅｐｔｈｏｖｅｒｔｈｅｒｅ－ｃｅｎｔ４０ｙｅａｒｓ

后一个敏感区—西北东部型。以上的空间分布型明显反映了不同的气候类型对西北地区冻土异常的影响，

２４０

土壤通报第３９卷

青海高原区具有高原气候特点，受高原积雪和热力系统影响，其冻土变化明显不同于其他地区，新疆是西北的非季风区，北疆受青藏高原和天山的阻挡，冬季主要受西风带影响，南疆地处特别敏感的沙漠盆地，具有典

型的沙漠气候。西北地区中部和东部则是典型的大陆季风气候区，其中西北地区中部和西部属干旱气候区，而西北地区东部则属于半干旱、半湿润气候区。

图３为ＥＯＦ第１载荷向量的时间系数及其二阶

ａｂ

ｃｄ

图２西北地区不同年代平均最大冻深分布

ａ．上世纪６０年代ｂ．上世纪７０年代ｃ．上世纪８０年代ｄ．上世纪９０年代Ｆｉｇ２Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｖｅｒａｇｅｄｍａｘｉｕｍｆｒｏｚｅｎｓｏｉｌｄｅｐｔｈｏｖｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｃａｄｅｓ

表１ＥＯＦ、ＲＥＯＦ前１０个载荷向量累积方差贡献

Ｔａｂｌｅ１Ａｒｉａｎｃｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｉｒｓｔ１０ｌｏａｄｉｎｇｖｅｃｔｏｒｓｆｒｏｍＥＯＦａｎｄＲＥＯＦ

旋转前Ｂｅｆｏｒｅｒｏｔａｔｉｏｎ方差贡献率

序号

累积方差贡献率

旋转后Ａｆｔｅｒｒｏｔａｔｉｏｎ方差贡献率

累积方差贡献率

为冻结较深时期，而之后为冻结较浅时期，１９８０年可以看做最大冻深变化的转折点。

２．３各异常区冻土变化时间演变特征

Ａｒｉａｎｃｅ

ＡｃｃｕｍｕｌａｔｅｄＡｒｉａｎｃｅ

ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ

Ｓｅｑｕｅｎｃｅａｒｉａｎｃｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ

ｒａｔｅ

ｎｕｍｂｅｒｒａｔｅ（％）ｒａｔｅ（％）

（％）１２３４５６７８９１０

３２．６１３．０７．９６．７６．０３．７３．４３．１２．３２．１

３２．６４５．６５３．５６０．２６６．２６９．９７３．３７６．４７８．７８０．８

２３．４１７．５８．４６．０４．４４．３４．０３．９３．３３．３

Ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄａｒｉａｎｃｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅ（％）

２３．４４０．９４９．３５５．５５９．９６４．２６８．２７２．１７５．４７８．７

图３ＥＯＦ第一载荷向量时间系数及其二阶主值函数

Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｔｉｍｅｃｏｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｉｔｓｓｅｃｏｎｄｔｒｅｎｄｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｌｏａｄｉｎｇｖｅｃｔｏｒｆｒｏｍ

主值函数变化曲线，可以看出，其明显的演变特征是单调下降，１９８０年是由正值转向负值的转折点，结合全区几乎一致为正的第一载荷向量，说明西北地区最大冻深自上世纪６０年代以来一直在变浅，１９８０年以前

２．３．１年代际变化趋势以每个异常区ＲＬＶ中心大

值区作为代表站分析不同区的冻土变化趋势。图４给出了五个代表站最大冻土深的标准化值随时间的变化

２期

杨小利等：西北地区季节性最大冻土深度的分布和变化特征２４１

曲线，点线为其二阶主值函数曲线。

可以看出，中宁、和田的最大冻深随时间变化几乎呈线性下降，中宁由深变浅的转折点在１９７６年，而和田在１９８０年，在转折点之前这两个区域的冻土层较深厚，上世纪６０￣８０年代这两个站点所代表区域的最大冻深整体为正距平，分别超出平均值０．５３ｍ和０．３８ｍ，而之后冻层变浅，上世纪９０年代后期达到最浅，中宁、和田上世纪９０年代的平均最大冻深均比上世纪６０年代减少了０．１ｍ。精河、平凉、冷湖的最大冻深时间变化曲线均呈抛物线型，所不同的是精河和平凉是由小—大—小的变化趋势，上世纪７０年代前均为开始上升阶段，７０到９０年代为冻层较厚时期，其中精河上世纪７０

年代后期具有极大值，平凉在上世纪８０年代后期具有极大值，９０年代末以后开始下降。总体来看，精河和平凉最大冻深的变幅相对于其他几个代表站较小，其中精河变幅更小；冷湖的最大冻深是一个由大—小—大的变化过程，上世纪６０年代初冻深较大，之后至８０年代中期是层结较浅阶段，其中在７０年代中期具有极小值，８０年代中期以后冻深变大，至上世纪９０年代中期后达最大，上世纪９０年代比８０年代平均最大冻深增加了０．５７ｍ，可见冷湖的变化趋势与其他几个代表站的变化趋势相反，表明青海高原冻土变化对气候变化的相应明显不同于其他地区。

２．３．２周期变化特征小波分析能将时间序列分解

图４西北地区最大冻深各异常区代表站最大冻深标准化变量变化图（ａ中宁，ｂ精河，ｃ和田，ｄ冷湖，ｅ平凉）

Ｆｉｇ．４Ｔｈｅａｎｎｕａｌｖａｒｉａｎｃｅ（ｓｏｌｉｄｌｉｎｅ）ａｎｄｔｒｅｎｄｅｎｃｙ（ｄａｓｈｌｉｎｅ）ｆｏｒｔｈｅ５ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓｔａｔｉｏｎｓ（ａ．Ｚｈｏｎｇｎｉｎｇ，ｂ．Ｊｉｎｇｈｅ，ｃ．Ｈｅｔｉａｎ，ｄＬｅｎｇｈｕ，ｅ．Ｐｉｎｇｌｉａｎｇ）

成交织在一起的多尺度成分，可以对信号进行多时间尺度分析并能聚焦到所研究对象的任意细节上，因而对客观研究气候变化的多层次规律和特征非常有益。本文采用常用的ＭｅｘｉｃａｎＨａｔ帽型小波变换，进一步了解西北最大冻深的周期变化特征（图５）。为减少边界效应，对资料两端进行１倍长度的对称性

延伸（对称延伸法），小波变换后仅保留原资料序列时段内的小波系数。各代表站小波分析结果如图，图中正值（实线）对应着冻结深厚，而负值（虚线）对应冻结较浅薄。可以看出，精河存在１０￣１２ａ的长周期和３￣５ａ的短周期，其中长周期的振荡在上世纪６０年代初到７０年代初表现得较为明显，而短周期振荡

２４２

土壤通报第３９卷

上世纪８０到９０年代表现得更为明显；冷湖以见不同地区因其地形、土壤、所控制的气候系统有所差异，变化周期有所差别，但其周期尺度基本相似，除冷湖外，其他地区上世纪８０年代后都多为负值，表现出冻结变浅薄的趋势，与图３分析结果一致，反映了气候持续性变化的效应。

１２￣１５ａ左右的长周期振荡为主，其中也包含了２￣３ａ

的短周期；和田以８￣１０ａ长周期振荡为主，其中也包含了３￣５ａ的短周期；平凉上世纪７０年代前后以８￣１０ａ的长周期振荡为主，其余时间则以３￣５ａ的短周期振荡较为明显；中宁存在５￣８ａ的周期振荡。可

２．３．３影响西北地区最大冻土深度的因素已有的

图５西北地区最大冻深各异常区代表站最大冻深小波分析图

（ａ中宁，ｂ精河，ｃ和田，ｄ冷湖，ｅ平凉）

Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｗａｖｅｌｅｔａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅ５ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓｔａｔｉｏｎｓ（ａ．Ｚｈｏｎｇｎｉｎｇ，ｂ．Ｊｉｎｇｈｅ，ｃ．Ｈｅｔｉａｎ，ｄＬｅｎｇｈｕ，ｅ．Ｐｉｎｇｌｉａｎｇ）

许多研究表明［６，７，９，１１］，气温、降水、积雪等对冻土均有不同程度的影响，但对于土壤含水量与冻土的关系却少有研究，由于西北地区中西部的多数地方属于干旱气候区，入冬前及冬季降水稀少，土壤湿度多年变化很小，因而在影响冻土多年变化的因素中，冬季气温较之土壤湿度更为明显。而对于西北地区东部的半湿润半

干旱区来说，除了冬季气温以外，封冻前秋季降水量较多，土壤湿度多年变化较大，因而土壤湿度也是一个较为重要的影响因素。例如，位于甘肃东部的西峰，其最大冻深的１９８１￣２０００年２０ａ序列与同时期冬季平均气温的相关系数为－０．３７（Ｐ＜０．１），和冬季地温的相关系数为－０．５４７（Ｐ＜０．０５），和封冻前０￣５０ｃｍ土壤含水量

２期

杨小利等：西北地区季节性最大冻土深度的分布和变化特征２４３

的相关系数为０．４８９（Ｐ＜０．０５），和０￣１００ｃｍ土壤含水量的相关系数为０．４７１（Ｐ＜０．０５）。可见，冬季地温与最大冻深的关系较显著，其次是封冻前的土壤含水量，由于西北地区东部冬季气温相对于中西部较高，且变幅相对小于西北地区中西部，因而冬季气温对最大冻深的影响并不很显著。在土壤含水量中，耕作层的土壤含水量较之较深层的土壤含水量对最大冻深的影响更为显著一些。

因而冻结状况的改变相对也较为缓慢。在影响冻土的因素中，干旱区以冬季气温较为显著，而半干旱半湿润区则以地温和封冻前的土壤水分的影响更为显著。参考文献：

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３结论

随着西北地区近年来气候变暖，特别是冬季气候

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资源学报，２００５，２０（１）：１１９－１２５．

变暖明显，土壤最大冻结深度减小，变化最明显的区域是南疆，从最大冻深的年际变化上可将西北地区分为五个敏感区；西北中部区、南疆区、北疆区、青藏高原区、西北东部区，空间分型反映了不同气候类型对冻土异常的影响。其中中宁、和田几乎为直线变小，平凉、精河经历的小—大—小的过程，而代表青藏高原区的冷湖，其最大冻深的变化不同于其他气候区，经历了大—小—大的变化过程，反映了不同气候系统冻土变化对气候变化的响应有所不同。１９８０’ｓ可以看作是西北地区冻结深度变浅的一个分界点，但不同气候区，其具体的转折时间又有所不同。小波分析表明，多数气候区最大冻深的变化周期均以较长时间尺度的周期为主，反映了冻土由于其土壤容量的吸收和释放具有缓变性，

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ＴｈｅＣｈａｎｇｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＭａｘｉｍｕｍＦｒｏｚｅｎＳｏｉｌＤｅｐｔｈ

ｏｆＳｅａｓｏｎａｌＦｒｏｚｅｎＳｏｉｌｉｎＮｏｒｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ

ＹＡＮＧＸｉａｏ－ｌｉ１，２ＷＡＮＧＪｉｎｇ－ｓｏｎｇ１

（１．ＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ；ＧａｎｓｕＫｅｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｒｉｄＣｌｉｍａｔｉｃＣｈａｎｇｅａｎｄＲｅｄｕｃｉｎｇＤｉｓａｓｔｅｒ，ＫｅｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｒｉｄＣｌｉｍａｔｉｃＣｈａｎｇｅａｎｄＲｅｄｕｃｉｎｇＤｉｓａｓｔｅｒ，ＣＭＡ，Ｌａｎｚｈｏｕ，７３００２０；ＰｉｎｇＬｉａｎｇＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ

Ｂｕｒｅａｕ，Ｐｉｎｇｌｉａｎｇ，Ｇａｎｓｕ，７４４０００）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｌｄａｔａｆｒｏｍ１０１ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｔａｔｉｏｎｓｉｎＮｏｒｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ，ｔｈｅｓｐａ－ｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｄｅｃａｄａｌｃｈａｎｇｅｏｆｍａｘｉｍｕｍｆｒｏｚｅｎｓｏｉｌｄｅｐｔｈｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｅｃｅｎｔ４０ｙｅａｒｓｗａｓａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅａｂ－ｎｏｒｍａｌａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｃｓｗａｓａｌｓｏａｎａｌｙｓｅｄｂｙｕｓｉｎｇＥＯＦ，ＲＥＯＦａｎｄｗａｖｅｌｅｔｍｅｔｈｏｄｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｆｒｏｚｅｎｓｏｉｌｄｅｐｔｈｉｎＮＷＣｈｉｎａｂｅｇａｎｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｄｉｓｔｉｎｃｔｌｙｏｎａｗｈｏｌｅｓｉｎｃｅｔｈｅ１９８０＇ｓ，ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄｍｏｒｅｄｉｓｔｉｎｃｔｌｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅ９０＇ｓ．ＴｈｅｍｏｓｔｄｉｓｔｉｎｃｔａｒｅａｉｓＸｉｎｇｊｉａｎｇ．Ｔｈｅｒｅａｒｅ５ｍａｉｎｆｒｏｚｅｎａｎｏｍａｌｙｒｅｇｉｏｎｓｉｎＮｏｒｔｈ－ｗｅｓｔＣｈｉｎａ，ｉ．ｅ．，ｍｉｄｄｌｅＮＷ，ｓｏｕｔｈＸｉｎｇｊｉａｎｇ，ｎｏｒｔｈＸｉｎｇｊｉａｎｇ，ＱｉｎｇｈａｉＰｌａｔｅａｕ，ｅａｓｔＮＷ．Ｔｈｅｆｒｏｚｅｎｓｏｉｌｄｅｐｔｈａｎｎｕａｌａｎｏｍａｌｙｉｎｔｈｅａｂｏｖｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅａｒｅａｓｓｈｏｗｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈａｎｇｅｔｒｅｎｄｓ，ｂｕｔｔｈｅｍａｉｎｔｒｅｎｄｉｎｍｏｓｔａｒｅａｓｗａｓｔｈａｔｔｈｅｆｒｏｚｅｎｄｅｐｔｈｈａｓｂｅｅｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｓｉｎｃｅ１９８０＇ｓｅｘｃｅｐｔｆｏｒＱｉｎｇｈａｉＰｌａｔｅａｕ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｓｉｎｃｅ１９８０＇ｓ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｍａｘｉｕｍｆｒｏｚｅｎｓｏｉｌｄｅｐｔｈｈａｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙ０．１ｍｏｖｅｒｔｈｅｍｉｄｄｌｅＮＷａｎｄｓｏｕｔｈＸｉｎｇｊｉａｎｇ，ａｎｄｈａｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｉｎｄｉｓｔｉｎｃｔｌｙｏｖｅｒｓｏｕｔｈＸｉｎｇｊｉａｎｇａｎｄｅａｓｔＮＷ，ｂｕｔｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ０．５７ｍｏｖｅｒＱｉｎｇｈａｉＰｌａｔｅａｕｄｕｒｉｎｇ９０＇ｓ；ｔｈｅｗａｖｅｌｅｔａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖａｒｉａｎｃｅｃｙｃｌｅｓｉｎｔｈｅｆｉｖｅｒｅｇｉｏｎｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｃｌｉ－ｍａｔｉｃｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｓｏｉｌｔｅｘｔｕｒｅ，ａｎｄｔｅｒｒａｉｎ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｆｒｏｚｅｎｓｏｉｌｄｅｐｔｈｄｅｐｅｎｄｓｅｄｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｗｉｎｔｅｒｉｎａｒｉｄａｒ－ｅａｓ，ｂｕｔｄｅｐｅｎｄｅｄｏｎｔｈｅｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｅｉｎｗｉｎｔｅｒａｎｄｔｈｅｓｏｉｌｗａｔｅｒｂｅｆｏｒｅｆｒｅｅｚｅｉｎｓｅｍｉａｒｉｄａｎｄｓｅｍｉｈｕｍｉｄａｒｅａｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ；Ｓｅａｓｏｎａｌｆｒｏｚｅｎｓｏｉｌ；Ｍａｘｉｍｕｍｆｒｏｚｅｎｄｅｐｔｈ；Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；Ｃｈａｎｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ