乌鲁木齐河源1号冰川湿季离子浓度变化特征

图5.6对2005年湿季（2005年4—9月）雪坑离子浓度的变化进行了分析，散点为湿季离子浓度值，实线为其拟合曲线。分析发现，所有离子的浓度在湿季均有相似的变化规律：4—5月，离子浓度呈波动变化，拟合曲线相对平直；6—8月，离子浓度均快速减少，8月达到最低值；8—9月，离子浓度再次快速升高。其变化规律可用高斯方程进行很好的拟合（图5.6），拟合公式如下所示：

图5.6　2005年湿季雪坑离子浓度的变化

其中，yo为拟合曲线的截距，A和w分别为拟合曲线的面积和宽度，xc为拟合曲线的中间点。这些参数对淋溶过程亦具有指示意义。参数xc代表离子淋溶至最低值的时间。对于Na+、Mg2+、Ca2+和Cl-等离子而言，xc值是相同的，它们达到最小值的时间均在8月中旬。和K+的xc值是相同的，其浓度达到最小值的时间为8月上旬，而浓度在8月初即达到最低值，暗示着该离子最容易被淋溶，而Na+、Mg2+、Ca2+和Cl-等离子则相对稳定。参数yo可指代每一种离子淋溶初始的浓度大小。例如，Ca2+初始浓度值最大（yo值为1226），而K+的最小，yo值仅为42。w值表示拟合曲线的宽度，其值越大，说明曲线槽越宽，在达到浓度最低值的时间基本一致的情况下，可说明离子开始淋溶的时间越早。拟合公式的参数详见表5.4。(www.xing528.com)

表5.4　离子淋溶公式的参数

湿季，所有离子浓度变化曲线都可用高斯方程较好地拟合，特别是Ca2+、Na+、和Cl-，其拟合度R2分别为0.89、0.84、0.82、0.79和0.79（n=26，P＜0.01；表4.2）。Mg2+和K+拟合度相对较低，分别为0.64和0.71。在快速淋溶发生前（4—5月），离子浓度值呈散点分布，说明浓度变化较为频繁，很可能是由于春季频繁的沙尘事件和逐渐增加的降水带来的大量粉尘和矿物气溶胶所致。2005年6月，离子浓度受淋溶过程影响，迅速减少。该时段内，正积温可达113.2℃，降水量为464.6 mm，大约占全年降水量的85%。

总的来说，雪坑化学离子的主成分和特征值分析显示，雪坑离子的迁移和关联有明显的干湿季差异性。干季，雪坑化学离子因受到不同的沉积后过程影响，变化相对独立；而在湿季，离子主要受到融水作用，其浓度变化表现出相似的过程。湿季雪坑离子浓度的变化可用高斯方程很好地拟合。特别是Ca2+、Na+、和Cl-，其拟合度R2分别为0.89、0.84、0.82、0.79和0.79（n=26，P＜0.01；表4.2）。Mg2+和K+拟合度相对较低，分别为0.64和0.71。