在整个冻融期，各土层含水率随时间的变异系数随深度的变化比较明显（图7-8）。两处理中，Cv值的整体变化趋势一致。各土层含水率随时间的变异系数Cv值，裸地处理（L处理）的皆大于相应深度覆膜处理（M处理）的值，这是由于薄膜对积雪的阻隔作用及保温隔热作用导致的。两处理分别在60cm、150cm处出现变异系数峰值，峰值Cv值都小于0.5，故两者都呈现中等变异性。峰值的出现说明，在整个越冬期内，60cm、150cm土层中，样本数据比较离散，含水率随时间变化最为明显，且各监测时间点的含水率值差异较大。90cm以下土体，含水率Cv值呈现出随深度的增加而增大的趋势图。据靳志峰［13］等人研究发现，当地冻土深大约为80cm左右。由此可以判断，90cm以下土层为非冻层，说明在冻结带下界而以下的土壤中水分随时间变异性会随深度的增大有增大趋势。

图7-8　含水率随时间变异系数

通过变异系数的主要分布范围，按照变异系数的大小所在的主要区间，将土层划分为两个区域，20～80cm土层是冻融影响的关键区域，将此土层厚度确定为冻融关键层。80～150cm土层是为冻融期土壤水分运动的非活跃区域，认为是由于上部冻融的影响造成的，属于非关键区域。

为分析土壤水盐在深度方向的变异性，本试验在数据处理时，将同一取样点的土壤含水率值进行了方差分析，得出其变异系数Cv值，处理结果如图7-9所示。

(www.daowen.com)

图7-9　含水率在铅垂方向变异系数

由图7-9含水率在铅垂方向变异系数图可知，含水率在深度方向的变异系数Cv值皆为0.1≤Cv≤0.6，因此，含水率在深度方向上呈现出中等变异性。2012年11月22日至2013年3月1日，L处理的含水率Cv值呈现出随着时间的推后而有增大的趋势，M处理的含水率在深度方向的变异性较小，其Cv曲线几乎与水平轴平行，这与土壤冻融机理有关。在土壤冻结带发育的过程中，由于薄膜的保温隔热作用，使得M处理的冻融速度较L处理的小，因此，在同一时间，L处理的Cv值大于M处理的。而在2013年3月1—24日期间，L处理Cv曲线的变化幅度大于M处理，这是由于这一时段外界气温变化导致的。试验区在这一时段气温上升较快，外界蒸发作用强烈，加之在消融阶段出现的交替冻融，使得这一时段含水率在深度方向变化较为剧烈。

图7-10为全观测期土壤含水率变化图，由图可知，在铅垂剖面上，L处理和M处理的含水率变化趋势相同，都呈现出随深度的增加先减小，后增大，再减小的趋势，相应的含水率峰值大都出现在表层10cm和120cm土层。在10cm土层中，各时期平均含水率值L处理的含水率要比M处理的大，其平均值分别为18%、14%。这是由于积雪融化后，融雪水入渗补给导致的。而在120cm土层出现含水率峰值，这是土壤冻结和消融共同作用的结果。因为在土壤冻结期，下层土壤水分在水势梯度的作用下不断向冻结层运移，当达到最大冻土深度以后，下层非冻结土壤中的水分会聚集在冻土深度（80cm）以下的土体中，而120cm土层恰好位于这一土体。当土壤进入消融期，冻结带下界面的土壤水分呈下渗型运移特征，这使得位于冻结层以下的120cm土层中出现了含水率峰值。

图7-10　全观测期土壤含水率变化

（a）L处理含水率变化；（b）M处理含水率变化