2. 中国科学院西北生态环境资源研究院, 兰州 730000
2. Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy of Scicence, Lanzhou 730000, China
0 引言
多年冻土，是指冻结时长持续2年及以上的低于0 ℃含冰包裹体的土壤或岩石[1]。多年冻土作为气温、水文、土壤、植被、积雪和人类活动等共同影响的岩石圈和大气之间的物质和热交换的产物，对外界环境的变化较为敏感。外界气候环境的变化对多年冻土热状态和土壤的季节冻融过程具有较强烈的影响。近几十年来，与全球变暖的整体强迫信号一致，寒区的地表变暖形势也在加剧，IPCC(intergovernmental panel on climate change)第5次评估报告指出，在1880—2012年间，全球地表平均温度升高了0.85 ℃[2]；因而研究气温、降水、植被及积雪覆盖等环境因素对多年冻土的分布格局以及发展趋势具有深刻的意义，对验证不同尺度的多年冻土、水文、生态和气候模型也至关重要。同时多年冻土作为寒区工程建设和人类活动的载体，研究其变化规律是多年冻土区工程建造及维护运营过程中极其重要的一环。近年来，人们对寒区铁路、公路、管道工程及构筑物修建的需求日益增加，因此需要更好地掌握陆地和冰冻圈系统的相互作用和机制，为区域工程建设、水文及生态碳循环等方面的研究提供参考。
兴安岭-贝加尔(兴-贝)型多年冻土主要分布于我国大、小兴安岭，俄罗斯外贝加尔、外兴安岭，以及蒙古国等部分地区，处于欧亚大陆高纬度多年冻土南缘[1]。由于该区独特的地质条件和气候波动等原因，孕育出的多年冻土具有独特的发展历史和特点。兴-贝多年冻土厚度薄，对气候变暖尤为敏感，且相对于环北极区域，该类地区降水量较高，积雪覆盖较薄。在自然和人为因素影响下，该区广泛分布的多年冻土在全球范围内退化最为显著[3]。由于该类多年冻土稳定性较差，地表水-热-力状态及生态系统抗干扰和恢复破损的能力较弱，导致相应地区的开发极为困难，修建工程建、构筑物的风险性大幅增高[4]。
本文将围绕地带性和非地带性这两大类环境因素，开展环境因素对兴-贝型多年冻土分布及发展影响规律的研究，以期对兴-贝型多年冻土的分布和变化规律有进一步的认识，为该区域相关工程建设和基础研究提供理论支撑。
1 地带性因素 1.1 三向地带性兴-贝型多年冻土厚度的变化主要取决于现有地带的分布以及晚新生代多年冻土发育的特殊性。多年冻土的分布与发育受地带性因素制约。三向地带性主要体现在由热量南北差异引起的纬度地带性、由水分-热量随高度变化的高度地带性，以及由距海洋远近造成的水分状况不同而导致的经度地带性[5-6]。
1.2 地带性因素的规律和形成地带性规律就是受地带性因素影响而表现出来的规律，不同地区多年冻土的地带性规律存在差异[7-8]。例如：蒙古国多年冻土的分布主要由地形控制，即具高度地带性特征。在俄罗斯南部，对于平原和高原地区，多年冻土厚度的变化取决于纬度地带性；而对于山地地区，多年冻土的厚度变化受高度地带性影响[7-8]。在我国东北地区同一坡带上，山地地区多年冻土厚度受纬度分带的影响，即冻土厚度由南向北递增。
位于俄罗斯东西伯利亚南部的贝加尔湖裂谷带的地貌具有明确的封闭性、相对的孤立性和地貌形成过程的独特性，因此称之为贝加尔湖型的盆地。复杂的山脉地形加上严寒的气候，导致了几乎整个贝加尔湖地区(俄罗斯伊尔库茨克州、布里亚特共和国及外贝加尔边疆区)都存在多年冻土[9]。这种十分独特的盆地孕育出的多年冻土具有埋藏较深、厚度波动较大、分布不均匀、温度状况错综复杂及地下冰的发育较广泛等特点[10-12]。近地表存在多年冻土的地区主要集中在冲积平原、低洼的漫滩梯田和部分冲积-洪积平原上，它们在总体上占据了盆地的中心区域。
贝加尔湖地区多年冻土分布具有明显的纬度地带性，表现为从盆地边缘到东北方向的盆地中心，多年冻土厚度增加且平面分布面积扩大；而在盆地的西北部和南部，几乎不存在多年冻土[13]。贝加尔湖地区多年冻土分布如图 1所示。地带性和局部气候条件(气温、积雪厚度等)共同作用造就了多年冻土温度状况的非均匀性分布。因此，贝加尔型盆地的多年冻土处于不稳定状态，阶地地区多年冻土具有双层构造，即温度适应现代气候条件和冬季地表热过程的冻土上层，以及反映全新世前严寒气候条件下残存物的冻土下层[10]。贝加尔湖裂谷带盆地地貌气候的一个显著特征是逆温地形。因此，在盆地周围山脉达到一定的海拔高度时，其气温可能远高于盆地中心，这是由于盆地本身由于冷空气的积聚和停滞而具有明显的陆外热状态特征[14]。位于贝加尔湖裂谷带东北端的Verkhnecharskaya盆地的形成是在低压效应和强烈逆温的影响下进行的，逆温在海拔700~800 m范围内特别明显，并持续到3月底—4月初。因此，随着盆地底部以上海拔高度的增加，冬季气温先升高，然后在更高的高度下降[13]。现有气候条件有利于这里连续多年冻土的持续存在。调查显示，冻土厚度变化为100~500 m，年平均温度为-6.0~-1.5 ℃[15]。
而在后贝加尔盆地中，冻土的分布与它们的纬度和高度有关，在同一高程上自北向南纬度每降低1 °N，冻土地温上升0.7~0.8 ℃，从盆地边缘向中心一直到河流的低阶地及河漫滩，年平均温度下降-4.0~-0.5 ℃[16-17]。此外贝加尔的上安加拉、穆亚和恰拉贝加尔型盆地地形十分独特，这些地区活跃的构造决定了沿断裂构造的厚层沉积作用，促进了盆地厚层多年冻土的形成[10]。盆地多年冻土最厚的地方一般在中部最倾伏的部分，而多年冻土最薄的地方一般沿着断裂分布。贯通融区形成于河床中温度较低的地下水汇集区以及构造裂隙带。
部分学者[18-21]研究表明该区多年冻土分布及发育主要受纬度地带性控制，基于监测数据对中国东北地区1955—2003年143个站点研究发现，随纬度升高，季节冻结深度递增，最大冻结深度出现时间延后，多年冻土退化程度增强。也有部分学者[22]认为该区多年冻土形成的主导因素为高度地带规律，即山地效应才是多年冻土发育的主因：一方面，我国东北地区海拔普遍较高(大兴安岭北坡海拔约1 000 m)，多年冻土比邻近纬度的西伯利亚南部地区(东外贝加尔地区海拔200~400 m)更为发育[1, 6]；另一方面，作为同处于黑龙江南岸的我国纬度最高的山地，嫩江以西的大兴安岭较为陡峭(海拔1 100~1 400 m)，嫩江以东的小兴安岭地形缓和(海拔大多位于500~600 m)，致使大兴安岭地区多年冻土相比小兴安岭地区更为发育[23]。同时，针对大兴安岭北部同纬度地区，海拔较高处多分布大片连续多年冻土，而较低处则分布着大片连续和岛状多年冻土。分析其原因，这主要是由于该区南高北低的地形特征造成的，其南段因纬度降低的升温特征受到因高度上升的降温特征抑制，导致形成高海拔处冬、夏两季温度降低，活动层厚度较小的格局[23]。纬度地带性及高度地带性规律对该区多年冻土的分布及发展影响显著。
由上述可知，兴-贝型多年冻土的分布及发育主要受纬度地带性以及高度地带性制约，但整体的地带性规律并不显著，不同地区多年冻土的地带性规律存在差异：蒙古国的多年冻土分布主要受高度地带性的影响，西伯利亚中南部、后贝加尔盆地以及我国兴安岭地区冻土的分布具有纬度地带性和高度地带性规律。贝加尔型盆地的多年冻土处于不稳定状态，上层是在气候最宜期后形成的现代多年冻土，下层为残余多年冻土。总之，兴-贝型多年冻土的分布和退化整体上表现出高度和纬度地带性特征，局域叠加有经度地带性特征。应注重综合考虑整体的地质环境与伴生的自然和地质区域环境，将其结合研究。
2 非地带性因素影响多年冻土的非地带性环境因素包括气候因素和其他环境因素，其中气候因素作为影响多年冻土分布与发育的重要环境因素，对多年冻土的作用机制随时间推移而不断变化。气候因素对多年冻土的影响大多存在时空差异，有时一些地段会有气温、降水、植被覆盖和积雪等几种气候因素的叠加作用，作用效应较为复杂。如在大气-地表界面处的缓冲层覆盖差异可能造成相同气候条件下小范围内冻土类型的分化，导致多年冻土发生分异。下面将从气温、降水、植被覆盖、积雪以及其他环境因素几方面具体展开讨论。
2.1 气温气候是多年冻土形成与变化的动力，而气温可反映区域的地表辐射-热量平衡与大气环流的特性，其通过作用于大气-地表之间的水热传输过程，进而影响多年冻土变化[24-26]。因此气温条件的变化直接影响寒区多年冻土的变化趋势。基于此，国内外学者主要通过实际监测数据以及模型模拟两类方法进行了一系列研究[27-28]。
在气候变暖情景下兴-贝型多年冻土退化较为明显，且多年冻土的地温变化速率及幅度与气温变化趋势存在一致性。北半球20世纪最后11 a气温较之前显著升高，对多年冻土产生了较大影响[29-30]。在1990—2000年间，我国东北北部气温较1961—1970年升高了0.9~2.2 ℃，其中升高1.5 ℃以上的台站有25个(占75%)。与此同时，该地区100 cm与150 cm冻结深度线均显著北移；而进入21世纪后北移趋势减缓，这与气候变暖趋势一致[31-32]。监测亦显示，蒙古国Hovsgol地区在1993—2007年间，多年冻土的退化程度比之前的1970—1980年更高[33]；此外, 俄罗斯北部1990—2013年间超过90%场地的季节融化深度呈增加趋势[34]。
多年冻土的形成与发育在很大程度上取决于地表温度[35-37]。此外，气候变化背景下冻土的退化状况具有显著的空间异质性。1950—2010年，我国东北地区大片连续多年冻土的退化趋势最严重，不连续岛状多年冻土的退化趋势次之，稀疏岛状多年冻土最弱；大片连续多年冻土、不连续岛状多年冻土、稀疏岛状多年冻土带的南界分别向北移了0.0°N~3.4°N、0.0°N~5.5°N和0.4°N~1.1°N[38-39]。而1981—2017年间大兴安岭稀疏岛状多年冻土区地温已经以0.035 ℃/a的平均升温率超过了气温升高速率[40]。兴-贝型多年冻土中大兴安岭多年冻土区对气温和外界干扰极为敏感，生态系统较为脆弱，大兴安岭多年冻土区的变化将指示未来高纬度多年冻土的变化。
国内外学者[36]基于模型模拟也进行了一系列研究，模拟显示在气候变暖叠加人为活动干扰背景下未来兴-贝型多年冻土将继续进一步退化。预计到2050年，北半球浅层的多年冻土面积将缩减15%~30%，北半球浅层几m的冻土可能完全融化；到2100年，碳排放增加将使全球气温升高0.13~0.27 ℃[41]，也会对多年冻土分布产生一定的影响。王澄海等[42]预估，当全球升温1.5 ℃时，北半球多年冻土南界将北移1°N~3.5°N，中西伯利亚南部退化将最为显著。而Sharkhuu等[36]基于地表冻结指数(SFI)模型结合第5阶段的耦合模式试验计划(CMIP)发现，在RCP为8.5的排放情景下，预计到2030—2050年，在西伯利亚的西北部，存在形成高温多年冻土(温度介于-1.5~0.0 ℃的多年冻土)的可能性；在西伯利亚东部和南部的中纬度地区，将发生大范围的冻土融化和浅层土壤温度升高。主要退化趋势为稳定型多年冻土逐渐向不稳定型多年冻土及季节冻土退化。
综合历史时期现场监测和未来不同情景下的模型模拟可以得出，气候形成的区域因素导致了从贝加尔型盆地边缘的西南到东北，气温越来越低。兴-贝型多年冻土区年平均气温升高的幅度较为突出，多年冻土在区域气温显著变暖情景下呈退化趋势，且多为由稳定型向不稳定型高温冻土退化。退化的主要原因是气候变暖。气温上升导致多年冻土温度上升，特别是活动层内的土壤温度。年平均气温升高的区域与地表温度升高和冻土退化的区域一致。
2.2 降水降水的变化与生态环境的变化及生态系统的安全密切相关，其作为气候变化的重要指标，是影响多年冻土生存环境的重要因素。实际监测及第3、第5阶段的CMIP模拟均表明，近百年来，在全球范围内，极端高温和强降水事件呈增加趋势，全球降水在波动中略有增加，但以积雪形式出现的降水越来越少，且积雪面积越来越小[43-44]。通过1900—2006年间对降水量的长期趋势观测发现，亚洲北部和中部的降水量显著上升[45-47]。
降水通过改变地表能量平衡和土壤热参数实现土体冻融过程和水热迁移过程的改变，进而影响冻土的水热稳定性。部分学者认为降水可增加土壤含水量、提升土层导热强度、增大地表热传递和土体融化潜热量，从而导致活动层和多年冻土温度升高[48]。例如，大、小兴安岭地区年降水量自东南向西北逐渐降低，因此多年冻土季节冻、融层含水量一般均为东段高于西段，东段多年冻土退化滞后于气温回升的程度缓于西段，并且东段一带有时会在年平均气温高于0 ℃处出现冻土岛。这是由于活动层含水量越高，其地温上升及下伏多年冻土融化耗热量就越高。而另一种观点认为降雨会增加活动层含水量，土壤冻结需要释放更大的潜热，在较大程度上减小了土壤冻结过程中温度降低的幅度[49]。具体作用效应取决于降雨量增大导致的热传导通量减小量和液态水对流导致的热通量增大量二者间的大小关系，应视不同地区情况而定。此外，地表水对冻土的水热状况变化也有较大影响，若地表水分大多通过蒸散发产生耗热，则降雨将减薄冻土活动层厚度；若大部分变成地表径流，则降雨利于多年冻土发展[50-51]。总而言之，降水到达地表后的不同去向对多年冻土热状况的影响机制不同。
降水对多年冻土发育的影响随时空差异而存在不同效应。受降水量分布差异的影响，多年冻土活动层厚度显著增长区主要集中在俄罗斯中西伯利亚高原中部地区，增加速率主要为0.5~1.0 cm/a；而多年冻土活动层厚度减少区主要分布于俄罗斯的东西伯利亚山地北部、中西伯利亚高原的北部，及贝加尔湖以东区域[52-53]。而且，我国大兴安岭高纬度多年冻土区因冬季受西伯利亚、蒙古高压控制，较强冷空气流直入，并且夏季多雨，在一定程度上对夏季高温产生抑制作用；所以该区比同纬度的新疆年平均气温低1~3 ℃，比相邻的蒙古和俄罗斯低3~5 ℃[54]。此外，从气候变暖与降水的关系可以看出，在冷季，降雪可能会增加地表温度，在暖季，降雨会降低地面温度。
降水通过改变土壤含水量，而作用于附面层以下的热传导过程。兴-贝型多年冻土区降水相对其他地区较为充沛，这加速了区域多年冻土的退化，且其退化趋势为从低海拔地区到高海拔地区、从连续到不连续的多年冻土。
2.3 植被覆盖太阳辐射在土壤、植被和大气间分配与传递，使三者构成了互相联系的统一体。而植被作用机制比较复杂，表现在乔木、灌丛及残积物对辐射、风速、积雪、降水等的综合影响。一方面，植被可阻止54%~65%的太阳辐射到达地表，从而显著减少进入土层的热量[55]；另一方面，植被可降低近地表风速，减少地表土层水分蒸发耗热量以及大气散热强度，保持土层中的热量；此外，植被具有截留积雪、涵养水源的作用，通过改变地表边界层、水平气温梯度和水热之间的对流两方面共同作用，致使地面接收的太阳辐射和地表水分重分配复杂化[56]。而植被对多年冻土分布及发育的具体影响主要取决于作用时间及地区、植被类型及覆盖度。
由于不同季节的热量和气候特征不同，植被对下伏多年冻土的影响效应存在季节差异。在暖季，植被可阻挡一部分太阳辐射到达地面，降低地表温度，阻碍多年冻土层的融化和升温，具有冷却作用；而在冷季，植被可阻滞冷空气向下传递并减少土层热量散发，减缓土壤的冷却和冻结，具有保温作用。植被对浅层土壤热交换的这两种相反的影响随地区不同，夏、冬季年内分配时间的不同而存在差异：在靠近极地的北部地区，由于夏短冬长，所以植被主要起防寒保温作用；而在靠近多年冻土界线附近的南部地区，由于夏长冬短，植被对土壤温度主要起冷却作用。
2.3.1 植被覆盖类型不同植被类型以及同一植被类型的不同层次对多年冻土发育的影响均存在差异。其中，苔藓较厚的森林对气候变暖引起的冻土退化有较高的抵抗力，其次是高密灌丛，而苔原抵抗力最差。贴地植被(密草场地和苔藓)对冻土发育的影响最显著，起到了阻隔北半球24%的多年冻土免受夏季降雨造成融化的作用[55-56]；此外，灌丛下往往多年冻土较为发育[56]。对蒙古国Hovsgol地区8个不同植被覆盖的区域进行了具体研究，从分组对比结果(表 1、2)[36]中也可看出，灌丛覆盖下(0.5 m高密灌丛) 土壤年平均温度较低。但是，由于1.8 m高密灌丛下积雪厚度高达11.33 cm，加之高大维管束植物(1.8 m高密灌丛)导热系数较高、贮雪性能好，导致该区域冬季地温最高[57]；而在非维管束植物(苔藓表面和10 cm苔藓下)和苔藓覆盖的区域内，多年冻土温度较低，季节融化层厚度较薄[49]，利于多年冻土生成和贮存。不连续多年冻土带南缘或较低海拔处的多年冻土通常位于泥炭地中，而其周围其他类型的土中往往无多年冻土。此外，近10年来我国大兴安岭地区多年冻土退化顺序从快到慢依次为农田(裸地)、草地、灌丛、林地、沼泽湿地[58]。
| 植被覆盖类型 | 平均温度/ ℃ | 温度年振幅/ ℃ | ||
| 冬季 | 夏季 | 全年 | ||
| 草割裸地 | -13.7 | 12.4 | -0.8 | 14.7 |
| 密草场地 | -11.1 | 10.2 | -0.9 | 11.9 |
| 1.8 m高密灌丛 | -7.4 | 7.4 | -0.5 | 7.8 |
| 0.5 m高密灌丛 | -11.4 | 8.8 | -2.0 | 11.3 |
| 稀疏落叶松森林 | -14.8 | 8.6 | -3.3 | 13.0 |
| 茂密落叶松森林 | -11.7 | 7.5 | -2.3 | 10.5 |
| 苔藓表面 | -11.5 | 9.8 | -1.5 | 11.9 |
| 10 cm苔藓下 | -8.6 | 3.4 | -2.5 | 6.8 |
苔藓层的存在可使地面隔绝大气热量。在暖季干燥的苔藓具低导热性，可使融化的土壤重新冻结并使地面冰层凝结而冻胀，促进了绝热作用；在冷季其高热传导属性亦对下伏冻土起冷却作用。此外，苔藓覆盖下的土壤一般为泥炭层，夏季泥炭层通常饱水，由于水分蒸发，补水条件较差的几mm泥炭地表层将失水变成干层；而干燥泥炭的导热系数极小(仅为0.05~0.06 W/(m·K))，可有效抑制泥炭地在夏季的升温，导致活动层厚度相对较浅[58]。在0~2 ℃的温度区间，多年冻土只能呈零星分布，这种局部现象与厚苔藓覆盖下的潮湿土壤中新形成的多年冻土有关[59]。以上均表明较厚苔藓层的存在可使地面隔绝大气热量。
在同一地貌单元内，分布于河谷、山间盆地和缓坡下部沼泽湿地处的地温最低，这有利于多年冻土的形成和留存，因而岛状多年冻土多发育在河流阶地、沟谷沼泽湿地等处[60-61]。在大、小兴安岭地区山间洼地与河谷阶地覆盖有苔藓的沼泽化地段中，土层含水量较高，某些地方多年冻土温度可低至-4~-3 ℃，多年冻土厚度最厚可达100 m及以上[62]。大兴安岭北段沼泽湿地分布面积广于南段，叠加纬度的影响，该区多年冻土发育总规律为北段多年冻土地温更低、多年冻土厚度更厚[63]。沼泽湿地与下伏冻土二者之间存在一定的共生关系，彼此以对方存在和发展为重要前提，两者既是独立系统，又是一个复合体系的分支系统[64-65]。二者之间的共生机制与平面尺度冻土的分布密切相关，并且随着冻土平面尺度大、中、小分布，沼泽湿地对多年冻土的影响程度依次由结构性到功能性再到过程性的转变[66-67]。
由上述可知，灌丛、森林、非维管束植物及苔藓层的荫蔽作用较好，是使地面隔绝大气热量的天然绝缘体，可减少土壤水分蒸发损失并保持较低的土壤温度；此外沼泽湿地也利于多年冻土的保存与发育，延缓其退化，而苔原对气候变暖引起的冻土退化抵抗力最差。
2.3.2 植被盖度植被盖度对多年冻土的发育也产生了较为明显的影响。一般情况下，茂密植被覆盖下近地表层冻土的地温较低，平面分布较为连续。如大兴安岭北部低山岛状多年冻土区森林覆盖良好，多年冻土的连续率为40%~65%。在其他条件相同的情况下，同一深度处植被盖度较高的林地下伏冻土地温较低[22]。同时该区域仅生长有低矮灌木丛或地表岩石裸露，由于荫蔽较少甚至无荫蔽作用，太阳辐射阻滞效应较差，多年冻土上限埋藏较深，活动层较厚[68-69]。在树木稀少、松散层较薄的阳坡处一般冻土发育状况较弱甚至存在融区[70-72]。例如：漠河县采伐迹地的地面温度比天然森林高3.5~6.2 ℃[73]；蒙古国Hovsgol地区由于放牧造成的植被减少，导致采伐迹地50 cm深度处多年冻土年平均地温高于天然林地1 ℃，季节融化层含水量减少约50%，季节融化深度增加20~30 cm[34]；而在西伯利亚南部，采伐森林导致了开放空间中多年冻土消失，冬季冻结的土壤完全融化，去除植被覆盖物会导致融化深度进一步增加30%[41]。综合发现，植被盖度降低将加剧多年冻土的退化进程。在多年冻土连续区，多年冻土层可能仅由于植被干扰而减薄；但在不连续区中，多年冻土可能在某些区域被完全破坏而融化消失。
随着放牧、森林采伐等人为干扰导致植被盖度的降低，土壤对气候变化的敏感程度伴随土壤年平均温度和水动力学的变化而升高。一方面，植被盖度下降减弱其屏蔽效应，增大了到达地表的太阳辐射，且通常暖季升温幅度高于冷季降温幅度，使得年平均温度升高；另一方面，植被覆盖率缩减导致地表粗糙度下降，近地表风速增大，加强了大气地表间热交换，使得下伏土层因水分蒸发而导致含水量降低、水(冰)的热力惰性减小、多年冻土地温上升、季节融化深度加深。上述两方面综合作用促进了下伏多年冻土的退化[53, 74]。但小部分地区存在相反的现象，如在俄罗斯雅库特，森林砍伐加剧了多年冻土条件，使之更为严酷，反而有利于多年冻土发育[59]。这可能是由于人类活动引起景观扰动的影响取决于气候带或冷暖季节的性质，具体效应亟待研究。
总之，茂密的灌丛、森林以及苔藓层覆盖可使大气热量与地面隔绝，沼泽湿地也利于多年冻土的发育，延缓其退化。但是植物演替及人为干扰等一系列活动正在加速多年冻土的退化，而且目前景观变化和相关的多年冻土条件具有特定的空间特征。此外，冻土大面积退化将导致生态系统稳定性降低，使低处土壤的含水量增加而高处土壤的含水量降低，从而使森林和灌丛转变为禾草和苔藓(低地)或禾草转变为木本植被(高地)，改变了土壤微生物群落和活性，进而改变了土壤养分的有效性，使植被演替为深根植被或浅根植被[75]。
2.4 积雪积雪与气温及降水相关联，有些时候积雪对浅层地温的影响强度大大超过植被的作用，其通过影响地面和大气之间的水热交换，从而影响土的冻结和融化及多年冻土的分布与发育，在一定程度上延阻了外部气候条件变化对多年冻土的影响[76-77]。在1981—2001的20年间，整个北半球的降雪覆盖面积普遍下降[78-79]。这意味着更多的裸地表面直接暴露于大气中，气温升高情景下，在积雪较少的年份中，多年冻土区延缓冻土退化的能力减弱[80]。Anisimov等[37]通过全球多年冻土地面网络项目(GNT-P)监测发现，西伯利亚及阿拉斯加很多监测点的季节融化层厚度随气候变暖反而变薄；其原因可能是植被变化增大了积雪覆盖程度，或冻土消融过程中增加了多年冻土上部的富冰层冻结量，从而减缓了多年冻土对气候变暖的响应。
在一定的气温和积雪覆盖程度下，积雪对土壤的作用效应随时间尺度而存在差异。在冷季，由于积雪的反照率较高(相较于各地植被覆盖层的反照率范围0.10~0.20，积雪反照率平均值高达0.96)，可降低地面温度，削弱冷季土壤冻结强度[57]；此外积雪较大的热容量减缓了热传导强度，因而积雪在冷季起到保温作用。特别是在秋季，较早的降雪可起到较好的保温作用，春、秋季的早期融雪可使北半球一些地区下伏多年冻土年平均地温升高6倍[57]。而在暖季，积雪覆盖则起冷却作用，并且在初冬、冬末及仲春、春末夏初的晚期积雪覆盖较薄且不稳定，由于积雪融化潜热较高，其融化时会吸收大量热量，从而降低地表及下伏土壤温度，有利于冻土发育。在俄罗斯雅库特南部地区的观测表明，冬季积雪覆盖下的土壤温度是天然裸地的2倍[59]。上述2种相反效应均主要通过阻滞地温相位变化进而影响下伏多年冻土发育。
季节性积雪的出现时间和持续时间的变化也影响着多年冻土水热状况。对阿拉斯加北极地区Barrow的研究[81]发现：在将秋季积雪的开始日期推迟10 d的前提下，若将春季的消融日期推迟10 d，会导致0~2 m范围内年平均地温下降0.4~0.7 ℃；若春季提前10 d消融，会导致地温升高0.1~0.2 ℃。可见积雪暖季持续时间相差仅10 d就可引起该区多年冻土热状况显著变化。此外，冷季积雪覆盖越厚、越疏松，对浅层土壤保温作用越显著，季节冻结层厚度越薄，越能促进冻土退化。雪盖厚度超过20 cm，其保温作用即开始增强[57]。积雪使冬季的大气温度处于低温状态，使土壤与外界隔绝，因此积雪覆盖越薄，土壤保持冻结的程度越高。这也为我们保护冻土提供了思路。我国东北地区的积雪比西南地区厚，50°N以北的山区和高原的积雪比平原厚[18]；因此，小兴安岭及50°N以北厚雪区冻土的退化与积雪密切相关。研究还表明，季节冻结深度在40°N以北地区与积雪深度呈负相关[67]。兴-贝型多年冻土区主要位于40°N以北，土壤冻结深度与积雪覆盖厚度呈负相关。此外，风吹雪的升华和迁移在积雪水文循环中占有很大的比例，随之产生的积雪重分布对冬季雪盖积累以及来年春季径流有着很大影响。风吹雪的产生具有极大的不稳定性，吹雪和无吹雪现象常常间歇出现[82-84]。
总之，积雪是降低地温变化幅度和提高冬季平均地表温度(MAGST)的重要因素，积雪覆盖在一定程度上可延阻外部气候条件变化对多年冻土的影响。由于积雪对地面热状态影响复杂，因此其对下伏冻土作用效应随时间及空间的不同而存在差异。
2.5 其他非地带性环境因素除了上述气候因素以外，一些其他环境因素也对多年冻土的发育产生了影响。比如，寒区农耕用地面积增加、过度放牧、植被砍伐、城市化进程等缩减了区域植被与草原的面积，也加速了多年冻土的退化。特别是森林火灾可能导致多年冻土不可逆的退化，以及森林和湿地的不利演替。
发生森林火灾后，地表反照率和辐射处于平衡状态，从而将进一步改变近地表空气和地面温度、土壤含水量、植被和下面的多年冻土。发生森林火灾后，植被和有机层的燃烧将导致土壤温度升高，活动层厚度增加；而且，在多年冻土区，近地表的多年冻土层中含有大量地下冰，森林火灾的发生导致了地下冰的融化和热喀斯特地貌的形成，使地表径流和水土侵蚀加剧，进一步降低了冻土层的防洪功能。此外，发生森林火灾后，植被从针叶林变为阔叶林、灌丛或草原，其水源涵养能力要远低于针叶林。而森林火灾易引起热岩溶现象，如地面融化，地表下沉、融化滑塌等，也易诱发滑坡、崩塌和其他冰缘地质灾害，还易导致林地或湿地变为荒地，加速土壤碳的流失，形成气候变暖和多年冻土退化之间的正反馈机制，使得生态系统稳定性受到损失[85-86]。例如，2003年在贝加尔湖地区发生了极端火灾，其中33%的森林火灾发生区域位于连续多年冻土区(图 1)[14]。这场火灾的发生可能与2003年春季缺少降水、极端天气和额外的干燥表面条件有关，其进一步加速了该地多年冻土的退化。此外，在1971—1980年，大兴安岭火烧迹地面积占整个中国火烧迹地的一半，这对该区多年冻土的变化产生了深远的影响[87]。根据1991—1992年对俄罗斯阿穆尔州火灾现场的调查表明，森林火灾可导致空气和土壤的温度升高、土壤含水量和季节性融化深度的变化以及生态的演替等，其对多年冻土热状况造成的的影响和对寒冷地区环境产生的损害即使在4~5 a后仍很明显[88-89]。气候变暖、植被变化、回火间隔缩短、火势范围扩大以及火势加剧都可能改变受火影响的多年冻土环境的变化轨迹，对寒区工程建设及运营维护非常不利[90]。此外，地质条件和浅层土壤含水量是影响冻土退化的其他因素，但目前相关研究很少。
3 结论与建议1) 兴-贝型多年冻土分布及发育整体的地带性规律并不显著，不同地区地带性规律存在差异。其中，蒙古国的多年冻土分布主要受高度地带性规律控制，贝加尔盆地中冻土分布主要与纬度地带性有关，而在西伯利亚中南部、后贝加尔型盆地中以及我国兴安岭地区冻土的分布同时具有纬度地带性和高度地带性规律。
2) 兴-贝型多年冻土呈显著退化趋势，多年冻土退化的主要原因为气候变暖、地温滞后于气温变化以及人类活动。在年尺度上，夏季吸收热量高于冬季释放的热量，冬季积雪的保温作用促进地温升高，加速了冻土融化。在局部尺度上，虽然泥炭层、沼泽、湿地的存在和植被的增长利于多年冻土的发育并且可以减缓冻土退化，但近几十年来的人类活动，如城镇化、工程建设、矿产开采等不同程度地加剧了区域多年冻土退化。特别是森林火灾过火面积的增大，会显著加剧多年冻土的退化。
3) 兴-贝型多年冻土厚度较薄，对气候变暖尤为敏感，退化趋势在全球最为突出，在大范围空间上，退化表现出高度地带性和纬度地带性。总体来说，冻土区域南部退化幅度大于北部，城镇大于乡村。退化趋势多为由稳定型向不稳定型高温冻土退化，从低海拔地区到高海拔地区，从连续到不连续的多年冻土退化。在小范围内，多年冻土的温度、厚度及其对不同时空尺度环境变化的敏感度存在差异。冷季积雪覆盖对地表温度和暖季降水的影响可能导致冻土退化的时空差异。
4) 未来气候变暖的情况下兴-贝型多年冻土总体上将持续退化，并且退化进程在全球最为显著。同时冻土退化也影响寒区环境的变化，退化释放出的大量CO2等温室气体将进一步促进气候变暖的进程，促使生态系统稳定性降低。
5) 基于兴-贝型多年冻土的特殊性，结合环境因素对兴-贝型多年冻土分布与发育的影响机制，通过冻土和寒区环境的监测，研究其相互作用机理，并及时采取适应性和整治性措施保护和修复区域环境。减缓气候变化、减轻人类活动影响是保护冻土的必然选择。宜合理布局城镇化发展和工程建设规划，整合城市群资源，促进新型城市群发展，建设围绕农业、林业产业、生态旅游、边贸旅游为主体的特色城镇，以绿色发展来保护冻土环境。
| [1] |
周幼吾, 郭东信, 邱国庆, 等. 中国冻土[M]. 北京: 科学出版社, 2000. Zhou Youwu, Guo Dongxin, Qiu Guoqing, et al. Permafrost in China[M]. Beijing: Science Press, 2000. |
| [2] |
沈永平, 王国亚. IPCC第一工作组第五次评估报告对全球气候变化认知的最新科学要点[J]. 冰川冻土, 2013, 35(5): 1068-1076. Shen Yongping, Wang Guoya. Key Findings and Assessment Results of IPCC WGI Fifth Assessment Report[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2013, 35(5): 1068-1076. DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0120 |
| [3] |
程培峰, 王锐, 韩春鹏. 高纬度多年冻土区路基工后温度变化规律研究[J]. 公路工程, 2017, 42(5): 12-17. Cheng Peifeng, Wang Rui, Han Chunpeng. Study on the Permafrost Roadbed the Temperature Change Rule After Constructed at the High Altitude[J]. Highway Engineering, 2017, 42(5): 12-17. DOI:10.3969/j.issn.1674-0610.2017.05.003 |
| [4] |
吴青柏, 朱元林, 施斌. 工程活动下的冻土环境研究[J]. 冰川冻土, 2001, 23(2): 200-207. Wu Qingbai, Zhu Yuanlin, Shi Bin. Study of Frozen Soil Environment Relating to Engineering[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2001, 23(2): 200-207. DOI:10.3969/j.issn.1000-0240.2001.02.016 |
| [5] |
冯岩, 杨才, 林海涛, 等. 冻土区天然气水合物研究现状与内蒙古多年冻土区地质条件概述[J]. 西部资源, 2015, 68(5): 117-120. Feng Yan, Yang Cai, Lin Haitao, et al. Research Status of Natural Gas Hydrate in Permafrost and Geologic Condition in Permafrost of Inner Mongolia Permafrost Regions[J]. Western Resources, 2015, 68(5): 117-120. |
| [6] |
刘海苹, 丁琳, 杨扬, 等. 路基高度对高纬度多年冻土区路基温度场的影响[J]. 黑龙江大学工程学报, 2017, 8(1): 25-29. Liu Haiping, Ding Lin, Yang Yang, et al. Influence of Subgrade Height in Subgrade Temperature Field on High Latitude Permafrost Regions[J]. Journal of Engineering of Heilongjiang University, 2017, 8(1): 25-29. |
| [7] |
魏智, 金会军, 张建明, 等. 气候变化条件下东北地区多年冻土变化预测[J]. 中国科学: 地球科学, 2011, 41(1): 74-84. Wei Zhi, Jin Huijun, Zhang Jianming, et al. Prediction of Permafrost Changes in Northeastern China Under a Changing Climate[J]. Scientia Sinica Terrae, 2011, 41(1): 74-84. |
| [8] |
Yersho E D, Williams P J. General Geocryology[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 2004.
|
| [9] |
Briggs M A. Surface Geophysical Methods for Characterising Frozen Ground in Transitional Permafrost Landscapes[J]. Permafrost and Periglacial Processes, 2017. |
| [10] |
An B B, Liu Jingren. Characteristics of Permafrost in Baikal Basin[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 1990, 7(1): 23-35. |
| [11] |
Enikeev F I. Peski Urotshistshe in the Charskaya Depression (Northern Transbaikalia)[J]. Geography & Natural Resources, 2014, 35(4): 352-358. |
| [12] |
Nekrasov I A. Geocryological Conditions of the Transbaikalia and Prebaikalia[M]. Novosibirsk: Nauka Press, 1967.
|
| [13] |
Trofimova I E, Shekhovtsov A I. Assessing the Thermal Regime of Soils in the Depressions of the Prebaikalia and Northern Transbaikalia[J]. Geography and Natural Resources, 2011, 32(4): 363-369. DOI:10.1134/S187537281104010X |
| [14] |
Forkel M, Thonicke K, Beer C, et al. Permafrost as an Additional Driving Factor for the Extreme Fire Event in the Boreal Baikal Region in 2003[J]. Egu General Assembly, 2010, 4(7): 4776-4785. |
| [15] |
An V V, Lyubomirov A S, Savel'eva L N. Geocryological Conditions of the Baikal-Stanovoi Part of the BAM Zone[M]. Novosibirsk: Nauka Press, 1984.
|
| [16] |
Sergeev D O, Stanilovskaya J V, Perlshtein G Z, et al. Background Geocryological Monitoring in Northern Transbaikalia Region[J]. Earth's Cryosphere, 2016, 20(3): 24-32. |
| [17] |
Shur Y, Jorgenson M T, Kanevskiy M Z. Permafrost Encyclopedia of Snow, Ice and Glaciers[M]. Berlin: Springer Netherlands, 2011.
|
| [18] |
Zhang Z Q, Wu Q B, Hou M T, et al. Permafrost Change in Northeast China in the 1950s-2010s[J]. Advances in Climate Change Research, 2021, 12(1): 18-28. DOI:10.1016/j.accre.2021.01.006 |
| [19] |
Pissart A. Advances in Periglacial Geomorphology[J]. Zeitschrift fur Geomorphologie, Supplement-band, 1990, 79: 119-131. DOI:10.2307/635399 |
| [20] |
晁华, 王当, 龚强, 等. 东北地区冻土的时空变化特征[J]. 现代农业科技, 2019(18): 144-147. Chao Hua, Wang Dang, Gong Qiang, et al. Temporal and Spatial Change Characteristics of Frozen Soil in Northeast China[J]. Modern Agricultural Science and Technology, 2019(18): 144-147. DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2019.18.084 |
| [21] |
金会军, 于少鹏, 吕兰芝, 等. 大小兴安岭多年冻土退化及其趋势初步评估[J]. 冰川冻土, 2006, 28(4): 467-476. Jin Huijun, Yu Shaopeng, Lü Lanzhi, et al. Preliminary Assessment of the Degradation and Trend of Permafrost in Da Hinggan Mountains and Xiao Hinggan Mountains[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2006, 28(4): 467-476. DOI:10.3969/j.issn.1000-0240.2006.04.002 |
| [22] |
孙广友, 于少鹏, 王海霞. 大小兴安岭多年冻土的主导成因及分布模式[J]. 地理科学, 2007, 27(1): 68-74. Sun Guangyou, Yu Shaopeng, Wang Haixia. Causes, South Borderline and Subareas of Permafrost in Da Hinggan Mountains and Xiao Hinggan Mountains[J]. Scientia Geographical Sinica, 2007, 27(1): 68-74. |
| [23] |
程国栋, 王绍令. 试论中国高海拔多年冻土带的划分[J]. 冰川冻土, 1982, 4(2): 1-17. Cheng Guodong, Wang Shaoling. On the Zonation of High-Altitude Permafrost in China[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 1982, 4(2): 1-17. |
| [24] |
程国栋. 局地因素对多年冻土分布的影响及其对青藏铁路设计的启示[J]. 中国科学: 地球科学, 2003, 33(6): 602-607. Cheng Guodong. The Impact of Local Factors on Permafrost Distribution and Its Inspiring for Design Qinghai-Tibet Railway[J]. Science in China: Series D, 2003, 33(6): 602-607. |
| [25] |
庞强强, 赵林, 李述训. 局地因素对青藏公路沿线多年冻土区地温影响分析[J]. 冰川冻土, 2011, 33(2): 349-356. Pang Qiangqiang, Zhao Lin, Li Shuxun. Influences of Local Factors on Ground Temperatures in Permafrost Regions Along the Qinghai-Tibet Highway[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2011, 33(2): 349-356. |
| [26] |
Zhou Y Z, Jia G S. Precipitation as a Control of Vegetation Phenology for Temperate Steppes in China[J]. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 2016, 9(3): 162-168. DOI:10.1080/16742834.2016.1165594 |
| [27] |
梁敏. 大兴安岭多年冻土区地温时空变化遥感研究[D]. 长春: 吉林大学, 2016. Liang Min. Study of Remote Sensing About Surface Temperature Spatiotemporal Variability in Da Hinggan Mountains Permafrost Region, Northeast China[D]. Changchun: Jilin University, 2016. |
| [28] |
陈珊珊, 臧淑英, 孙丽. 东北多年冻土退化及环境效应研究现状与展望[J]. 冰川冻土, 2018, 40(2): 298-306. Chen Shanshan, Zang Shuying, Sun Li. Permafrost Degradation in Northeast China and Its Environmental Effects: Present Situation and Prospect[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2018, 40(2): 298-306. |
| [29] |
Chadburn S E. An Observation-Based Constraint on Permafrost Loss as a Function of Globalwarming[J]. Nat Clim Change, 2017, 7(5): 340-344. DOI:10.1038/nclimate3262 |
| [30] |
Schuur E A G. Climate Change and the Permafrost Carbon Feedback[J]. Nature, 2015, 520: 171-179. DOI:10.1038/nature14338 |
| [31] |
Biskaborn B K, Smith S L, Noetzli J. Permafrost is Warming at a Global Scale[J]. Nat Commun, 2019, 264(10): 68-74. |
| [32] |
Huang J, Zhang X, Zhang Q, et al. Recently Amplified Arctic Warming has Contributed to a Continual Global Warming Trend[J]. Nat Clim Change, 2017, 7(12): 875-879. DOI:10.1038/s41558-017-0009-5 |
| [33] |
Guo D, Wang H. CMIP5 Permafrost Degradation Projection: A Comparison Among Different Regions[J]. J Geophys Res, 2006, 121(9): 4499-4517. |
| [34] |
何瑞霞, 金会军, 吕兰芝, 等. 东北北部冻土退化与寒区生态环境变化[J]. 冰川冻土, 2009, 31(3): 525-531. He Ruixia, Jin Huijun, Lü Lanzhi, et al. Recent Changes of Permafrost and Cold Regions Environments in the Northern Part of Northeastern China[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2009, 31(3): 525-531. |
| [35] |
Chudinova S M, Frauenfeld O W, Barry R G, et al. Relationship Between Air and Soil Temperature Trends and Periodicities in the Permafrost Regions of Russia[J]. J Geophys Res, 2006, 111: 342-357. |
| [36] |
Sharkhuu A, Sharkhuu N, Etzelmüller B, et al. Permafrost Monitoring in the Hovsgol Mountain Region, Mongolia[J]. J Geophys Res, 2007, 112: 2-6. |
| [37] |
Anisimov O, Reneva S. Permafrost and Changing Climate: The Russian Perspective[J]. Ambio: A Journal of the Human Environment, 2006, 35(4): 169-175. DOI:10.1579/0044-7447(2006)35[169:PACCTR]2.0.CO;2 |
| [38] |
王宁练, 刘时银, 吴青柏, 等. 北半球冰冻圈变化及其对气候环境的影响[J]. 中国基础科学, 2015, 17(2): 9-14. Wang Ninglian, Liu Shiyin, Wu Qingbai, et al. Recent Progress in the Study of the Change of Cryo-Sphere in the Northern Hemisphere and Its Impacts on Climate and Environment[J]. China Basic Science, 2015, 17(2): 9-14. |
| [39] |
巴音德乐黑. 内蒙古大兴安岭多年冻土退化趋势及土壤湿度响应研究[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2019. Bayinde Lehei. Study on the Permafrost Degradation Trend and Soil Moisture Response in the Greater Hinggan Mountains, Inner Mongolia[D]. Huhehaote: Inner Mongolia Agricultural University, 2019. |
| [40] |
杨建平, 杨岁桥, 李曼, 等. 中国冻土对气候变化的脆弱性[J]. 冰川冻土, 2013, 35(6): 1436-1445. Yang Jianping, Yang Suiqiao, Li Man, et al. Vulnerability of Frozen Ground to Climate Change in China[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2013, 35(6): 1436-1445. DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0159 |
| [41] |
Gavrilova M K. Climate and Permafrost[J]. Permafrost Periglac Process, 1993, 4(2): 99-111. DOI:10.1002/ppp.3430040203 |
| [42] |
王澄海, 靳双龙, 施红霞. 未来50 a中国地区冻土面积分布与变化[J]. 冰川冻土, 2014, 36(1): 1-8. Wang Chenghai, Jin Shuanglong, Shi Hongxia. Area Change of the Frozen Ground in China in the Next 50 Years[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2014, 36(1): 1-8. DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0001 |
| [43] |
高春香, 苏立娟, 宋进华, 等. 内蒙古东北部冻土分布与地温关系[J]. 内蒙古气象, 2004(1): 19-22. Gao Chunxiang, Su Lijuan, Song Jinhua, et al. The Relationship Between the Distribution of Frozen Soil and Ground Temperature in Northeastern Inner Mongolia[J]. Meteorology Journal of Inner Mongolia, 2004(1): 19-22. |
| [44] |
孔莹, 王澄海. 全球升温1.5℃时北半球多年冻土及雪水当量的响应及其变化[J]. 气候变化研究进展, 2017, 13(4): 316-326. Kong Ying, Wang Chenghai. Responses and Changes in the Permafrost and Snow Water Equivalent in the Northern Hemisphere Under a Scenario of 1.5℃ Warming[J]. Advances in Climate Change, 2017, 13(4): 316-326. |
| [45] |
Farbrot H, Etzelmüller B, Schuler T V, et al. Thermal Characteristics and Impact of Climate Changeon Mountain Permafrost in Iceland[J]. J Geophys Res, 2007, 112: 90-112. |
| [46] |
Alexander L V. Global Observed Changesin Daily Climate Extremes of Temperature and Precipitation[J]. Journal of Geophysical Research, 2006, 111(22): 109-131. |
| [47] |
邵春, 沈永平, 张姣. 气候变化对寒区水循环的影响研究进展[J]. 冰川冻土, 2008, 30(1): 72-80. Shao Chun, Shen Yongping, Zhang Jiao. Recently Progress in Climate Change Impact on Water Cycles of Cold Regions[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2008, 30(1): 72-80. |
| [48] |
Slate A G, Lawrence, David M. Diagnosing Present and Future Permafrost from Climate Models[J]. Journal of Climate, 2013, 26(15): 5608-5623. DOI:10.1175/JCLI-D-12-00341.1 |
| [49] |
Subin Z M, Koven C D, Riley W J, et al. Effects of Soil Moisture on the Responses of Soil Temperatures to Climate Change in Cold Regions[J]. Journal of Climate, 2013, 26(10): 3139-3158. |
| [50] |
Boike J, Roth K, Overduin P P. Thermal and Hydrologic Dynamics of the Active Layer at a Continuous Permafrost Site[J]. Water Resources Research, 1998, 34(3): 355-363. |
| [51] |
张明礼, 温智, 董建华, 等. 降雨增加对多年冻土区铁路路基水热影响研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2017, 36(10): 2580-2590. Zhang Mingli, Wen Zhi, Dong Jianhua, et al. The Influence of Rainfall Increasing on Thermal-Moisture Dynamics of Railway Embankment in Cold Regions[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2017, 36(10): 2580-2590. |
| [52] |
Hotaek P, Youngwook K, John S, et al. Widespread Permafrost Vulnerability and Soil Active Layer Increases over the High Northern Latitudes Inferred from Satellite Remote Sensing and Process Model Assessments[J]. Remote Sensing of Environment, 2015, 12(4): 349-358. |
| [53] |
蔡红艳, 韩冬锐, 杨林生, 等. 泛北极地区多年冻土活动层厚度演变[J]. 遥感学报, 2020, 24(8): 1045-1059. Cai Hongyan, Han Dongrui, Yang Linsheng, et al. Spatiotemporal Change in Permafrost Active Layer Thickness in the Pan-Arctic Region[J]. Journal of Remote Sensing, 2020, 24(8): 1045-1057. |
| [54] |
Wang G X, Liu G S, Li C J, et al. The Variability of Soil Thermal and Hydrological Dynamicswith Vegetation Cover in a Permafrost Region[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2012, 162: 44-57. |
| [55] |
常晓丽, 金会军, 王永平, 等. 植被对多年冻土的影响研究进展[J]. 生态学报, 2012, 32(24): 7981-7990. Chang Xiaoli, Jin Huijun, Wang Yongping, et al. Influences of Vegetation on Permafrost: A Review[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(24): 7981-7990. |
| [56] |
Zhang Z Q, Wu Q B, Xun Xueyi, et al. Spatial Distribution and Changes of Xing'an Permafrost in China over the Past Three Decades[J]. Quaternary International, 2019, 523(20): 16-24. |
| [57] |
刘章文, 陈仁升, 宋耀选. 寒区灌丛与积雪关系研究进展[J]. 冰川冻土, 2014, 36(6): 1582-1590. Liu Zhangwen, Chen Rensheng, Song Yaoxuan. Advance in Study of the Relationship Between Shrub and Snow Cover in Cold Regions[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2014, 36(6): 1582-1590. |
| [58] |
金会军, 王绍令, 吕兰芝, 等. 兴安岭多年冻土退化特征[J]. 地理科学, 2009, 6(2): 223-228. Jin Huijun, Wang Shaoling, Lü Lanzhi, et al. Features of Permafrost Degradation in Hinggan Mountains, Northeastern China[J]. Scientia Geographica Sinica, 2009, 6(2): 223-228. |
| [59] |
Minke M, Donner N, Karpov N, et al. Patterns in Vegetation Composition, Surface Height and Thaw Depth in Polygon Mires in the Yakutian Arctic: A Microtopographical Characterisationof the Active Layer[J]. Permafrost and Periglacial Processes, 2009, 20(4): 357-368. |
| [60] |
Soudzilovskaia N A, Bodegom P M, Cornelissen J H. Dominant Bryophyte Control over High-Latitude Soil Temperature Fluctuations Predicted by Heat Transfer Traits, Fieldmoisture Regime and Laws of Thermal Insulation[J]. Functional Ecology, 2013, 27(6): 1442-1454. |
| [61] |
武海涛, 杨萌尧, 于凤琴, 等. 大兴安岭的冻土沼泽[J]. 森林与人类, 2018(12): 40-45. Wu Haitao, Yang Mengyao, Yu Fengqin, et al. Permafrost Swamps in the Greater Xing'an Mountains[J]. Forest and Humankind, 2018(12): 40-45. |
| [62] |
何瑞霞, 金会军, 王绍令, 等. 中俄原油管道沿线多年冻土环境评价方法探讨[J]. 冰川冻土, 2011, 33(5): 1098-1105. He Ruixia, Jin Huijun, Wang Shaoling, et al. Discussion About Assessment Method of Permafrost Environment Along China-Russia Crude Oil Pipeline[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2011, 33(5): 1098-1105. |
| [63] |
张艳, 吴青柏, 刘建平. 小兴安岭地区黑河-北安段多年冻土分布特征[J]. 冰川冻土, 2001, 23(3): 312-317. Zhang Yan, Wu Qingbai, Liu Jianping. Distribution Characteristics of the Permafrost in the Section from Heihe to Bei'an in the Xiao Hinggan Mountains[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2001, 23(3): 312-317. |
| [64] |
曹庆锋. 牙克石市图里河地区冻土变化分析[J]. 农家参谋, 2019(17): 23-25. Cao Qingfeng. Analysis of Permafrost Changes in the Tulihe Area of Yakeshi City[J]. The Farmers Consultant, 2019(17): 23-25. |
| [65] |
杨永鹏, 程东幸, 伏慧霞. 东北大兴安岭多年冻土区工程地质特征及评价[J]. 工程地质学报, 2008, 32(5): 657-662. Yang Yongpeng, Cheng Dongxing, Fu Huixia. Engineering Geological Characteristics and Evaluations of Permafrost in Da Xing'an Mountains[J]. Journal of Engineering Geology, 2008, 32(5): 657-662. |
| [66] |
杨扬, 刘海苹, 王志刚, 等. 大兴安岭地区多年冻土活动层变化规律研究[J]. 黑龙江工程学院学报, 2017, 31(1): 15-18. Yang Yang, Liu Haiping, Wang Zhigang, et al. On Change Laws of Permafrost Active Layer in Daxing'anling Region[J]. Journal of Heilongjiang Institute of Technology, 2017, 31(1): 15-18. |
| [67] |
彭小清. 北半球季节冻土时空变化特征及其对气候变化的响应[D]. 兰州: 兰州大学, 2017. Peng Xiaoqing. Spatial Temporal Variations of Seasonally Frozen Ground and Its Response to Climate Change in the Northern Hemisphere[D]. Lanzhou: Lanzhou University, 2017. |
| [68] |
孙广友. 试论沼泽与冻土的共生机理: 以中国大小兴安岭地区为例[J]. 冰川冻土, 2000, 22(4): 309-316. Sun Guangyou. Discussion on the Symbiotic Mechanisms of Swamp with Permafrost: Taking China's Da Hinggan Mountains and Xiao Hinggan Mountains as Examples[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2000, 22(4): 309-316. |
| [69] |
Sun G Y, Jin H J, Yu S P. The Symbiosis Models of Marshes and Pemafrost: A Case Study in Daxing'an and Xiaoxing'an Mountain Range[J]. Wetland Science, 2008, 6(4): 479-485. |
| [70] |
Chang X L, Jin H J, Zhang Y L, et al. Thermal Impacts of Boreal Forest Vegetation on Active Layer and Permafrost Soils in Northern Da-Xiao Xing'an (Hinggan) Mountains, Northeast China[J]. Arctic Antarctic and Alpine Research, 2015, 47(2): 267-279. |
| [71] |
符进, 李俊, 唐晓星. 高纬度多年冻土区路基温度场规律研究[J]. 中外公路, 2014, 34(2): 46-51. Fu Jin, Li Jun, Tang Xiaoxing. Research on the Law of Subgrade Temperature Field in High Latitude Permafrost Regions[J]. Journal of China & Foreign Highway, 2014, 34(2): 46-51. |
| [72] |
Yuan F H, Liu J Z, Zuo Y J, et al. Rising Vegetation Activity Dominates Growing Water Use Efficiency in the Asian Permafrost Region from 1900 to 2100[J]. Science of the Total Environment, 2020, 16(10): 87-95. |
| [73] |
张洪伟. 内蒙古高纬度深季节冻土区公路冻胀变形及水热过程监测分析[J]. 冰川冻土, 2019, 41(3): 1-15. Zhang Hongwei. Monitoring and Analysis of Frost Heave Deformation and Hydrothermal Process of Highways in High-Latitude Deep Seasonal Frozen Soil Areas in Inner Mongolia[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2019, 41(3): 1-15. |
| [74] |
张莲海, 马巍, 杨成松, 等. 土在冻结及融化过程中的热力学研究现状与展望[J]. 冰川冻土, 2013, 35(6): 1505-1518. Zhang Lianhai, Ma Wei, Yang Chengsong, et al. A Review and Prospect of the Thermo Dynamics of Soils Subjected to Freezing and Thawing[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2013, 35(6): 1505-1518. |
| [75] |
Barry R G. Summary Report on the First Session of the WCRP Climateand Cryosphere[J]. WCRP Informal Report, 1998(11): 56-62. |
| [76] |
李述训, 南卓铜, 赵林. 冻融作用对系统与环境间能量交换的影响[J]. 冰川冻土, 2002, 24(2): 109-115. Li Shuxun, Nan Zhuotong, Zhao Lin. Impact of Freezing and Thawing on Energy Exchange Between the System and Environment[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2002, 24(2): 109-115. |
| [77] |
Jin X Y, Jin H J, Iwahana G, et al. Impacts of Climate-Induced Permafrost Degradation on Vegetation: A Review[J]. Advances in Climate Change Research, 2020, 12(1): 29-47. |
| [78] |
张戈丽, 徐兴良, 周才平, 等. 近30年来呼伦贝尔地区草地植被变化对气候变化的响应[J]. 地理学报, 2011, 66(1): 47-58. Zhang Geli, Xu Xingliang, Zhou Caiping, et al. Responses of Vegetation Changes to Climatic Variations in Hulun Buir Grassland in Past 30 Years[J]. Acta Geographica Sinica, 2011, 66(1): 47-58. |
| [79] |
Jin H, Yu Q, Lu L, et al. Degradation of Permafrost in the Xing'anling Mountains, Northeastern China[J]. Permafrost and Periglacial Processes, 2007, 18(3): 245-258. |
| [80] |
Zhang T. Influence of the Seasonal Snow Cover on the Ground Thermal Regime: An Overview[J]. Rev Geophys, 2005, 43(4): 1209-1232. |
| [81] |
Ling F, Zhang T. Impact of the Timing and Duration of Seasonal Snow Cover on the Activelayer and Permafrost in the Alaskan Arctic[J]. Permafrost Periglac Process, 2003(14): 141-150. |
| [82] |
Zhang T, Barry R G, Knowles K, et al. Distribution of Seasonally and Perennially Frozen Ground in the Northern Hemisphere[C]//Proceedings of the Eighth International Conference on Permafrost. Switzerland: International Permafrost Association, 2003.
|
| [83] |
Caldwell P V, Sun G, McNulty S G, et al. Impacts of Impervious Cover, Water Withdrawals, and Climate Change on River Flows in the Conterminous US[J]. Hydrology and Earth System Sciences, 2012, 9(8): 2839-2857. |
| [84] |
李弘毅, 王建. 积雪水文模拟中的关键问题及其研究进展[J]. 冰川冻土, 2013, 35(2): 430-437. Li Hongyi, Wang Jian. Key Research Topics and Their Advances on Modeling Snow Hydrological Processes[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2013, 35(2): 430-437. |
| [85] |
曹二涛, 张弛, 张华. 城市地质环境安全性评价指标体系研究[J]. 铁道勘察, 2020, 46(4): 59-64. Cao Ertao, Zhang Chi, Zhang Hua. Study on Safety Evaluation Index System of Urban Geological Environment[J]. Railway Investigation and Surveying, 2020, 46(4): 59-64. |
| [86] |
李晓英, 金会军, 何瑞霞, 等. 多年冻土区森林大火对生态服务功能的影响研究[J]. 气候变化研究进展, 2020, 16(5): 545-554. Li Xiaoying, Jin Huijun, He Ruixia, et al. Effects of Forest Fires on Ecological Service in Permafrost Regions[J]. Advances in Climate Change Research, 2020, 16(5): 545-554. |
| [87] |
Li X Y, Jin H J, Wang H W, et al. Influences of Forest Fires on the Permafrost Environment: A Review[J]. Advances in Climate Change Research, 2021, 12(1): 48-65. |
| [88] |
He R X, Jin H J, Lanzhi L, et al. Cold-Region Environments Along the China-Russia Crude Oil Pipeline and Their Management[J]. Cold and Arid Regions Science, 2010, 2(2): 129-136. |
| [89] |
王凤艳, 王梓铭, 王明常, 等. 中蒙俄经济走廊沿海与内陆NDVI分布特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(3): 864-876. Wang Fengyan, Wang Ziming, Wang Mingchang, et al. Distribution Characteristics of NDVI in Coastal and Inland Areas for China-Mongolia-Russia Economic Corrido[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2021, 51(3): 864-876. |
| [90] |
石梁宏, 李双洋. 寒区渠基黏土热参数最优概率分布[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(2): 473-482. Shi Lianghong, Li Shuangyang. Optimal Probability Distribution of Thermal Conductivity Parameters of Canal Foundation Clay in Cold Regions[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2021, 51(2): 473-482. |