冻融过程中的土壤温度和水分条件的变化，显著影响季节冻土的土壤呼吸动态，同时土壤呼吸释放的二氧化碳通过加剧温室效应影响气候，从而改变降水、蒸散过程等关键水文循环环节。因此，量化季节冻土的冻融过程与土壤呼吸之间的关系，对预测区域气候和水文循环的动态平衡十分关键。以澜沧江上游类乌齐县的季节冻土为研究对象，基于土壤呼吸和冻融过程连续原位测量数据，建立不同冻融阶段的土壤呼吸单因子模型，分析冻融过程中土壤温度和含水量对土壤呼吸的影响。结果表明，昼夜尺度和单次冻融过程的土壤呼吸通量均呈单峰变化，完全融化阶段的土壤呼吸贡献率约为94%；当土壤含水量大于0.09m3·m-3时，土壤温度对冻融过程中的土壤呼吸影响最为显著；回归拟合中土壤呼吸与土壤温度的指数模型表现最佳，土壤呼吸的温度敏感性指标Q10在融化阶段最高（43.21±4.72），完全融化阶段最低（2.71±0.17），总体随土壤含水量降低和土壤温度升高而减小。研究结果可为青藏高原暖湿化背景下的季节冻土区土壤碳排放的相关研究提供参考。

【目的】干涉合成孔径雷达测量(InSAR)技术近年来被广泛用于反演活动层厚度（ALT），然而现有研究较少考虑冻融对地表形变和土壤孔隙水热变化的影响，因此，本文构建了考虑土壤水热变化的ALT反演模型。【方法】使用InSAR技术和CNNBiLSTM-AM模型得到地表参数，顾及冻融驱动下活动层的变形和土壤孔隙及水分的变化构建了活动层厚度反演模型。首先，通过SBAS-InSAR技术提取研究区垂直向地表形变。然后，构建CNN-BiLSTM-AM模型，使用卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）对多源遥感数据特征提取，采用双向长短期记忆网络（Bi-directional Long Short-term Memory,BiLSTM）对提取特征进行预测，添加多头自注意力层（Attention Mechanism, AM）提高模型对关键信息的提取，得到多特征约束下的土壤含水量预测值。最后，以垂直向地表形变作为表征活动层的主要参数，构建基于土壤孔隙比和土壤含水量的活动层厚度反演模型，得到兰新高铁冻土区活动层厚度的时空分布。【结果】模型估计值与俄博岭实测数据验证的...

高海拔多年冻土区坡向差异可引起两坡面的温度场不对称，进而造成基础设施的不均匀沉陷和纵向裂缝。目前坡向效应的研究主要围绕青藏铁路东-西两个坡面而开展的监测与模拟研究，但高原线性工程走向可能涉及不同的方向，其他走向坡面的水热差异状态研究不足。本研究在青藏高原花石峡冻土观测基地建设了一个具有八个坡向的监测实体（称：八棱台），在八个坡面和顶面近地表安装土壤温度、含水量传感器，监测研究坡向差异对坡面近地表水热状态的影响。结果表明：东-西相对坡面近地表温度差异最小，月平均温差为0.1～2.3℃，最大温差出现在5月；而南-北相对坡面近地表温度差异最大，月平均温差为1.3～7.7℃，最大温差出现在2月。其余两个相对坡面近地表温差介于东-西相对坡面和南-北相对坡面之间，其中东北-西南相对坡面温差小于西北-东南相对坡面。仅从近地表坡面温度差异来看，高海拔多年冻土区线性工程南-北走向热稳定性较好，其次是西北-东南向，坡向效应不显著而温度场对称性较好。同样八个坡面近地表土壤体积含水量总体差异为东北-西南相对坡面差异最小，融化期月平均体积含水量差最大为0.06 m3·m-3

为研究制式弹药侵彻毁伤冻土的过程，进行了弹丸侵彻冻土实验，制备了不同温度的冻土靶板试样并采用56式步枪进行实弹射击试验。实验结果表明：冻土材料具有明显的温度效应，随温度降低，冻土靶板强度显著增强，弹丸在冻土靶板中侵彻深度随之降低；温度对于弹丸侵彻深度与弹道轨迹影响较大，弹丸在常温状态下土壤靶板中翻转现象较为严重，而在冻土靶板中弹丸姿态保持较好，未出现翻转。利用有限元计算软件对弹丸侵彻冻土材料进行仿真计算，分析了冻土温度和含水率对侵彻能力的影响，得到了弹丸侵彻能力与温度和含水率的关系式。仿真结果表明：弹丸侵彻深度随冻土温度的降低而线性降低；冻土含水率的增大先减小后增大。

冻土强度是冻结法施工及冻土构筑物安全评估中的关键力学参数。然而，冻土强度特性十分复杂，受到环境温度、土体类型、含水量、应变速率等诸多因素的影响，目前还缺少统一的结论。鉴于此，文章对冻土强度的相关试验成果进行了全面回顾，并总结了各因素对冻土强度的影响规律及其作用机理。文献调研结果表明，冻土强度随温度的降低而增大，在工程常见温度范围内二者近似呈线性关系。温度降低所引起的冰强度增加和未冻水含量降低是冻土强度增大的主要原因；当温度低于一定阈值后（如-80℃），冻土强度达到最大值并不再变化。非饱和冻土的抗压强度随含水量的增加而增大，原因在于其饱冰度会随着含水量的增加而增加，使得土颗粒与冰晶体的黏结作用增强。对于饱和冻土，含水量的增加会导致冻土密实度降低，其强度随含水量的增加而降低。冻土抗拉强度与抗压强度具有较强的相关性，其压拉比随土体类型的不同存在较大差异，在3～12之间。整体来看，影响冻土强度的因素众多，目前的研究工作多基于单一影响因素，针对多种因素耦合作用、应变速率影响和抗拉强度的研究仍较少，相关工作有待进一步深入。

多年冻土区活动层是地表水和地下水相互转化中十分重要的交换通道，活动层土壤含水量是多年冻土区水文循环中重要的组成部分，其动态变化与寒区生态环境密切相关。在气候变化背景下，深入了解活动层土壤含水量的动态变化特征具有重要意义。本文利用ELM(Extreme Learning Machine)模型对青藏高原腹地不同海拔高度多年冻土区土壤含水量进行模拟分析，结果表明：与BP神经网络模型相比，二输入变量ELM模型的模拟精度更高；ELM模型模拟后1天土壤含水量的NSE值在0.69～0.87之间，其中坡下20 cm深度处模拟NSE取得最大值（0.87），并且模拟精度随着推后时间的增加有所提升，模拟后3天和后7天的NSE值分别在0.76～0.92和0.75～0.93之间；坡下各深度含水量的模拟效果优于坡上。在此基础上，通过设置不同的气候变化情景，研究土壤含水量在气候变化背景下的动态变化规律及响应特征。研究发现，升温导致冻结初期以及融化初期不同深度的土壤含水量均出现增大的趋势，在完全冻结期和完全融化期变化不明显。且随着气温增幅的加大，冻结初期以及融化初期的土壤含水量变化也逐渐增大，深层土壤含水量较浅层土壤...

针对西宁至成都高铁若尔盖湿地段路基工程，基于传热方程、水分迁移方程与力场平衡方程建立季节冻土区高铁路基冻胀的水热力耦合模型，对比分析普通路基和保温路基的温度、水分和位移特征差异。结果表明：保温层有效降低路基的冻胀量，同时减小左右路肩的冻胀量差；保温路基与普通路基的总含水量分布相似，由于保温层将冻结锋面完全阻止在保温层内，其冻深远小于普通路基。

探究多年冻土区白桦次生林蒸腾特征对影响因子的响应，为准确评估该地区森林生态系统水文效应提供科学参考。运用热扩散式探针法，从2021年5—9月对多年冻土区的白桦树干液流进行监测，并同步观测影响因子变化情况。结果表明：整个观测期，白桦次生林蒸腾表现出明显的小时、日、月变化。(1)白桦次生林小时蒸腾特征表现为优势木>中等木>被压木，蒸腾动态在晴天呈单峰曲线，在雨天呈双峰曲线。日尺度上，白桦次生林蒸腾平均值为1.47 mm/d,且最大值出现在7月。在整个观测期，林分蒸腾表现出明显的月变化，即7月>6月>8月>9月>5月，分别为65.08,62.43,54.27,22.92,19.84 mm;(2)林分累计蒸腾量共计224.54 mm,占同期降雨量的32.41%,其中优势木为林分蒸腾的主要贡献者，占林分总蒸腾量的62.64%;(3)在小时尺度上，林分蒸腾量主要受大气温度和饱和水汽压差所影响；日尺度上，林分蒸腾与潜在蒸散、空气温度、太阳辐射、饱和水汽压差、叶面积指数以及土壤温度极显著正相关(p<0.01);与空气相对湿度极显著负相关(p<0.01);...

大兴安岭多年冻土泥炭地是对全球变暖响应敏感的地区之一。在全球变暖、多年冻土退化背景下，为了探明秋季冻融对多年冻土泥炭地无机氮时空变化的影响，本研究于2019年9—11月以大兴安岭三种多年冻土泥炭地为研究对象进行野外原位实验，分析了秋季冻融前、中和后期多年冻土泥炭地浅层和深层土壤无机氮的时空变化特征以及浅层和深层土壤含水量和温度的变化规律，建立了土壤无机氮含量与土壤温度和含水量间的多元线性回归模型。研究表明：多年冻土小叶章泥炭地（XY）、兴安落叶松-泥炭藓泥炭地（XA）和白毛羊胡子苔草泥炭地（BM）的土壤铵态氮（NH4+-N）含量变化范围：（1.00±0.00）～（20.60±0.20）mg·kg-1，硝态氮（NO3--N）含量的变化范围：（0.02±0.01）～（14.64±1.11）mg·kg-1，且无机氮以土壤NH4_+-N为主；秋季冻融后期无机氮含量明显高于前期。尽管水热交互作用对该时期无机氮没有显著影响，但是在不同冻融阶段，无...

多年冻土路基水热特征与冻胀变形变化规律的研究对于寒区道路冻害成因分析、道路工程设计及冻害治理等方面具有重要意义。本文以青藏公路某典型冻害地段为研究对象，应用含相变冻土路基的水热耦合与冻胀变形理论模型，对周期边界条件下路基初始含水率对多年冻土路基水热特征及冻胀变形的影响规律进行了计算分析。结果表明：在季节性气候变化的条件下，随着路基初始含水量的增加，路基和坡脚位置的多年冻土上界面逐渐上升，路基边界处的冰含量逐渐增加。当路基初始含水率由12%增加到36%时，4月份的路基中心和路肩处冻胀变形量依次增加了17.4mm和20.6mm。此外，路基内初始含水率的变化对路基各边界表面位置冻胀变形的影响程度由大到小依次为路基路肩、路基中心、路基坡脚和天然地表。